Курсовая работа: Подключение линий передач к нагрузке с заданным сопротивлением
Название: Подключение линий передач к нагрузке с заданным сопротивлением Раздел: Рефераты по физике Тип: курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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
Таблица 2
Таблица 3
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
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. |