Общие сведения о коаксиальной линии передачи энергии

РЕФЕРАТ

Отчет 44 с., 1 ч., 10 рис., 8 табл., 14 Источников. 0 Прил

ТЕМ, РК 50-2-11, РД, РС, МЭК, ЛП

Цель работы − Главной целью этой работы является краткое и понятное изложение расчёта электромагнитного поля коаксиальной линии передачи энергии, её применения и дальнейшего развития

Список Абривеатур и условных обозначений:

Волна типа ТЕМ – это электромагнитная волна, в которой имеются только поперечные составляющие электрического и магнитного полей.

Волна типа Е – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая магнитного поля.

Волна типа Н – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая электрического поля

РК – радиочастотные коаксиальные кабели;

РД – радиочастотные симметричные кабели, двухжильные или из двух коаксиальных пар;

РС – радиочастотные кабели со спиральными проводниками коаксиальные и симметричные.

МЭК–международная электротехническая комиссия

ЛП–линия передач

Рк-50-2-11

Рк-радиолокационный кабель

50-волновое сопротивление

2-Наружный диаметр кабеля, мм

11-порядковый номер разработки,

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Радиочастотные коаксиальные кабели находят широкое применение в промышленной, связной, телевизионной, радиолокационной и другой радиотехнической аппаратуре.

Существует ряд типов коаксиальных кабелей специального назначения: кабели задержки с замедленной скоростью распространения электромагнитных волн, кабели трансформации с переменным по длине волновым сопротивлением, высокоомные кабели с малой погонной ёмкостью, применяемые в импульсных установках.

Диапазон частот, в котором используются экранированные линии, очень широк: от звуковых волн (сотни и тысячи герц) до сверхвысоких частот (несколько тысяч мегагерц). Основные достоинства таких линий – возможность передачи широкого спектра частот, относительно большое затухание, малые поперечные размеры, самоэкранирование и защищённость от внешних помех, надёжность и экономичность – способствует их широкому распространению.

Главной целью этой работы является краткое и понятное изложение расчёта электромагнитного поля коаксиальной линии передачи энергии, её применения и дальнейшего развития [5 - 7].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В коаксиальной линии передачи энергии для электромагнитной волны типа ТЕМ нет критических частот, т.е. в коаксиальной ЛП может существовать и постоянное электрическое поле (передача постоянного тока).

2. При частоте малое значение коэффициента затухания и коэффициента фазы говорит о том, что энергию электромагнитного поля в коаксиальном кабеле можно передавать на большие расстояния с малыми потерями. Это свойство очень значимо для передачи энергии (кабельное телевидение и т.д).

3. Электромагнитное поле в коаксиальной линии существует только между внутренним и внешним проводниками, исходя из этого, помех связанных с внешним электромагнитным полем быть не может. Поэтому коаксиальную линию называют полностью экранированной.

4. Коаксиальную линию можно использовать практически в любых средах и в любой аппаратуре.

5. Существует и ряд недостатков:

На частотах выше нескольких тысяч мегагерц коаксиальные кабели становятся уже малоэффективными, и приходится применять другие линии. Дело в том, что на таких частотах сильно возрастают потери как в проводах экранированной линии, так и в диэлектрике, которым разделены её внутренний и внешний провода.

На коротковолновом участке диапазона сверхвысоких частот невозможно передать по такой линии большую мощность. Она ограничивается напряжением между проводниками, при котором наступает пробой. Это напряжение может быть повышено, пропорциональным увеличением диаметров проводников.

6. В России производство коаксиальных кабелей возрастает, и с ним растёт и их качество. Поэтому можно говорить о конкурентоспособности отечественных производителей среди зарубежных фирм.

РЕФЕРАТ

Отчет 44 с., 1 ч., 10 рис., 8 табл., 14 Источников. 0 Прил

ТЕМ, РК 50-2-11, РД, РС, МЭК, ЛП

Цель работы − Главной целью этой работы является краткое и понятное изложение расчёта электромагнитного поля коаксиальной линии передачи энергии, её применения и дальнейшего развития

Список Абривеатур и условных обозначений:

Волна типа ТЕМ – это электромагнитная волна, в которой имеются только поперечные составляющие электрического и магнитного полей.

