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.
Больше работ по теме:
Курсовая работа (т)
Ползучесть неравномерно нагретого по радиусу сплошного цилиндра в условиях облучения
Курсовая работа (т)
Полупроводниковые наноструктуры
Курсовая работа (т)
Последствия аварии на Саяно-Шушенской ГЭС для экономики Красноярского края
Курсовая работа (т)
Практичне застосування фоторефрактивного ефекту
Курсовая работа (т)
Предмет: Физика
Тип работы: Курсовая работа (т)
Новости образования
22 Июля 2016 16:26
Более 70 представителей крупных вузов АСЕАН подтвердили участие в форуме во Владивостоке
22 Июля 2016 12:51
Абызов: публикация первичных статсведений снизит бюрократическую нагрузку на школы
22 Июля 2016 11:53
В Чечне свыше 200 школьников сдали ЕГЭ с результатом свыше 90 баллов - министр
22 Июля 2016 05:36
Замглавы Минобрнауки РФ: задача сократить число людей с высшим образованием не стоит
21 Июля 2016 20:19
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