|
| |
|
Слаботочка Книги На рис. 12.8, а показана зависимость сопротивления Хх от длины линии без потерь выраженной через длину волны Я; рис. 12.8, б отображает изменение активной Увх и реактивной Лвх составляющих входного сопротивления линии с учетом потерь. Переход от идеальной линии к реальной сделан по аналогии с разомкнутой линией. В случае идеальной линии, длина которой равна нечетному числу Х/4, на входе ее получаются пучность напряжения и узел  чк=>  Рис. 12.8. Графики изменений входного сопротивления вдоль линии, замкнутой накоротко на конце, без потерь (а) и с потерями (б). тока {1х = 0), и потому входное сопротивление стремится к бесконечности. При длине идеальной линии, равной четному числу Я/4, на входе ее, как и на конце, наблюдаются пучность тока и узел напряжения, поэтому входное сопротивление равно нулю. Энергетическая сущность входного сопротивления коротко-замкнутой линии объясняется так же, как для разомкнутой линии. Если длина идеальной линии кратна Я/4, то на каждом четвертьволновом отрезке энергия электрического поля полностью преобразуется в энергию магнитного поля, а затем обратно. Генератор в этом процессе не участвует, доказательством чего служит наличие на его зажимах узла напряжения или тока. Узел напряжения 296 получается при длине короткозамкнутой линии, равной четному числу У4, что соответствует Zbx = О и резонансу напряжений, а узел тока - нечетному числу Я,/4 и резонансу токов (Zbx = оо). При нерезонансной длине линии в ней нет полного преобразования одного вида реактивной энергии в другую. Например, если д:<Х,/4, то в линии сохраняется пучность тока, но нет пучности напряжения. Следовательно, энергия магнитного поля не может полностью возникнуть из энергии электрического поля или полностью пре-
Рис. 12.9. Металлический изолятор открытой (а) и коаксиальной (б) линии. образоваться в нее. Избыток энергии магнитного поля возникает при участии генератора, для которого линия уже представляет индуктивную нагрузку (Хвх > 0). в реальной линии кроме основной стоячей волны имеется некоторая бегущая волна, которая компенсирует потери энергии в линии. Эта бегущая волна и определяет наличие активной составляющей во входном сопротивлении линии. Примером практического использования короткозамкнутых отрезков может служить металлический изолятор, который с большим эффектом используется как в открытых двухпроводных (рис. 12.9, а), так и в коаксиальных (рис. 12.9, б) линиях. Этот изолятор представляет собой четвертьволновый короткозамкну-тый отрезок, на свободные концы которого опирается основная линия. Возникающие в отрезке стоячие волны имеют в точках а - б пучность напряжения и узел тока, а это равнозначно очень большому сопротивлению между ними. В итоге энергия, из основной линии почти не ответвляется в короткозамкнутый отрезок, и, вместе с тем, этот отрезок служит очень прочной механической опорой для главной линии. 77. Стоячие волны в линии, замкнутой на реактивное сопротивление В такой линии, если она идеальная, возможны только стоячие волны, поскольку мощность не может теряться ни в идеальной линии, ни в реактивной нагрузке. Последняя полностью отражает падающие на нее волны, в результате чего и образуются стоячие волны.  Х2<0 Хг>0 х-1- Рис. 12.10. Диаграммы, иллюстрирующие переход от линии, замкнутой на реактивное сопротивление, к линии, разомкнутой или замкнутой накоротко на конце. Сходство режимов позволяет при выводе уравнений напряжения, тока и входного сопротивления линии с реактивной нагрузкой исходить из известных соотношений для разомкнутой или короткозамкнутой линии без потерь. Например, можно построить один график изменения входного сопротивления, который был бы пригоден и для разомкнутой линии и для замкнутой на реактивное сопротивление (Хг <С О на рис. 12.10, а и Хг О на рис. 12.10, г), если условиться совершать переход от первой ко зторой линии путем смещения начала координат из одной точки (О) в другую (0). Как известно, с увеличением длины идеальной разомкнутой линии от нуля до Х/4 ее входное сопротивление Хвх изменяется от -оо до 0. Следовательно, всегда можно подобрать отрезок разомкнутой линии такой длины чтобы ее входное сопротивле- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 [98] 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |
||||||||||||||||||||||||||||