Коэффициент отражения и волновые режимы работы фидера

24 
Предположим, что генератор синусоидальных колебаний, показанный на 
рис. 2.11, согласован с фидером, т.е. его внутреннее сопротивление имеет ре-
активную составляющую 𝑋
Г
= 0, а активная составляющая 𝑅
Г
= 𝑊
Ф
. С учетом 
этого схема, соответствующая рис. 2.11, трансформируется в схему, представ-
ленную на рис. 2.12,а. 
Рис.2 12 
Из теории цепей с распределенными параметрами *5+,*6+ известно, что 
напряжение, ток, напряженность электрического или магнитного поля в воз-
бужденной линии без потерь представляют собой результат интерференции 
двух бегущих волн (предполагается, что в линии существует один тип волны). 
Первая волна — падающая. Она распространяется от генератора в сторону 
конца линии, где подключена нагрузка (входное сопротивление антенны). 
Вторая волна — отраженная. Она распространяется от нагрузки в сторону ге-
нератора.
Далее рассмотрим суть процесса интерференции волн на примере на-
пряжения. Для линии без потерь модуль комплексной амплитуды напряжения 
падающей волны 𝑈 
ПАД
не зависит от координаты 𝑧 сечения линии (рис. 
2.12,б). Модуль комплексной амплитуды напряжения отраженной волны 
𝑈 
ОТР
= 𝑝𝑈 
ПАД
(𝑝 – коэффициент отражения волны от нагрузки по напряже-
нию) также не зависит от координаты 𝑧 сечения линии (рис. 2.12,б). Фазы ком-
1
1
1

1

Г
U
Г
R
а)
б)
А
ВХ
Z
ПАД
U
z
0
в)
z
0
МАКС
U
МИН
U

0

0

0

0

180

180

180
Разность
фаз
ОТР
U
U
ОТР
ПАД
U
U
U





ОТР
ПАД
U
U


,
ПАД
U
ОТР
U

25 
плексных амплитуд и падающей волны, и волны отраженной изменяются по 
линейному закону. Распределение значений модуля суммарной (полной) ком-
плексной амплитуды напряжения 𝑈 = 𝑈 
ПАД
+ 𝑈 
ОТР
вдоль линии зависит от 
соотношения значений, как модулей, так и фаз комплексных амплитуд падаю-
щей и отраженной волн. В тех сечениях линии, где фазы противоположны (раз-
ность фаз равна 180
°
) имеют место минимумы значений модуля суммарных 
комплексных амплитуд напряжения 𝑈 
МИН
(рис. 2.12,в). Для тех сечений ли-
нии, где фазы совпадают (разность фаз равна 0
°
), наблюдаются максимумы 
значений модуля суммарных комплексных амплитуд напряжения 𝑈 
МАКС
(рис. 
2.12,в). Во всех прочих сечениях линии, где разность фаз комплексных ампли-
туд падающей и отраженной волны отличаются от 180
°
или 0
°
, значения моду-
ля суммарной комплексной амплитуды напряжения будут находиться в преде-
лах между минимальным и максимальным значениями ( 𝑈 
МИН
< 𝑈 <
𝑈 
МАКС
). 
Обратимся к выражению (2.18), которое играет очень важную роль в ана-
лизе волновых режимов работы фидера. Рассмотрим случай, когда фидер на-
гружен согласованным сопротивлением (𝑍
вх А
= 𝑊
Ф
, т.е. 𝑋
вх А
= 0, 𝑅
вх А
= 𝑊
Ф
). 
В этом случае модуль коэффициента отражения будет равен нулю ( 𝑝 = 0). Ес-
ли же фидер или короткозамкнут (𝑍
вх А
= 0), или разомкнут (𝑍
вх А
= ∞), или на-
гружен на реактивное сопротивление (𝑍
вх А
= 𝑗𝑋
вх А
, 𝑍
вх А
=− 𝑗𝑋
вх А
), то модуль 
коэффициента отражения будет равен единице ( 𝑝 = 1). Следовательно, при 
любых значениях входного сопротивления антенны (нагрузки фидера) модуль 
коэффициента отражения волны в этом фидере никогда не превышает едини-
цы и не становится меньше нуля: 
0 ≤ 𝑝 ≤ 1.
(2.20)
Предположим, что генератор синусоидальных колебаний, показанный на 
рис. 2.12,а, по-прежнему согласован с фидером, т.е. его внутреннее сопротив-
ление имеет реактивную составляющую 𝑋
Г
= 0, а активная составляющая 
𝑅
Г
= 𝑊
Ф
. Пусть нагрузкой фидера будет согласованное сопротивление 
𝑍
вх А
= 𝑊
Ф
. Как отмечалось выше, в этом случае 𝑝 = 0. Последнее означает, 
что значение модуля комплексной амплитуды отраженной волны равно также 
нулю 
𝑈 
ОТР
= 𝑝𝑈 
ПАД
= 0,
(2.21) 
а распределение значения модуля полной комплексной амплитуды будет оп-
ределяться только падающей волной.
Волновой режим в фидере, соответствующий этому значению коэффици-
ента отражения, называется режимом бегущей волны. Распределение значе-
ния модуля комплексной амплитуды вдоль фидера в режиме бегущей волны 
показано на рис. 2.13,б. Именно этот режим характеризует идеальное согласо-
вание фидера с нагрузкой. Режим бегущей волны в фидере является выгод-

