Материалы сайта
Это интересно
Техника и электроника СВЧ (Часть 1)
Лекція 10 Реальний смушковий несиметричний хвильовід. У попередній задачі ми нехтували всіма розмірами – розглядали ідеальний випадок. Тепер розглянемо реальний: скористаємося тими самими моделями: нехай розповсюджується Т – хвиля, а ми розглядаємо одну половину (симетрія). Використаємо конформні відображення: [pic]. Тут [pic], [pic], [pic], [pic], [pic], [pic]. Точка [pic] визначається обраним масштабом; ми знайдемо її потім з граничних умов. Таким чином ми маємо: [pic]. Проінтегрувавши, маємо: [pic]. Лінія з втратами Нехай існують лише втрати в металі. Для їх розрахунку потрібно знайти струм [pic]. Для цього можна використати вектор Умова-Пойтінга. Треба розрахувати потік енергії з лінії в метал. Знайдемо частину [pic]: [pic]. Оскільки ми розглядаємо Т – хвилю, то [pic]; тому втрат енергії немає (це для ідеальної хвилі). Щоб наблизити задачу до реальної, потрібно використати граничні умови Леонтовича: [pic]. Тоді все рівно [pic] але друга складова зберігається: [pic]. Підставивши, одержимо: [pic], тут [pic]- середовище куди іде хвиля. Тепер знайдемо повну потужність, що входить у метал: це [pic], але можна розрахувати на одиницю довжини хвильовода. Для цього розрахуємо [pic] по контуру [pic], і це буде потужність на 1 см. [pic]. Тоді втрати характеризуються [pic]- потужність, що розповсюджується в лінії. Вона зменшується з відстанню: [pic]. Стала затухання: [pic]. Ми знаємо [pic], знайдемо [pic]. Для цього запишемо вектор Умова- Пойтінга для хвилі, що розповсюджується в хвилеводі: [pic]. Ця хвиля розповсюджується по всій площині [pic], тому [pic]. Ми одержали в (*) знак “-“. Однак ми не будемо ставити його (оскільки при зміні напрямку знак змінюється, то вважатимемо просто [pic] завдяки симетрії задачі). Таким чином: [pic]. Оцінимо цю величину: Введемо наближення: будемо враховувати поле лише у заштрихованій ділянці, оскільки тут більша частина (тому, що ця потужність зумовлена ємністю, а вона сконцентрована в цій ділянці). [pic] - характеризує якість лінії, але частіше використовують добротність лінії: [pic], де [pic] (по аналогії з добротністю КК: [pic]). Для . Хвильоводів - [pic]; . Коаксіальних кабелів - [pic]; . Мікросмушкових ліній - [pic]. Оцінимо довжину хвильовода, в якому хвиля затухає в [pic] разів при [pic]: [pic]. Крім втрат у металі, існують і інші механізми – для них теж можна обчислити [pic], яке додається до нашого. Наприклад, це витрати на випромінювання (радіаційні): [pic]. Де [pic]- опір лінії. Існують також діелектричні втрати (розглянемо нижче); найкращий діелектрик – тефлон. Розглянемо хвильовий опір лінії: [pic]; або [pic], де С – ємність лінії. Обчисливши її, одержимо: [pic][Ом]. ----------------------- [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19