Домашняя работа - соглас линии (Методические указания по исследованию длинных линий и симметричного вибратора с согласующими устройствами), страница 2

С помощью соотношений для входного сопротивления линия в режиме «холостого хода» (ХХ) Ягг= — »р с1К(()Лз) к Угг= — 1р сМ(()Ьз) строим соответствующие графики. При этом легко определяем, что: Я =0; Ш ухх — «« » л То же самое получаем с помощью круговой диаграммы. Отмечаем, что точка ХХ соответствует кучности напряжения и узлу тока. ННП при такой нагрузке равен 0 (в лидии имеет место режим стоячих волн), а ПеЯю„= 0 при любом Соответственно при (э,„0,1 Х, поворачивая движок па 0,1 Х от кучности к генератору, находим, что Я,„„= — 11,38р, Поворачивая движок еще на 0,25 Х к генератору, находим, что У = 1р 0,75.

Аналогично при 1а 0,15. Х имеем Я„„= — »0,75 р, Уе, = 1р- 1,38 к т.д. Отмечаем также периодичность соответ- 8 Задание. Нарисовать эпюры распределения напряжения и тока в линии, если Я„= (1 — 10,7)р (определить точное расположение кривых относительно осей координат и отношение напряжений в минимумах н максимумах). Решение. Находим на круговой диаграмме точку, соответствующую Я„. Определяем КБВ - 0,5. Далее определяем расстояние от нагрузки до ближайшего узла напряжения, отсчитывая до генератора 0,151 Х, и рисуем соответствующие эпюры (см. рисунок в приложении 4). ствующих кривых и тот факт, что с помощью разомкнутого (так же,как и замкнутого) шлейфа можно получить любую входную реактивность.

Задание. Определить длину короткозамкнутого шлейфа, если известно, что его Я„„,= 10,3р. Решение. Точка короткого замыкания на круговой диаграмме соответствует узлу напряжения. Точка с Я „= 10,3р отстоит от узла па 0,048 ) . Следовательно„длина шлейфа равна также 0,048 Х.

Такое же значение Я будут иметь шлейфы с длиной (0.048 + и/2) Х, где и — целое. Задание. Определить Я„в линии, если известно, что согласующий последовательный разомкнутый шлейф включен на расстоянии 0,3 Х от нагрузки. Длина шлейфа составляет 0,2 Х, его волновое сопротивление равно волновому сопротивлению линии р. Решение. С помощью круговой диаграммы определяем Я,„„, равное — 10,38р. Поскольку последовательный шлейф включается в сечение, в котором ЙеЯ „= р, а !ш Я,„= — 1шЯ „то, гледовательно, Я,„= р+ 10,33р. Находим эту точку на круговой диаграмме. Определяем КБВ 0,72 и .отсчитываем от этой точки к нагрузке расстояние 0,3 Х.

В итоге получаем, что Я„= (1,1 — 10,Щр. Заданке. Определить расстояние от нагрузки до того сечения, где необходимо включить четвертьволновоый трансформатор, если Я„= 1+ 10,6. Решение. Находим на круговой диаграмме точку, соответствующую Я . Поскольку шлейф включается в сечение, где 'н ' !ш Я = О, то ближайшее такое сечение — пучность. Расстояние э от пучности до нагрузки равно 0,102 Х.

2. СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР (три занатпя) 2.1. Краткое теоретическое введение (4-е занятие) Для самостоятельной подготовки к данной теме занятий следует руководствоваться следующими контрольными вопросами, ответы на которые можно найти в рекомендованной основной литературе (1 ... 3). 2.1.1. Конт ольные воп осы я самон ове ки 2.$.2. О Активная и реактивная составляющие входного сопротивления симметричного вибратора длины 2 1 вблизи резопавса (2, с. 39): Лз = Нвж/з)п (Д- 1); Х,„— р сааб(() 1); (2.1а, б) Здесь: Йзы — сопротивление излучения ввбратора, определяемое по графику, например, яз (4, с.

