Характеристики линий передачи

1. По типу направляемых электромагнитных волн:

а) волна типа ТЕМ (Т) (в волноводах распространяться не может)

- отсутствие продольных составляющих

Составляющие поля находятся только в плоскости поперечного сечения

(коаксиальная линия, двухпроводная линия)

б) волны типа Н. (ТЕ),

волны типа Е (ТН)

волновод – линия этого типа

в) волны смешанного, гибридного типа

ЕН, НЕ распространяются в оптических волноводах, полосковых

линиях.

2. Фазовая скорость и постоянная распространения.

Для волн типа ТЕМ

Фазовая скорость не зависит от частоты, отсутствует явление дисперсии.

Для волн типа Н. и Е

- критическая длина волны

волна будет распространяться

волна находится в закритическом режиме и не распространяется

Фазовая скорость зависит от частоты.

Такого вида зависимость имеют волны гибридного (смешанного типа).

3. Затухание или потери в линиях передачи. На практике линии выполненные из

несовершенных проводников и диэлектриков. При распространении электромагнитных

волн имеют место потери, которые связаны с потерей части мощности переносимой

волной на тепловые потери.

Тепловые потери учитываются комплексным характером постоянной распространения

, где - фазовая постоянная (постоянная распространения), -

коэффициент затухания. Тогда

Первые два множителя представляют амплитуду поля волны, убывающую по

экспоненциальному закону в направлении распространения, последний множитель

является множителем бегущей волны. Фазовая постоянная определяет длину волны

и фазовую скорость . Коэффициент затухания определяется как

Мощность в линии с потерями в соответствии с указанным амплитудным изменением

поля волны изменяется как

.

Дифференцируя левую и правую части, получим

где - изменение мощности на единицу длины вычисляется для каждого типа

линии передачи. Величина определяет к.п.д. линии передачи.

4. Волновое сопротивление линии, которое вводят для удобства расчета режима в линии

передачи.

- волновое сопротивление

=

=

Определение волнового сопротивления характеризует отношение поперечных

в данном сечении линии.

Для волн типа Т, волновое сопротивление линии совпадает с волновым

сопротивлением среды . Для свободного пространства

Для волн типа Е и Н. волновое сопротивление зависит от частоты.

5. Максимальная пропускаемая мощность в линии передачи.

Предельная мощность, которую можно передать по линии передачи ограничена

явлениями электрического и теплового пробоя.

Наиболее критичным является электрический пробой.

Для режима бегущей волны

- прямая волна

, где F – функция, зависящая от структуры поля в сечении S

линии, S – площадь поперечного сечения, - мощность в линии передачи.

Напряженность поля , при которой электрический пробой в нормальных условиях =

30 кв/см.

Мощность, при которой возможен электрический пробой, называется предельной

мощностью.

Допустимая мощность

, где N – коэффициент запаса,