26 
нейшим для эффективной работы радиопередатчика с точки зрения отдачи им 
мощности в фидер и, следовательно, в антенну. 
Далее рассмотрим случай, когда 𝑍
вх А
= 0, откуда следует, что 𝑝 = 1. 
Распределение значений модуля суммарной комплексной амплитуды напря-
жения 𝑈 = 𝑈 
ПАД
+ 𝑈 
ОТР
вдоль линии по-прежнему зависит от соотношения 
значений модулей и фаз комплексны амплитуд падающей и отраженной волн 
(рис. 2.13,в). В тех сечениях линии, где фазы противоположны (разность фаз 
равна 180
°
) имеют место минимумы значений модуля суммарных комплекс-
ных амплитуд напряжения 𝑈 = 𝑈 
МИН
= 0. 
Рис. 2.13 
Для тех сечений линии, где фазы совпадают (разность фаз равна 0
°
), на-
блюдаются максимумы значений модуля суммарных комплексных амплитуд 
напряжения 𝑈 = 𝑈 
МАКС
= 2 𝑈 
ПАД
(рис. 2.13,в). Во всех прочих сечениях ли-
нии, где разность фаз падающих и отраженных волн отличаются от 180
°
или 0
°
, 
значения модуля суммарных комплексных амплитуд напряжения будут распо-
ложены в пределах между значениями 𝑈 
МИН
= 0 и 𝑈 
МАКС
= 2 𝑈 
пад
, други-
ми словами, 0 < 𝑈 < 2 𝑈 
ПАД
. 
1
1
1

1

Г
U
Г
R
а)
б)
А
ВХ
Z
z
0
z
0
ПАД
МАКС
U
U


2

0

МИН
U
Разность
фаз
в)
U
ОТР
ПАД
U
U
U





ОТР
ПАД
U
U
U






0

0

0

180

180

180
U
ПАД
U
ОТР
U

27 
Волновой режим в фидере, соответствующий значению модуля коэффи-
циента отражения 𝑝 = 1, называется режимом стоячей волны. Распределение 
значений модуля комплексной амплитуды вдоль фидера в режиме стоячей 
волны показано на рис. 2.13,в. Этот режим характеризует полное отсутствие со-
гласования фидера с его нагрузкой, когда энергия не переносится вдоль фиде-
ра, а только колеблется в нем. Такой режим является крайне нежелательным 
для радиопередатчика с точки зрения уровня генерируемой мощности.
Волновой режим в фидере, когда значение модуля коэффициента отра-
жения 0 < 𝑝 < 1, называется смешанным. При этом уровень согласования ан-
тенны с фидером будет определяться конкретным значением модуля коэффи-
циента отражения. 

жүктеу/скачать 1,76 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: