5. Согласование генераторов и нагрузок

Согласование генераторов и нагрузок
Два типа генераторов:
1) С постоянным внутренним сопротивлением и
мощностью, не зависящей от нагрузки (антенна)
2) Автогенераторы. Мощность зависит от нагрузки.
Pн
Gн
G нопт
1
Два типа передающих линий:
1) Длинные линии, в которых режим СВ приводят к
потерям мощности
2) Короткие линии. Режим СВ не вносит заметных потерь
1) или 2) зависит от:
, КСВ, передаваемой мощности, возможности пробоя
Если l  100 â линию всегда можно считать длинной
При передаче энергии от генератора в нагрузку возможны
три случая:
1.
а) генератор первого типа с Z Ã  Z 0
При этом длина линии не играет роли
б) генератор первого типа с Z Ã  Z 0
При этом трансформируют Z Ã в
линия - длинная
Z0
2.
генератор первого типа с Z Ã  Z 0 линия - короткая
3.
генератор второго типа (автогенератор) с:
а) длинной линией,
б) короткой линией.
Методы согласования генератора и нагрузки:
Случай 1 а): Z Ã  Z 0
Здесь нужно согласовать нагрузку с линией
Согласование необходимо по причинам:
1.
Мощность в нагрузке
P
4
1   
2
PÏ
уменьшается с ростом КСВ
Например, несогласованный измеритель дает погрешность
2. Пробой линии
Pïðîá
1
 Pïðîá

. ìàêñ
3. С ростом рассогласования растут относительные потери
в линии, т.е. падает КПД
  ì
1 | í | 2
1 | í | 2 2ì

4 í  ì
1   í 2   í
 1 2ì
2

1
м
м
0,8
м
0,6
м
0,4
м
0,2
1
н
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
4. Трансформация нагрузки линией при КСВ>1
Это сказывается на работе автогенератора
Случай 2. генератор первого типа с Z Ã  Z 0 линия - короткая
потерями можно пренебречь
максимум P достигается не при Z Í  Z 0
а в случае т.н. сопряженного согласования
а
Z ; Г
г
г
Z ; Г
н н
Z Íàá  Z Ã*
б
l
6
В случае 3 (автогенератор) режим сопряженного
согласования выполняется автоматически
Внутренняя электронная проводимость автогенератора
Ye  Ge  jBe
в режиме стационарной генерации
Ye  YH  0
 Ge  jBe  YÍ  GH  jBH
GH  Ge
Ge  0
BH   Be
YÃ  Ge  jBe
YÃ*  YH
7
Нужно стремиться к
GH  GÍîïò
BH  0
Т.е. в случае длинных линий стремятся согласовать тракт и
со стороны входа нагрузки, и со стороны выхода генератора
Методы получения режима бегущей волны
Три группы:
1. Ослабители (развязывающие аттенюаторы)
2. Циркуляторы и направленные ферритовые ослабители
(вентили)
3. Согласующие трансформаторы
8
Одношлейфовый трансформатор
Y н0
а
l
Yн0
б
1
Вшл0
A
l
в
B
9
l2
в
а
б
Y н0
h
l
jBшл 0
A
2
3
l1
в
YН 0
1
B
h1
в
h2
в
10
Двухшлейфовый трансформатор
B шл 10
L
а
c
l1
в
Yн0
d
б
3
2 мшлейфом
1м шлейфом
l1
l2
5
A
L
Y н0
l2
L
в
2
2'
l3
4
1
YН 0
L
участком L
l1
l2
в
B
L
в
11
Четвертьволновый трансформатор
Z âõ0
Z Í 0  jtgx
1


 YÍ
1  jZ Í 0 tgx Z Í 0
Z âõ
0
Z0x
Z0x
Z01
Z02
в
4
Z0 x  Z01Z02
Z 02

ZÍ
RÍ  Z 0
Rн
Z0
в
4
Z0 x  Z0 RH
12
Z0x
Zн
Z0
в
4
Z0 x  Z0
Z0 Z0

 Z0


l
Z0
Z âõD 

D
ZН 0
l2
в
l1
в
C
Z 0
Z 0x  Z0 Z0  Z0 
13
14