Читайте также:
|
|
Для передачи наибольшей мощности от источника в нагрузку необходимо обеспечить равенство их сопротивлений, то есть выполнить согласование нагрузки и источника сигнала. Если такого согласования нет, то не вся возможная мощность поступает в нагрузку и энергетический потенциал радиосистемы уменьшается. Это приводит к тому, что при отсутствии согласования между передатчиком и элементами антенно-фидерного устройства мощность, излучаемая антенной становится меньше мощности в режиме согласования, а в случае приемника на его вход из антенны поступает не весь полезный сигнал, а только его часть, что при учете собственных шумов усилительных каскадов приводит к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе приемника.
Задача согласования устройств передачи информации с каналом связи, например, радиопередатчика (ТХ), радиоприемника (RX) или объединенного в одной конструкции приемопередатчика (TRX) с фидерной линией (ФЛ) и антенной (А) в общем случае иллюстрирует рисунке 41 [10].
Рисунок 41 - Согласование устройств передачи информации с каналом связи
На этом рисунке СУ1 - согласующее устройство для согласования выходного сопротивления самого передатчика (или приемника) ZTRX с фидерной линией (ФЛ), а СУ2 - согласующее устройство для согласования сопротивления ФЛ ZФ с антенной, имеющее сопротивление ZA. Если антенна расположена вблизи TRX, тогда отпадает необходимость использования ФЛ и одного из согласующих устройств. В общем случае все сопротивления на рис. 1 комплексные и состоят из активного сопротивления R и реактивного X, то есть Z=R+iX. В качестве ФЛ обычно применяют стандартные устройства в виде коаксиального кабеля, симметричного двухпроводного кабеля или двухпроводной, четырехпроводной воздушной линии. Такие ФЛ характеризуются волновым сопротивлением r, причем для работы в широком диапазоне частот ФЛ изготавливают таким образом, чтобы r в рабочем диапазоне имело только активное сопротивление. По этой причине СУ1 обычно входит в состав TRX и рассчитывается на чисто активное стандартное входное/выходное сопротивление. Для несимметричного выхода TRX, к которому подключается коаксиальный кабель, стандартом являются значения 50 или 75 Ом. Иногда используется симметричный выход, рассчитанный на сопротивление 300 или 600 Ом.
Таким образом, согласование ФЛ с TRX осуществляется путем выбора соответствующего кабеля или воздушной линии с волновым сопротивлением r, равным выходному сопротивлению ТХ (входному сопротивлению RX) в соответствии с техническим описанием. Для согласования антенны с волновым сопротивлением фидера можно выбрать такую конструкцию антенны, чтобы ZA=r, тогда СУ2 также не потребуется и можно антенну непосредственно соединять с ФЛ. Заметим, что в этом случае необходимо, чтобы сопротивление антенны было чисто активным, то есть ZA=RA=r. В других случаях, когда имеющаяся антенна обладает ZA не равным r, требуется СУ. Такая ситуация может возникнуть при использовании стандартных антенн с RA¹r или в случае разработки антенн не по критерию равенства сопротивлений RA=r, а по другим критериям, например, по наибольшему коэффициенту усиления G, большой широкополосности, малых геометрических размеров и т.д. Одновременно удовлетворить двум разным требованиям: ZA=r и, например, G=Gmax, как правило, не удается. Задача усложняется и при учете частотной зависимости параметров антенны, в том числе и ZA, при работе приемопередатчика в широкой полосе частот. Для оценки степени согласования используются ниже перечисленные параметры [10].
Коэффициент отражения по напряжению показывает отношение напряжения отраженной волны U2 к напряжению падающей волны U1:
, | (18) |
В режиме согласования, когда ZA = ZФ, Котр = 0, а в общем случае Котр является комплексной величиной, то есть учитывает не только амплитуду, но и фазу отраженной волны.
Коэффициент стоячей волны (КСВ):
(19) |
где КСВ - действительная величина, изменяется от 1 (идеальное согласование) до ¥.
На практике часто хорошим согласованием считается КСВ £ 1,5. В случае чисто активных сопротивлений ZФ=r и ZА= RА:
, | (20) |
При RA³r,.
, | (21) |
При r³RA.
Коэффициент бегущей волны (КБВ):
, | (22) |
КБВ изменяется от 1 (идеальное согласование) до 0.
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 36 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Порядок выполнения лабораторной работы. | | | Способы согласования. |