 |
Режимы работы линий передачи
|
|
|
|
Рис. 4
Рис. 5
Диаграмма направленности и площадь антенны определяются d или Lг, Lв
Достоинства направленной антенны:
- Направленная антенна концентрирует поток энергии сигнала в заданном направлении и повышает его в G раз, что позволяет увеличить дальность передачи;
- Направленная антенна плохо принимает сигналы помех с обратной и с боковых сторон направления;
- Меньше мешает своими излучениями другим станциям, то есть не создает помех.
| Назначение и основные характеристики линии передачи |  Оглавление
|
Линии передачи предназначены для передачи энергии сигнала от источника к нагрузке. Основной характеристикой линии передачи является коэффициент полезного действия.
Характеристики линии передачи:
1. Погонная емкость - емкость на единицу длины линии.
2. Погонная индуктивность - индуктивность на единицу длины линии.
3. Волновое сопротивление (Ом) - параметр, определяющий соотношение между амплитудами падающих волн напряжения и тока:
r = Uпад/ Iпад.
Волновое сопротивление зависит от формы и размеров проводников в поперечном сечении линии, степени заполнения поперечного сечения изоляцией и ее относительной диэлектрической
постоянной e. Соотношение между волновым сопротивлением, погонной емкостью и индуктивностью:
.
4. Коэффициент укорочения длины волны - параметр, показывающий, во сколько раз длина волны в линии меньше длины волны в свободном пространстве:
n = lo/ lл.
Для экранированных линий, целиком заполненных диэлектриком:
.
5. Погонное затухание ( b ) - уменьшение напряжения, тока или мощности волн на единицу длины линии. Выражают обычно в децибелах на метр или километр (дБ/м дБ/км).
|
|
|
Полное затухание в линии длиной l
N = bl.
Затухание можно выразить в неперах (Нп) с помощью соотношения: 1Нп = 8, 68дБ.
6. Коэффициент полезного действия (КПД) линии
h = P2/ P1,
где P1, P2 - мощности на входе и выходе линии соответственно.
Конструкции линий передачи зависит от диапазона частот и решаемых линией задач и может быть самой различной. В сетевых радиотехнических устройствах чаще всего применяется радиочастотный кабель.
Радиочастотный кабель - гибкий коаксиальный кабель (рис. 1, a), состоящий из медного внутреннего проводника, наружного проводника, плетеного из медных проволок, полиэтиленовой изоляции и защитной оболочки из полиэтилена или полихлорвинилового пластиката. Условное наименование кабеля состоит из букв РК (радиочастотный кабель); цифры, обозначающей номинальное волновое сопротивление, Ом; цифры, обозначающей диаметр изоляции, мм, разделяющей внутренний и наружный проводники; цифры, обозначающей порядковый номер разработки.
Пример:
РК 75-4-15 - радиочастотный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, диаметр внутренней
изоляции 4 мм. Конструктивные и электрические параметры
радиочастотных кабелей приведены в таблице раздела V. 3.
Полосковые линии (рис. 1, б) применяются в качестве линий передач и элементов фидерных узлов в аппаратуре метровых, дециметровых и сантиметровых волн. Состоят из металлического основания, диэлектрической подложки и полоскового проводника. Ширина металлического основания должна быть не менее 5... 6а, расстояние между соседними проводниками - не менее 3... 4а. Изготавливают методом травления из односторонних или двусторонних листов фольгированных материалов. Применение двусторонних фольгированных материалов позволяет использовать фольгу на одной стороне платы в качестве металлического основания (земли), а на другой - для получения полоскового рисунка требуемой конфигурации. Полосковые линии изготавливают также методом тонкопленочной технологии на керамических подложках.
|
|
|
1 - медный внутренний проводник
2 - полиэтиленовая изоляция
3 - наружный проводник, плетенный из медных проволок
4 - защитная оболочка из полиэтилена или полихлорвинилового пластиката
б)
1 - металлическое основание
2 - диэлектрическая подложка
3 - полосковый проводник
Рис. 1
| Волновые явления в линиях передачи | Оглавление
|
Режимы работы линий передачи
Режим работы линии передачи зависит от соотношения между zв (волновое сопротивление) и zн и характеризуется коэффициентом бегущей волны КБВ и коэффициентом отражения от нагрузки p:
КБВ = Umin/ Umax,
p = Uотр/ Uпад,
где Umin - минимальное напряжение в линии (в узле напряжения), Umax - максимальное напряжение в линии (в пучности напряжения), Uотр - амплитуда отраженной волны, Uпад - амплитуда падающей волны.
Коэффициент бегущей волны и коэффициент отражения связаны соотношением
КБВ = 1 - p/(1 + p), p = 1 - КБВ/(1 + КБВ).
Коэффициент стоячей волны КСВ - величина, обратная КБВ:
КСВ = 1/КБВ.
- Режим бегущей волны. Линия нагружена на чисто активное сопротивление, равное волновому
(zв = zн = Rн), отраженная волна в линии отсутствует, КБВ = 1, p = 0. Входное сопротивление линии чисто активно и равно волновому (zвх = Rвх = zв), мощность, отдаваемая источником в линию, полностью поступает в нагрузку. - Режим стоячей волны. Линия нагружена на чисто реактивное сопротивление (индуктивность или емкость), либо разомкнута, либо замкнута. Падающая волна напряжения полностью отражается от конца линии (Uотр = Uпад), КБВ = 0, p = 1. Входное сопротивление линии практически чисто реактивно, перенос мощности вдоль линии отсутствует.
- Промежуточный режим . Линия нагружена на чисто активное сопротивление, не равное волновому, либо на комплексное сопротивление. Падающая волна частично отражается от конца линии
(Uотр < Uпад), 0 < КБВ < 1, 0 < p < 1, входное сопротивление линии в узлах и пучностях напряжения чисто активно (соответственно zвКБВ и zв/КБВ), в остальных сечениях линии - комплексное. Мощность, отдаваемая источником в линию, частично поступает в нагрузку, частично от нее отражается.
| Модемы для каналов тональной частоты | Оглавление
|
Модем - устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне. Модем позволяет представить цифровые данные в аналоговой форме.
|
|
|
Работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Демодулятор модема выполняет обратную задачу.
Данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема «передающего» компьютера. Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, «слушает» передаваемый cигнал и преобразует его обратно в цифровой с помощью демодулятора.
Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексом (halfduplex), в обе cтороны — дуплексом (fullduplex).
Модемы могут отличаться друг от друга, например, по методам модуляции. Известны три метода модуляции:
- Частотная модуляция - FSK (FrequencyShiftKeying), модулируется частота несущего сигнала,
- Фазовая модуляция - PSK (PhaseShiftKeying), модулируется фаза несущего колебания,
- Амплитудно - квадратурная модуляция - QAM (QuadratureAmplitudeModulation). Одновременно изменяются фаза и амплитуда сигнала, что позволяет передавать большее количество информации. В современных модемах используется так называемая модуляция с решетчатым кодированием TCQAM (TrellisCoded QAM), или просто TCM.
Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции (modulationspeed). Она определяет физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных, единицей измерения которой является количество бит в секунду (бит/с). Модемы бывают внешними и встраиваемыми.
|
|
|
