Основные положения проведения эксперимента

Для того, чтобы передача сигнала по коаксиальной линии от источника до нагрузки осуществлялась с наибольшей эффективностью, необходимо, чтобы в кабеле был реализован режим бегущей волны. При этом отражения высокочастотной энергии от нагрузки минимальны. Коаксиальный кабель имеет волновое сопротивление 75 Ом [31].

В связи с тем, что внутренний диаметр оплетки кабеля равен диаметру полиэтиленовой изоляции, волновое сопротивление кабеля можно определить с достаточной степенью точности, вычислив после измерения отношение диаметра полиэтиленовой изоляции к диаметру центральной жилы. Если это отношение находится в пределах от 6,5 до 6,9, то кабель имеет волновое сопротивление Ом [31].

Если коаксиальную пару расположить так, чтобы ее ось совпадала с осью z, то электромагнитное поле вследствие цилиндрической симметрии не будет зависеть от координаты. Кроме того, по физическим соображениям будет отсутствовать составляющая Нz-напряженность магнитного поля по оси z. Также отсутствуют тангенциальная составляющая напряженности электрического поля Е, и радиальная составляющая напряженности магнитного поля Нr [32].

Таким образом, применительно к коаксиальной паре идеальной конструкции действуют лишь три составляющие электромагнитного поля: Еr, Еz, Н. В результате электромагнитное поле коаксиальной пары определится следующими уравнениями [31, 32]:

(5.1)

В этих уравнениях составляющие напряженности электромагнитного поля зависят от двух переменных: r и z. Напряженность магнитного поля коаксиальной пары содержит только одну составляющую Hφ. Это означает, что линии магнитной индукции располагаются концентрически вокруг оси z.

Электрическое поле характеризуется двумя составляющими: радиальной Еr и продольной Еz. Радиальная составляющая oбуслaвливается наличием тока смещения в диэлектрике Iсм и совпадает по направлению с вектором плотности последнего. Продольная составляющая Еz характеризует ток проводимости Iпp в проводниках, направленных вдоль кабеля [31, 33].

Еz - продольная составляющая электрического поля;

Еr - радиальная составляющая электрического поля;

Hφ - составляющая напряженности магнитного поля коаксиальной пары.

Рисунок 5.2 - Составляющие электромагнитного поля коаксиальной цепи

Для изучения явлений, происходящих в коаксиальной паре, необходимо рассмотреть два процесса: распространение энергии вдоль пары и поглощение ее проводниками (внутренним и внешним). В первом случае энергия направлена вдоль оси z, а во втором - внутрь проводников по составляющей r. Оба процесса оцениваются и характеризуются с помощью теоремы Умова - Пойнтинга [31]. В приложении Б представлен текст программы на языке программирования Delphi 7.0.

Другие стьтьи в тему

Расчёт эффективности коротковолновой радиолинии на группе частот
К коротким волнам (КВ) относятся радиоволны с частотами 3…30 МГц (длинами волн 10…100 м соответственно). В отличие от более коротких волн, которые распространяются земной волной, декаметровые волны распространяются, в основном, путем отражения от ионосферы. Радиус действия земной вол ...

Радиолокатор. Радиолокационные станции
В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаю ...