KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN - Chương 1 pot

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (447.54 KB, 62 trang )

1
9Đường Dây Truyền Sóng
9Hệ Số Phản Xạ, Trở Kháng Đường Dây
9Hiện Tượng Sóng Đứng, Hệ Số Sóng Đứng
2
I.

Ñöôøng

Daây Truyeàn Soùng
Phaân

Tích Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng
V
f
ϕ
λ
=
3
4
 Các Thông Số Sơ Cấp Của Đường Dây Truyền Sóng
) R (Ohm/m) : điện trở tuyến tính, đặc trưng cho điện trở
thuần của một đơn vò chiều dài dây dẫn.
) L (H/m) : điện cảm tuyến tính, đặc trưng cho điện cảm
tương đương của một đơn vò chiều dài đường truyền sóng.
) C (F/m) : điện dung tuyến tính, đặc trưng cho điện dung
trên một đơn vò chiều dài đường truyền sóng.
) G (S/m) : điện dẫn tuyến tính, đặc trưng điện dẫn thuần
của lớp điện môi trên một đơn vò dài đường truyền sóng.
5
1) Phương Trình Truyền Sóng

Từ

đònh luật Kirchoff về

điện áp:
(,)
(,) ( ,) . .(,) . .
ixt
vxt vx xt R xixt L x
t
∂
=+Δ+Δ +Δ
∂
Từ

đònh luật Kirchoff về

dòng điện:
(,)
(,) ( ,) . .( ,) . .
vx xt
ixtixxtGxvxxtCx
t
∂
+Δ
=+Δ +Δ +Δ +Δ
∂
6
(,)
(,) ( ,) . .(,) . .

(,)
(,) ( ,) . .( ,) . .
ixt
vxt vx xt R xixt L x
t
vx xt
ixt ix xt G xvx xt C x
t
∂
⎧
=+Δ+Δ +Δ
⎪
⎪
∂
⎨
∂+Δ
⎪
=+Δ +Δ +Δ +Δ
⎪
∂
⎩
(, ) ( , ) ( ). .(, )
(, ) ( , ) ( ). . ( , )
Vx Vx x R j L xIx
Ix Ix x G jC xVx x
ωωωω
ω
ωω ω
=+Δ++ Δ
⎧

⎨
=+Δ ++ Δ +Δ
⎩
Chuyeån sang mieàn taàn soá:
(,)(,)
().(,)
(,)(,)
().(,)
Vx x Vx
RjLIx
x
Ix x Ix
GjCVx x
x
ωω
ωω
ωω
ω
ω
+Δ −
⎧
=− +
⎪
⎪
Δ
⎨
+Δ −
⎪
=− + +Δ
⎪

Δ
⎩
Suy ra:
7
(,)(,)
().(,)
(,)(,)
().(,)
Vx x Vx
RjLIx
x
Ix x Ix
GjCVx x
x
ωω
ωω
ωω
ω
ω
+Δ −
⎧
=− +
⎪
⎪
Δ
⎨
+Δ −
⎪
=− + +Δ
⎪

Δ
⎩
Khi:
0xΔ→
(, )
().(,)
(, )
().(,)
Vx
RjLIx
x
Ix
GjCVx
x
ω
ω
ω
ω
ω
ω
∂
⎧
=− +
⎪
⎪
∂
⎨
∂
⎪
=− +

⎪
∂
⎩
2
2
2
2
(, )
()().(,)
(, )
()().(,)
Vx
RjLGjCVx
x
Ix
RjLGjCIx
x
ω
ω
ωω
ω
ω
ωω
⎧
∂
=+ +
⎪
⎪
∂
⎨

∂
⎪
=+ +
⎪
∂
⎩
8
ẹaởt:
() ( )( )
R
jLG jC

=+ +
2
2
2
2
(, )
()().(,)
(, )
()( ).(,)
Vx
RjLGjCVx
x
Ix
RjLGjCIx
x

=+ +

=+ +

2
2
2
2
2
2
(, )
().(,)
(, )
().(,)
Vx
Vx
x

Ix
Ix
x

=

=

Moói phửụng trỡnh coự

daùng:
12 1
'' . ' . 0 , 0fafaf a++= =
9
2) Nghiệm Của Phương Trình Truyền Sóng
2
2
2
(, )
().(,)
Vx
Vx
x

ω
γ
ωω
∂
=
∂
(). ().
(, ) . .
xx
Vx V e V e
γω γω
ω
−
+−
=+
Phương trình:
Nghiệm có

dạng:

() . .
xx
Vx Ve Ve
γ
γ
−
+−
=+
j
γ

αβ
=+
Với:

() . . . .
x
jx x jx
Vx Ve e Ve e
α
βαβ
−−
+−
=+
10

() . . . .
x
jx x jx
Vx Ve e Ve e
α
βαβ
−−
+−
=+

x
jx
Ve e
α

β
−−
+
Xét thành phần thứ

1:
Xét thành phần thứ

2:

x
jx
Ve e
α
β
−
(Sóng tới)
(Sóng phản xạ)
11
2
2
2
(, )
().(,)
Ix
Ix
x

=

Phửụng trỡnh soựng doứng ủieọn:
Coự

nghieọm:

