о поля має тільки одну радіальну складову, тобто вектори спрямовані по радіусах в площині поперечного перерізу. Магнітне поле містить також одну складову Нj, силові лінії магнітного поля розташовані у вигляді концентричних кіл навколо внутрішнього проводу (навколо осі z).
Значення напруженостей магнітного та електричного поля визначаються формулами:
(1.20)
де r - радіус, I - сила струму, що протікає, Zc - хвильовий опір середовища, що заповнює простір між циліндрами, e - відносна діелектрична проникність.
Напруженість електричного поля можна також записати у вигляді
(1.21)
Відзначимо, що робочий діапазон частот коаксіальних ліній передачі енергії обмежений тільки з боку високих частот тим фактом, що при високих частотах можливе збудження вищих типів хвиль. Для коаксіальної лінії найближчим вищим типом хвилі є хвиля Н11, структура якої є схожою зі структурою Н11 у круглому хвилеводі.
Для хвилі Н11 критична довжина хвилі визначається формулою
, (1.22)
де D - діаметр великого циліндра, d - діаметр малого циліндра.
З формули (1.22) видно, що вищі типи хвиль з'являються тоді, коли довжина хвилі збуджуючих коливань стає менше напівсуми периметрів провідників. Таким чином, мінімальна довжина хвилі, що розповсюджується в коаксіальному хвилеводі, визначається формулою
(1.23)
Подальше зменшення розмірів обмежена. Таке обмеження пов'язане зі збільшенням теплових втрат, зменшенням електричної міцності і ускладненням технології виготовлення.
Для коаксіальної лінії розрахунок напруги і хвильового опору проводиться за формулами
(4.24)
(1.25)
Пробивна напруга коаксіального хвилеводу визначається формулою
, (1.26)
де - гранична (максимальна) напруженість поля.
Для коаксіального хвилеводу з повітряним заповненням. Тоді напруга пробою. Максимум пробивної напруги відповідає співвідношенню, при цьому хвильовий опір Ом.
Гранична потужність, яка може передаватися по коаксіальному волноводу, визначається співвідношенням
(1.27)
Загасання хвилі в коаксіальному кабелі викликано втратами енергії, зумовленими тепловими втратами в провіднику, а також втратами в діелектрику.
Так, для коаксіальної лінії з мідними провідниками втрати можна розрахувати, виходячи з формули
, дБ/м (1.28)
де e - відносна діелектрична проникність, f - лінійна частота, D, d - діаметри відповідно зовнішнього та внутрішнього циліндричних провідників.
Мінімальне загасання в коаксіальної лінії передачі енергії досягається при, що відповідає хвильовому опору
Стандартні значення хвильових опорів застосовуваних коаксіальних кабелів відповідають 50 і 75 Ом.
ВИСНОВКИ
коаксіальний смуга лінія хвилевід
Внаслідок вищенаведеної інформації, можна зробити висновок, з якого випливає, що тип хвилеводу для передачі електромагнітної енергії повністю залежить від спектру завдань, в якому він буде використовуватися. Неможливо вибрати один хвилевід і сказати, що це буде найкращий варіант. Кожен хвилевід володіє як власними перевагами, так і недоліками, більш докладно з якими можна ознайомитися в безлічі навчальній літературі, присвяченій поширенню електромагнітних хвиль у сфері радіотехніки.
У звіті наведені особливості різних ліній передачі данях та формули для розрахунку основних параметрів, які в обов'язковому порядку будуть необхідні при роботі з даними лініями.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. М 1980, Нефедов Є. І., Фіваковскій А. Т., Полоскова лінії передачі.
. М 1982, Довідник з розрахунку і конструюванню НВЧ Полоскова пристроїв, під редакцією В. І. Вольман, 2 видання.
. М 1987, Гупта К., Гардж Р., Чадха Р., Машинне проектування НВЧ-пристроїв, переклад. з англ.