Волна типа Е – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая магнитного поля.

Волна типа Н – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая электрического поля

РК – радиочастотные коаксиальные кабели;

РД – радиочастотные симметричные кабели, двухжильные или из двух коаксиальных пар;

РС – радиочастотные кабели со спиральными проводниками коаксиальные и симметричные.

МЭК–международная электротехническая комиссия

ЛП–линия передач

Рк-50-2-11

Рк-радиолокационный кабель

50-волновое сопротивление

2-Наружный диаметр кабеля, мм

11-порядковый номер разработки,

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Радиочастотные коаксиальные кабели находят широкое применение в промышленной, связной, телевизионной, радиолокационной и другой радиотехнической аппаратуре.

Существует ряд типов коаксиальных кабелей специального назначения: кабели задержки с замедленной скоростью распространения электромагнитных волн, кабели трансформации с переменным по длине волновым сопротивлением, высокоомные кабели с малой погонной ёмкостью, применяемые в импульсных установках.

Диапазон частот, в котором используются экранированные линии, очень широк: от звуковых волн (сотни и тысячи герц) до сверхвысоких частот (несколько тысяч мегагерц). Основные достоинства таких линий – возможность передачи широкого спектра частот, относительно большое затухание, малые поперечные размеры, самоэкранирование и защищённость от внешних помех, надёжность и экономичность – способствует их широкому распространению.

Главной целью этой работы является краткое и понятное изложение расчёта электромагнитного поля коаксиальной линии передачи энергии, её применения и дальнейшего развития [5 - 7].

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОАКСИАЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ

 

Коаксиальная линия передачи энергии является направляющей системой закрытого вида и представляет собой два металлических проводника цилиндрической формы, расположенных один внутри другого так, что их оси совпадают. Внутренний проводник обычно сделан из сплошного металла или состоит из нескольких более тонких проводников соприкасающихся друг с другом. Наружный проводник имеет вид металлической трубки, которая может быть сплошной трубкой или сплетена из тонких проволочек в виде цилиндрической металлической оплетки.

Электромагнитное поле в коаксиальной линии заключено в пространстве между внутренним, т.е. центральным проводником, и наружным проводником, который называют ещё внешним проводником или оболочкой. При передачи по коаксиальной линии высокочастотной энергии по проводникам её текут токи, которые благодаря поверхностному эффекту сосредоточены в очень тонком слое металла, составляющем единицы микрометров. Таким образом, в коаксиальной линии высокочастотные токи текут по наружному слою центрального проводника и по внутреннему слою оболочки. Благодаря этому свойству коаксиальная линия является полностью экранированной линией передачи электромагнитных волн.

Геометрическими параметрами коаксиальной линии, которые определяют её электрические свойства, являются: диаметр центрального проводника d, внутренний диаметр оболочки D, и длина l (Рис. 1). Центральный проводник отделён от слоя диэлектрика толщиной или диэлектрическими шайбами. В качестве диэлектрика обычно применяется полиэтилен или фторопласт [5].

В коаксиальной линии могут распространяться волны ТЕМ, Е и Н.

Волна типа ТЕМ – это электромагнитная волна, в которой имеются только поперечные составляющие электрического и магнитного полей.

 

Рис. 1. Структура электрического и магнитного полей бегущей волны типа ТЕМ в коаксиальной линии.

1 – распределение напряжённости электрического поля вдоль длины линии (по синусоидальному закону) для фиксированного момента времени t.

 

Волна типа Е – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая магнитного поля.

Волна типа Н – это электромагнитная волна, в которой отсутствует продольная составляющая электрического поля [1,2,3].

Волна типа ТЕМ в коаксиальном кабеле называется волной основного типа, а все волны типа Е и Н – волнами высших типов. Далее будем рассматривать распространение волн основного типа, так как они не имеют критических частот в коаксиальном кабеле [4].