() . .
xx
I
xIe Ie

+
=+
00
,
VV
II
ZZ
+

+
==
Quan heọ

vụựi soựng ủieọn aựp:

00
()
xx
VV
I
xe e
ZZ

+
=
12
3) Các Thông Số

Thứ

Cấp Của Đường Dây Truyền Sóng
a) Hệ

Số

Truyền Sóng:
() () () ( )( )
j
R
j
LG
j

C
γ
ωαω βω ω ω
=+ =+ +
b) Hệ

Số

Suy Hao:
[
]
(), /Np m
αω
[
]
(), /dB m
αω
[/]
[/] 10 10 [/]
[/]
20.log (20log ).
8,68.
Np m
dB m Np m
Np m
ee
α
αα
α
==

=
Ví

dụ:Một đường truyền sóng có

hệ

số

suy hao là

1 Np/m, tức là

khi sóng lan truyền qua 1 m
chiều dài đường truyền sóng thì

biên độ

sẽ
bò suy hao 8,68 dB (2,7 lần).
13
c) Hệ

Số

Pha:
[
][ ]
(), / , /rad m m
βω

độ
Thể

hiện độ

thay đổi pha của sóng khi sóng lan truyền
trên một đơn vò chiều dài đường truyền sóng.
Quan hệ

giữa hệ

số

pha và

bước sóng:
2
π
β
λ
=
* Trường Hợp Đường Truyền Không Tổn Hao:
0, 0
() ( )( )
() 0
()
RG
R
jLG jC j LC
LC

γω ω ω ω
αω
βω ω
==
⇒=+ + =
⇒=
=
14
d) Trôû

Khaùng Ñaëc Tính ( Z
0
) :
15
ẹaởt:
00
1
//ZZx Z
Yx

=+

,
Z
RjLYGjC

=+ =+

Khi:
0x
0
ZRjL
Z
YGjC

+
= =
+
ẹửụứng truyen khoõng toồn hao:
[]
00
,
L
ZR
C
==
16
17
e) Vận Tốc Truyền Sóng (Vận tốc pha):
Là

quãng đường sóng lan truyền
trong mỗi đơn vò thời gian.
[/]
,[/]
[/]
rad s

Vms
rad m
ϕ
ω
β
⎛⎞
==
⎜⎟
⎝⎠
EX 3.2 P66, EX 3.3 P67
18
II.

Hệ

Số

Phản Xạ,Trở

Kháng Đường Dây

() . .
xx
Vx Ve Ve
γ
γ
−
+−
=+
a) Hệ

Số

Phản Xạ

Điện ÁÙp:
Γ=
sóng phản xa
()
sóng tới
ï
x
γ
γ
γ
−−
−
++
⇒Γ = =
2
()
x
x
V
x
Ve V
xe
Ve V
1) Hệ

Số

Phản Xạ
19
b) Hệ

Số

Phản Xạ

Dòng Điện
22
0
0
() ()
x
xx
IV
x
V
Z
Ie I
xeex
V
Ie I
Z
γ
γγ
γ
−

−−
−
+
++
−
Γ= = = =−Γ

() . .
x
x
I
xIe Ie
γ
γ
−
+−
=+

00
()
x
x
VV
Ix e e
ZZ
γ
γ
−
+−
=−

Thông thường chỉ

quan tâm tới hệ

số

phản xạ

điện áp, quy ùc:
V
Γ
=Γ
20
()
(
)

,
xx
PVe Ie
γγ
−−
++
=
tới
(
)
(
)

x
x
PVeIe
γγ
−−
=
phản xạ
(
)
(
)

x
xxx
P
Ve Ve Ie Ie
γγ γγ
−−
+−+−
=+ +
t
(
)
(
)

.1().1()
xx

VI
PVe x Ie x
γγ
−−
++
⎡⎤⎡⎤
=+Γ +Γ
⎣⎦⎣⎦
t
(
)
22
1() ()
VV
P
P
PxPPx=−Γ=−Γ
 
phản xạ
t tới tới tới
c) Sự

Phản Xạ

Công Suất
21
Tại tải:
2
()
l

V
V
le
V
γ
−
+
Γ=
Tại điểm
():xld=−
22()
22 2
()
.().
xld
V
ld d
V
VV
xe e
VV
V
ee le
V
γγ
γ
γγ
−
−−
++

−−
−
+
Γ= =
==Γ
d)

Tính Hệ

Số

Phản Xạ

Tại một điểm bất kỳ
Thông Qua Hệ

Số

phản Xạ

Tại Tải:
22
2
() ().
d
VV
xle
γ
−
Γ=Γ

Vôùi:
j
γ
αβ
=+
22
() (). .
djd
VV
xlee
α
β
−−
Γ=Γ
23
22
() (). .
djd
VV
xlee
α
β
−−
Γ=Γ
Khi dich chuyển về

phía nguồn một đoạn
Vector sẽ xoay một góc bao nhiêu?
/2d
λ