Основные типы линии передачи

В радиосистемах используются различные линии передачи. Выбор конкретного типа линии определяется назначением и параметрами радиосистемы, условиями ее работы и решающим образом зависит от используемого диапазона длин волн и передаваемо мощности. Наиболее распространенные типы линий передачи для различных диапазонов длин волн представлены на рисунке 1.1. Рассмотрим свойства некоторых линий передачи.

Рисунок 1.1 - Типы линий передачи для различных диапазонов волн

Проволочные линии передачи. Открытая линия передачи из двух одинаковых параллельных проводников (рисунок 1.2,) с Т-волной применяется на гектометровых и метровых волнах для подключения антенн к приемным и передающим устройствам. На более коротких волнах применению двухпроводных линий препятствует заметное излучение, создающее помехи и увеличивающее затухание. Волновое сопротивление воздушной двухпроводной линии (Ом) зависит от диаметра ее проводников и расстояния между проводниками и согласно формуле

При конструктивно удобных соотношениях D/d волновое сопротив­ление двухпроводной линии составляет 200—600 Ом.

Воздушные двухпроводные линии выполняют на неизолированных медных или биметаллических проводов, подвешенных на опорах с помощью специальных керамических изоляторов на высоте не менее 3 м от поверхности земли.

Четырехпроводные линии передачи, образованные из попарно соединенных проводников, имеют такое же применение, как и двухпроводные линии, но отличаются меньшим паразитным излучением, более низким волновым сопротивлением и лучшей электрической прочностью.

Рис.1.2. Двухпроводная линия передачи.

Коаксиальные линии передачи. Область применения таких линий охватывает волны длиной от 3 - 5 см до 10 м. Коаксиальные волноводы представляют собой жесткие конструкции из металлических трубок, закрепленных одна в другой с помощью диэлектри­ческих шайб или металлических изоляторов, либо имеют вид гиб­ких коаксиальных кабелей. Волновое сопротивление для Т-волны в коаксиальной линии передачи (Ом) определяется по формуле.

,

где d – диаметр внутреннего проводника, D – диаметр внешнего проводника (рис.1.3).

Рис.1.3. Коаксиальная линия передачи.

Коэффициент затухания в коаксиальной линии (дБ/м) в общем случае обусловлен потерями в проводниках (металле) и в диэлектрике: . Для каждого слагаемого имеют место несложные формулы

, , (1.2)

где - удельное сопротивление квадрата поверхности проводника (Ом), определяемое формулой (1.1); диаметр и длину волны следует брать в сантиметрах.

Отметим, что коэффициент затухания в диэлектрике не зависит от размеров и формы поперечного сечения линии, а определяется только параметрами диэлектрика и рабочей длиной волны, что справедливо для любых линий передачи с Т-волной. Коэффициент затухания , напротив, зависит от размеров проводников, и поэтому следует выяснить, при каком соотношении потери в проводниках минимальны. Анализ показывает, что

минимален при , что соответствует волновому сопротивлению 77 Ом при воздушном заполнении линии. Однако зависимость относительного коэффициента затухания / _min от отношения имеет довольно плавный характер.

Волноводные линии передачи, среди которых к наиболее распространенным относятся прямоугольные и круглые, хорошо освещены в литературе[1,3,4,5] и выносятся на самостоятельное изучение.