Для системы проводов, показанной на рис. 2 4, согласно (йЩ йпр=. = 1-1п (4Я/£)) /1п (4Я/£) УЩЩ

Для данных примера 1 (см. § 2.2) йпр=0,182 Для удвоеииого числа проводов йпр =0,081

Затухание в линии в основном связано с синфазной по напряжению волной На большом расстоянии от заземления эта волна почти полностью затухает, и в линии остается лишь волна, противофазная по току Поэтому интерес представляет также отношение мощности, приходящейся на быстро затухающую синфазную волну, к общей мощности, отдаваемой в линию. Это отношение может быть названо коэффициентом прозрачности по мошлостн. Согласно (2.59)

*:пр = Рс/Р=1-/п .=Л пр/(А р-щ7../в722 в7.,/в7,2).

Для данных примера 1 Апр =0,089. Для удвоенного числа проводов *пр = 0,008

Для данных примера 1 составляющие напряжений иа проводах следующие t/o = 0,217t/,3; t/n.=0,783t/.a; t/n2=-0,217t/.3. где t/.з - напряжение иа проводе ; вблизи заземления провода 2

Составляющие токов иа проводах: /23=0,818/13; /с1=0де9/,з; /с2 = 0,143/,з; /n=0,961/i3, где /13, /23 -токи в проводах / и 2 вблизи заземления провода 2

Для удвоенного числа проводов. t/ot=O,098t/i3; t/n.=0,903t/,3; t/n2 = =-0,098t/i3, /23=0,919/13; /с1=0,0а8/,з; /с2=0,073/1з; /n = 0,992/i3

2.7. Направленные ответвители

Выше рассматривались регулярные многопроводные системы, в которых характеризующие их погонные параметры не изменялись вдоль линии и соответственно не менялось распределение напряжений и токов в распространяющейся волне. Полученные соотношения могут быть применены и для анализа кусочно-регулярных линий со скачкообразным изменением погонных параметров. В таких линиях в пределах каждого регулярного участка существует система собственных независимых волн. Если на различных регулярных участках структура соответствующих им независимых волн неодинакова, то на границах имеют место отражение и перераспределение энергии между волнами. Амплитуды прямых и обратных волн определяются из условия непрерывности токов и напряжений на границах регулярных участков

Пусть имеются две двухпроводные линии, достаточно разнесенные в пространстве, так что электромагнитные процессы в одной из линий никак не влияют на другую. Эти линии можно рассматривать как многопроводную систему, причем естественно принять в качестве независимых волн режимы, при которых в одной из линий имеется распространяющаяся волна, а в другой токи и напряжения равны нулю.

Если на некотором участке линии сближаются, то в пределах этого участка раздельное существование волн в линиях становится невозможным (W,20) и на границах этого участка имеет место отражение волн; причем, даже если источник питания подключен к одной из линий, отраженные волны появляются в обеих

линиях. Этот эффект может трактоваться как наличие пространственной электромагнитной связи между линиями и взаимное преобразование волн в пределах участка связи. Соответствующее физическое описание выглядит следующим образом.

/о д---

>У о

3 <

Если две линии на некотором участке проходят близко друг от друга (рис. 2.7), между ними возникает пространственная электромагнитная связь. Волна, создаваемая в линии 11 источником питания, возбуждает волны в линии 22. Ответвляющаяся в линию 22 энергия в основном переходит в волну, направление распространения которой противоположно направлению распространения волны в линии . Основанные на этом принципе устройства называются направленными ответвителями (НО). Направленные ответвители со слабой связью применяют для измерения амплитуд прямых и обратных волн в линии . Измерительная линия 22 располагается вблизи линии И так, чтобы связь между линиями была мала и практически не сказывалась на распространении волн в линии . Амплитуда волны на выходе 2 пропорциональна амплитуде падающей волны, поступающей на вход 1, а на выход 2 ори отсутствии отраженной волны в линии И энергия практически не поступает. Амплитуда волны на выходе 2 пропорциональна амплитуде отраженной волны, поступающей на вход 1. Сигнал на выходе 2 служит для индикации мощности падающей волны, а отношение сигналов на выходах 2 и 2 равно коэффициенту отражения в линии 11.

Направленные ответвители с сильной связью используют в качестве элементов схем сложения и разделения сигналов в фидерных трактах.

Система проводов, показанная на рис. 2 7, содержит четыре провода; однако, если расположение проводов и распределение токов в них симметрично относительно некоторой плоскости А (рис. 2.8), эта система, эквивалентна трехпроводной линии, показанной на рис 2.1, и к ней применимы соотношения, приведенные в предыдущих параграфах, с той лишь разницей, что значения всех волновых сопротивлений должны быть удвоены. Если фидерный тракт выполнен на основе коаксиальных линий, в качестве НО используют трехпроводную систему, представляющую собой два провода, окруженные общим экраном.

Схема НО показана на рис. 2.9. Резисторами /?, и R2 могут

служить регулярные линии с волновыми сопротивлениями 1 = =Ri и W2 = R2, нагруженные на согласованные нагрузки. Граничные условия на концах участка связи имеют следующий вид:

i/i(0)=/i(0)i?i; (2.61а)

f/2(0)=/a(0)i?2; (2.616)

иА1) = ~1Л1)2- (2.61В)

Рассмотрим, при каких условиях НО будет обладать идеальной направленостью, т. е.:

U2{0)=0; h{0)=0 (2.62)

Подставляя (2.62) и (2.61 а) в (2.32), получаем с учетом (2.6): f/i (2) = л1 [cos р z + i RTil- kT sinfi г];

Л(z) = АгRr (cosг + iRгWйsinpz); (2.63)

(z) = i Аг Rr (1 -*)~ sin P z;

/2(z)=-i>liriisinp2. (2.64)

Из (2.64) и (2.61 в) следует, что идеальная направленность обеспечивается при условии

R2W\RTkl{\-k). (2.65)

При этом согласно (2.63) входное сопротивление НО

z = М cosp/+i V(i-a-s.np.

h(l) cosp/+ilF7l/?isinp/

Если выполняется условие

u = /?iKT=. (2.67)

второй сомножитель в правой части (2.66) обращается в единицу. В этом случае входное сопротивление НО является постоянным, действительным и равно Rx. Если волновое сопротивление питающей линии равно Ru НО будет идеально согласован в неограниченной полосе частот.

В ответвителях со слабой связью условия (2.65) и (2.67) выполняются естественным образом. Пусть имеются две линии с волновыми сопротивлениями вне области связи: