Загрузка...
Учебная работа. Курсовая работа: Подключение линий передач к нагрузке с заданным сопротивлением
Задание
необходимо обеспечить подключение линии передачи к нагрузке сопротивлением 
так, чтобы на частоте f0
линия передачи была согласована с нагрузкой. Выбрать метод согласования, рассчитать согласующее устройство и место его включения в ЛП. Определить частотный диапазон согласованного режима работы, в котором коэффициент бегущей волны не менее 0,8 (КБВ
>0,8). Определить максимальную допустимую мощность, передаваемую в нагрузку и КПД линии на частоте f0
и границах диапазона.
построить:
1) Графики зависимостей амплитуды напряжения (напряженности эл. поля) от координаты (в ЛП и согласующем устройстве) для частоты f0
и частот границ диапазона.
2) Частотные зависимости коэффициентов бегущей и стоячей волн: KБВ
(f), KСВ
(f).
Таблица 1
№ варианта
1–15
16–30
Тип линии передачи
Коаксиальная
РК 75–2.5–31
Двухпроводная
РД 50–0.87–21
Длина, м
10
25
Таблица 2
№ варианта
1–3
4–6
7–9
10–12
13–15
16–18
19–21
22–24
25–27
28–30
Сопротивление нагрузки 
, Ом
40+4i
42–10i
60+30i
75+50i
50+20i
10
40
10+5i
75–50i
40–4i
Таблица 3
№ варианта
1,4,7,10,13,16,19,22,25,28
2,5,8,11,14,17,20,23,
26,29
3,6,9,12,15,18,21,24,
27,30
Рабочая частота f0
, МГц
200
400
800
Введение
Линией передачи (ЛП) называют устройство, ограничивающее область распространения электромагнитных колебаний и направляющее поток электромагнитной энергии к нагрузке. ЛП используют для передачи мощности от генераторов к потребителям, для образования резонансных систем – объемных резонаторов и колебательных контуров с распределенными параметрами, для трансформации полных сопротивлений нагрузок.
В радиосистемах используются различные линии передачи. Выбор конкретного типа ЛП определяется назначением и параметрами радиосистемы, условиями ее работы и решающим образом зависит от используемого диапазона длин волн и передаваемой мощности. наиболее распространенные типы линий передачи для различных диапазонов волн представлены в таблице 1.
Таблица 1
линии передачи СВЧ
Проволочные
Радиочастотные
Волноводы
Открытого типа
Двухпроводные
многопроводные
коаксиальные
симметричные
коаксиальные
прямоугольные
круглые
со спец. сечением
полосковые и микрополосковые
поверхностных волн
диэлектрические
лучевые волноводы
волоконно-оптические
Гектометровые, метровые и дециметровые волны
Дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны
Метровые, дециметровые и сантиметровые волны
Миллиметровые волны и волны оптического диапазона
Расчет
Вначале вычислим коэффициент отражения от нагрузки
Далее вычислим коэффициент стоячей волны в ЛП между нагрузкой и трансформатором
Максимальная мощность в двухпроводной ЛП
максимальная мощность в нагрузке
Максимально действующее напряжение стоячей или бегущей волны
Зависимость коэффициента отражения от расстояния l
до нагрузки имеет вид
где 
– коэффициент отражения нагрузки в сечении 
Требуется определить такое значение электрической длины линии 
, при которой сопротивление 
будет действовать, в этом случае возможно согласование при помощи 
– трансформатора.
Из последнего выражения получим
только в этом случае сопротивление будет действительным
Решением уравнения является корень
Тогда
выбираем наименьшее значение 
и вычисляем расстояние, на котором должен быть включен трансформатор
Определим сопротивление нагрузки четвертьволнового трансформатора и проверим, действительно ли оно. Сопротивление найдем через коэффициент отражения
Также проверим по формуле
Вычислим волновое сопротивление ЛП четвертьволнового трансформатора для согласования генератора с внутренним активным сопротивлением 
с произвольной нагрузкой 
Вычислим коэффициент отражения от трансформатора
Построение графика распределения амплитуды
В ЛП между трансформатором и нагрузкой 
напряжение определяется так
График строим для случая максимальной мощности
В трансформаторе 
напряжение определяется по формуле
Для случая максимальной мощности имеем
Тогда график будет иметь вид
Вычислим КПД линии на частоте 
, при которой коэффициент затухания 
Pвх
– мощность выделенная в нагрузке, PГ
– мощность падающей волны, отдаваемой генератором в ЛП.
Вывод
В ходе данной работы мы обеспечивали согласованное подключение ЛП к нагрузке с заданным сопротивлением. В качестве согласующего устройства выбран четвертьволновый трансформатор, рассчитано сопротивление трансформатора и место включения его в линию передачи. Определена максимально допустимая мощность в нагрузке и КПД линии на заданной частоте. В ходе работы построены графики зависимостей амплитуды напряжения от координаты, коэффициента бегущей волны от длины волны KБВ
(λ).
список литературы
1) В.В. Никольский, Т.И. Никольская, Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов. – М.: Наука, 1989. – 544 с.
2) Д.М. Сазонов, Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1988. – 432 с.: ил.