231, рис. 9.61; р„= 120 ~ 1в (1/а)- 1~, (2.2) р„— волновое сопротивление вкбраторз Ом; а — радиус поперечного сечения внбратора; остальные обозначения раскрыты выше. 10 1. Приближенные и точные методы расчета распределения тока по симметричному ввбратору. 2. Распределение тока по вибратору. Действующая длина симметричного внбратора. 3.

Сопротивление излучения, входное сопротивление, резонансная длина симметричного ввбратора. 4. Диаграмма паправленности (ДН), козффициент направленного действия (КНД) симметричного вибратора. 5. Симметркрующие устройства. 2 2. Вторая тема РГР: «Исследование и согласование симметричного вибратора» (5-е и 6-е занятия) Данная тема РГР рассматривается на двух занятиях и состоит из двух типовых задач, условия которых формулируются следующим образом. Задача 3 (варианты 1 ... 16): К симметричному цилиндрическому вибратору с относительной длиной 2 1/Х и волновым сопротивлением р„подведена питающая двухпроводная линия с волновым сопротивлением р. Выполнить согласование вибратора с линией передачи с помощью шлейфа последовательйого типа в виде разомкнутого отрезка линии с волновым сопротивлением р.

Определить отпосителыгое расстояние Лз з/Х от вибратора до точки подключения шлейфа и относительную длину |плейфа 1 /А. Задача 3 (варианты 17 ... 32): К симметричному цилиндрическому еибрвтору с относительной длиной 2 1/Х и волновым сопротивлением р„подведена питающая двухпроводная линия с волновым сопротивлением р. Выполнить согласование вибратора с линней передачи с помощью четвертъволпового трансформатора.

Определить относительное расстояние Ь з / Х от вибратора до трансформатора, а также волновое сопротивление р„етого трансформатора. Задача 4 (варианты 1 ... 16): Определить, во сколько раз изменится амплитуда тока в пучности распределения, если известно, что при замене вибратора длиной 2 (т/Х на вибратор длиной 2. 12/Х излучаемая мощность остается прежней. Задача 4 (варканты 17 ... 32): Определить, во сколъко раз необходимо изменить мощность генератора для того, чтобы при замене ввбратора длины 2.

1~ /Х на вибратор длины 2. 1з/Х получить прон<нее значение интенсивности излучения в направлении максимума ДН, При расчетах рассогласованием вибраторов с питающей лкпией пренебречь. В табл. 3 и 4 (см. приложение 3) приведены 32 варианта заданий для типовых задач 3 в 4 соответственно. Приведем примеры ях репгення. 11 2.2.1. П уме ы ешения э ачи 3 вто ой темы РГР 5-е занятие ~3а ание. К симметричному ввбратору длины 2. 1/)» 0,25 и с волновым сопротивлением рв 300 Ом подведена линия с р 300 Ом. Определить параметры согласующего последовательного разомкнутого шлейфа. Решение. Сопротивление излучения определяем по графику (см., например, 14, с.

231, рис. 9.6)); при 2 1/>» 0,25 имеем Н„,„= 10 Ом. Здесь следует иметь в виду, что определение характеристик вибратора по графикам носит приближенныи характер и может привести к несколько отличающимся результатам при использовании графиков нз различных источников. Далее с помощью формул (2.1) определяем входное сопротивление вибратора: Н„„10/з»в ( ( к/Х). 0,125)»~ 20 Ом; Х „— >300с»8~( к/Х) 0,125)»~ ли У, 20 — > 300 Ом. Пронормируем входное сопротивление к волновому сопротивлению линии' 2 вх 2 вх/ р 0'07 > Для решения задачи согласовании входного сопротивления вибратора с двухпроводной линней воспользуемся круговой диаграммой полных сопротивлений (см.

