Pasma fal elektromagnetycznych
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 24

PASMA FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH PowerPoint PPT Presentation


  • 206 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

PASMA FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH. PASMA MIKROFALOWE i MILIMETROWE. ZASTOSOWANIE MIKROFAL.  telekomunikacja, radiokomunikacja, radiolokacja  pasma UHF, L, LS : telefonia bezprzewodowa (900 MHz, 1800 MHz – DECT – Digital European Cordless Telephone/Telecomunications

Download Presentation

PASMA FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Pasma fal elektromagnetycznych

PASMA FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH


Pasma mikrofalowe i milimetrowe

PASMA MIKROFALOWE i MILIMETROWE


Zastosowanie mikrofal

ZASTOSOWANIE MIKROFAL

telekomunikacja, radiokomunikacja, radiolokacja

pasma UHF, L, LS : telefonia bezprzewodowa (900 MHz,

1800 MHz – DECT – Digital European Cordless Telephone/Telecomunications

telefonia ruchoma – 900 MHz (GSM – Global System for Mobile Communications), 1800MHz – (PCM – Personal Communications Network)

mikrofalowa komunikacja naziemna – pasma od S – K

radiolinie na krótkie odległości – 38 GHz i 60 GHz

łącze Ziemia – satelita – Ziemia : 5.9 – 6.4 GHz oraz 14 – 14.5 GHz

radiokomunikacja morska – pasmo L (łącze statek – satelita)

radioastronomia

radary: lotnicze, morskie, naziemne

  • przemysł:grzanie, suszenie

  • medycyna: diatermia, hipertermia, diagnostyka

  • gospodarstwa domowe:kuchnie mikrofalowe


2 linie d ugie

2.LINIE DŁUGIE

Poniżej przedstawiony został schemat zastępczy

krótkiego odcinka linii długiej

I(z,t)

I(z + z,t)

Lz

Rz

U(z,t)

Cz

Gz

U(z + z,t)

z


Pasma fal elektromagnetycznych

Zapisując prawo Kirchhoffa w odniesieniu do napięć i prądów otrzymujemy:

dzieląc obie strony przez z → 0, oraz podstawiając:

U(z + z, t) = U(z + z, t) – U(z, t)

I(z + z, t) = I(z + z, t) – I(z, t)

otrzymujemy tzw. równania telegrafistów


Pasma fal elektromagnetycznych

Założymy obecnie harmoniczną zależność napięć i prądów od czasu.

Możemy teraz zastosować zapis zespolony:

,

Równania telegrafistów przyjmują postać:

Po wyznaczeniu z pierwszego równania

i podstawieniu do drugiego, otrzymujemy:


Pasma fal elektromagnetycznych

 - jest współczynnikiem propagacji fali w linii

współczynnik [1/m] – określa tłumienie fali rozchodzącej się w linii

współczynnik [rad/m] – określa szybkość zmiany fazy

Równania określające rozkład napięć i prądów w linii przyjmują postać:

są to równania falowe


Pasma fal elektromagnetycznych

Rozwiązaniem tych równań są równania:

pierwszy składnik określa falę rozchodzącą się w kierunku dodatnim osi z

drugi określa falę rozchodzącą się w kierunku ujemnym osi z

Rzeczywista wartość napięcia wzdłuż linii jest równa:


Pasma fal elektromagnetycznych

z poprzednich zależności wynika:

podstawiając do tego równania :

otrzymujemy:

wielkość

jest określana jako impedancja

charakterystyczna linii


Pasma fal elektromagnetycznych

długość fali

prędkość fazowa

Jeżeli linia transmisyjna w której rozchodzi się fala jest bezstratna

to impedancja charakterystyczna, stała fazowa oraz prędkość fazowa

opisane są zależnościami:


Pasma fal elektromagnetycznych

LINIA DŁUGA OBCIĄŻONA IMPEDANCJĄ ZL

Zakładamy, że linia transmisyjna jest bezstratna.

I(l)

IL

UL

U(l)

ZL

Zc, 

z

l = -z

0

Linia transmisyjna obciążona impedancją ZL

Impedancja ZLokreślona jest zależnością


Pasma fal elektromagnetycznych

Z zależności tej możemy wyznaczyć współczynnik odbicia.

określany jest jako współczynnik odbicia(0).

Stosunek napięć


Pasma fal elektromagnetycznych

● Wyznaczyć impedancję w płaszczyźnie z = -l


Pasma fal elektromagnetycznych

Porównując wzór poprzedni ze wzorem

Otrzymujemy:

Oraz po prostych przekształceniach otrzymujemy:


Pasma fal elektromagnetycznych

Przykład 1

ZL = Zc

Impedancja w dowolnym miejscu w linii transmisyjnej jest równa Zc , a współczynnik odbicia  = 0


Pasma fal elektromagnetycznych

Przykład 2

xwe

-l

0

λ/4

λ/2

ZL = 0, czyli linia jest zwarta na końcu

W dowolnym miejscu na linii współczynnik odbicia

Natomiast impedancja Z(l) = j Zctg βl

Reaktancja na wejściu linii transmisyjnej zwartej na końcu


Pasma fal elektromagnetycznych

Przykład 3

xwe

-l

0

λ/4

λ/2

ZL , czyli linia jest rozwarta na końcu

W dowolnym miejscu na linii współczynnik odbicia

Natomiast impedancja Z(l) = - j Zcctg βl

Reaktancja na wejściu linii transmisyjnej rozwartej na końcu


Pasma fal elektromagnetycznych

● Wyznaczyć rozkład amplitudy napięcia wzdłuż linii

Maksimum napięcia otrzymujemy gdy cos(2βl - )= 1

Minimum napięcia otrzymujemy gdy cos(2βl - )= -1

Stosunek wartości maksymalnej napięcia do minimalnej nazywamy współczynnikiem fali stojącej.

Zmienia się od wartości 1 do  !


Pasma fal elektromagnetycznych

1

Przykład 4

Narysować rozkład amplitud napięcia w linii obciążonej impedancją

ZL = 3Zc


Pasma fal elektromagnetycznych

|U|max = 1.5

|U|min = 0.5

Przykład 5

Narysować rozkład amplitud napięcia w linii obciążonej impedancją

ZL = 1/3 Zc

1


Pasma fal elektromagnetycznych

Przykład 6

Linia transmisyjna (bezstratna) o impedancji charakterystycznej 50 jest obciążona impedancją ZL = (50 + 100j). Częstotliwość f = 3 GHz. Wyznaczyć:

a) impedancję w minimum napięcia oraz w jakiej odległości od impedancji ZL jest minimum napięciab) impedancję w maksimum napięcia oraz w jakiej odległości od impedancji ZL jest maksimum napięcia

|| = 0.7WFS = 5.7


Pasma fal elektromagnetycznych

a) w minimum napięcia



czyli:

W minimum napięcia argument współczynnika odbicia spełnia zależność:


Pasma fal elektromagnetycznych

a) w maksimum napięcia



czyli:

W maksimum napięcia argument współczynnika odbicia spełnia zależność:


Pasma fal elektromagnetycznych

Przykład 7

Wyznaczyć impedancję ZLobciążającą linię o impedancji charakterystycznej Zc = 50 , jeżeli wiadomo, że w odległości l = 1 cm występuje minimum napięcia. Współczynnik fali stojącej w linii WFS = 3, częstotliwośćf = 3 GHz

WFS = 3 = 0.5arg  = 

czyli


  • Login