Основы радиосвязи (стр. 9 из 12)
Получим выражение для средней мощности колебаний в линии. С этой целью подставим в (2.31) выражения (2.32) и (2.33), в результате имеем Рср=0. Итак, в режиме стоячих волн энергия вдоль линии не передается. Таким образом, режим стоячих волн для передачи радиоволн не пригоден. Этот режим применяют в резонаторах. Режим смешанных волн.
На практике в линии всегда присутствует отраженная волна, причем амплитуда отраженной волны Uотр меньше амплитуды падающей Uпад. Допустим, что Uотр =
, т.е. фаза напряжения отраженной волны φотр=0. Комплексная амплитуда напряжения в линии 
.Распределение амплитуды напряжений вдоль линии показано на рис.2.11.
В некоторых сечениях линии (пучностях) имеется усиливающая интерференция, падающая и отраженные волны складываются в фазе и амплитуда колебаний напряжения максимальна
. В других сечениях (узлах) - гасящая интерференция, волны складываются в противофазе. Здесь амплитуда напряжений минимальна 
.2.12 Коэффициент стоячей волны напряжения
Коэффициент отражения.
Для характеристики режима работы линии используют коэффициент стоячей волны напряжения
, который определяется так 
(2.34)Поскольку
, 
, то 
(2.35)Коэффициент отражения.
Другим коэффициентом, применяемым для оценки режима работы линии, является коэффициент отражения напряжения от нагрузки
: 
Так как при
x=
(2.36)где
- модуль коэффициента отражения; 
- фаза коэффициента отражения.Связь kсв c Г.
Из (2.35) и (2.36) следует, что
.(2.37)Отсюда
Из (2.36) следует, что модуль коэффициента отражения может находиться в пределах
0<Г<1,
а согласно (2.37), пределы изменения коэффициента стоячей волны
2.13 Передача энергии в нагрузку
В режиме смешанных волн мощность электромагнитных колебаний, поступающая в нагрузку
где
- мощность колебаний, создаваемых падающей волной; 
- мощность колебаний отраженной волны, причем 
где
- проводимость нагрузки.Отсюда
,или
(2.38)Таким образом, мощность электромагнитных колебаний, передаваемых по линии от источника к нагрузке, в значительной мере зависит от модуля коэффициента отражения Г.
Максимальная мощность, передаваемая в нагрузку.
В любой линии передачи существует максимально допустимая амплитуда колебаний
. Допустим, что в предельном случае выполняется условие 
где максимальная амплитуда колебаний в линии, т.е амплитуда в пучностях.
В этом случае
и мощность колебаний падающей волны
Подставив это выражение в (2.38), получим с учетом (2.37)
(2.39)Из (2.39) следует, что при заданной амплитуде
для максимальной передачи мощности в нагрузку следует уменьшать , т.е. стремится к установлению режима бегущих волн.2.17 Условия существования режима бегущих волн
Как было отмечено в разделе 2.13, для наиболее эффективной передачи энергии электромагнитных колебаний по линии от источника к нагрузке следует устанавливать режим бегущих волн. Получим условие его существования.
В конце линии при
сопротивление нагрузки 
где
Учитывая (2.27) и (2.28), запишем
или, поделив числитель и знаменатель на
и принимая во внимание выражение (2.36), получим 
отсюда
(2.40)В режиме бегущих волн коэффициент отражения напряжения
. Таким образом, получаем следующие условия для существования режима бегущих волн: 
(2.41) или 
где 
- волновое сопротивление линии, 
Для того, чтобы в линии передачи существовал режим бегущих волн, требуется, чтобы нагрузка была чисто активная и сопротивление нагрузки равнялось волновому сопротивлению линии.
Волновое сопротивление зависит от погонных параметров линии
, которые определяются размерами линии и её заполнением. В большинстве радиотехнических устройств применяются коаксиальные и микрополосковые линии со стандартным волновым сопротивлением 
Ом или 
Ом. Такие значения сначала были выбраны для коаксиальных линий из условия минимума потерь в линии и максимума передаваемой мощности (см. Приложение 6). Поскольку в микроэлектронных радиосистемах коаксиальные линии сопрягаются с микрополосковыми, такой же стандарт был выбран и для микрополосковых линий.В заключение отметим, при таком условии амплитуды колебаний напряжения и тока не зависят от того, в каком сечении в линии они определены. Изменения амплитуд объясняется сложением колебаний, распространяющихся вдоль оси Х и обратно, мгновенная фаза которых зависит от координаты. Из-за этой зависимости возникают пучности, где разница фаз падающей и отраженной волн равна 0 и узлы, где разность фаз составляет
радиан. Для того, чтобы устранить эту зависимость, нужно выполнить условие или 
где
-длина волны в линии.Таким образом, линии передачи и любые электронные каскады радиосистем, размеры которых значительно меньше длины волны, можем считать устройствами с сосредоточенными параметрами. Зависимость физических величин и параметров от координат в них не проявляется.
3. Излучение и распространение радиоволн
Электромагнитные волны излучаются в пространстве передающими антеннами, на которые поступают колебания по фидеру от источника. В антеннах происходит преобразования типа колебаний, существующего в фидере, в ТЕМ – волны, распространяющиеся в свободном пространстве.