приложение 4). Па круговой диаграмме. находим точку, соответствующую нормированному сопротивлению нагрузки Я„х 0,07 — > 1,0. Из диаграммы следует, что такая нагрузка обеспечивает в линии КБВ= 0,03. ' Далее по окружности равного КБВ 0,03 движемся из найденной точки в сторону генератора до пересечения с линией Н/р= 1. При этом относительная длина пройденного пути составляет Лз/Х= 0,124+ 0,218= 0,342, а реактивная составляющая сопротивления в найденной точке: Х/р - 5, Таким образом, в сечении линни, отстоящем на 0,342.

Х от нагрузки нормированное входное сопротивление аннин составляет: Я = 1+ >. 5 Если повх следовательно с найденным сопротивлением подключить чисто реактивную нагрузку в виде шлейфа с»»ормнрован»»»ам сопротивлением Хв, / р .= — 5, то согласование будет достигнуто. Определим длину шлейфа, выполненного в виде разомкнутого отрезка липин н обеспечивающего требуемую входную 12 реактивность. Для этого опять воспользуемся круговой диаграммой.:; Разомкнутому концу п»лейфа (режим ХХ) соответствует точка ня круговой диаграмме с координатами Н= и Х= .

Из указанной точки двигаемся по линии равного (нулевого) КБВ в сторону генератора до пересечения с линией Х,„„ / р — 5. Относительная длина пути 1 /)» 0,032 и составляет искомую длину шлейфа. Замечание. Имеет смысл обратить внимание па возможность размещения шлейфа на расстоянии, которое отличается от найденного на величину, кратную четверти длины волны.

При атом изменится и длина шлейфа. Студент должен пояснить, в какую сторону произойдет это изменение: в лучшую или худшую. Задание. Вибратор длиной 2 1/Х 0,25 я с волновым сопротивлепнем р, 300 Ом питается линией с р 300 Ом. Определить место включения четвертьволнового согласующего трансформатора Лз,р/)» и его волновое сопротивление р „/р. Решение. Первый шаг (определение входного сопротивления внбратора) в данном случае совпадает с аналогичной процедурой, рассмотренной в предыдущем задании.

Поэтому Я„х 0,07- > 1. Далее воспользуемся круговой диаграммой„на которой находим точ»»у, соответствующую найденному значению сопротивления нагрузки. Из диаграммы следует, что такая нагрузка обеспечивает в линии КБВ 0,03. По линии равного КБВ 0,03 двигаемся нз найденной точки в сторону генератора до первого пересечения с линней Х/р О. Прн этом относительная длина пройденного пути составляет Л х, / Х - 0,125. Точка пересечения линии равного КВВ с ливией Х/р О соответствует чисто активной нагрузке, равнои Н/р 0,03.

Для согласования волнового сопротивления линии с активной нагрузкой с помощью четвертьволнового трансформатора необходимо выбрать волновое сопротивление трансформатора нэ усзовия [1): р, = '>Й р . Подставляя сюда соответствующие значения, получаем: р =- р»'0,03 52 Ом. Итак, согласующий трансформатор тр должен Г>ыть подключен в сечении ляпин, отстоящем от нагрузки на электрическом расстоянии Ьх /)» 0,125 и иметь волновое сопротр тнвление р, = 52 Ом.

Заэ»ечание. Имеет смысл обратить внимание на возможность размещения трансформатора на расстоянии, которое отличается 13 от найденного на величину четверти длины волны. При этом изменится величина волнового сопротивлении согласующего трансформатора. Студент должен пояснить, в какую сторону произойдет это изменение: в лучшую или худшую. 2.2.2. П яме ы ешения за ачи 4 вто ой темы РГР 6-е занятие Задание. Определить, во сколько раз изменится амплитуда тока в пучности распределения, если прн замере вибратора длиной 2. 1г/Х на вибратор длиной 2 1з/я излучаемая мощность неизменна.