17. Электрические цепи с распределенными параметрами. Режимы работы и применение длинных линий и волноводов.
На практике часто приходится иметь дело с цепями (линии электропередачи, передачи информации, обмотки электрических машин и аппаратов и т.д.), где электромагнитное поле и потери равномерно или неравномерно распределены вдоль всей цепи. В результате напряжения и токи на различных участках даже неразветвленной цепи отличаются друг от друга, т.е. являются функциями двух независимых переменных: времени t и пространственной координаты x. Такие цепи называются цепями с распределенными параметрами. Смысл данного названия заключается в том, что у цепей данного класса каждый бесконечно малый элемент их длины характеризуется сопротивлением, индуктивностью, а между проводами – соответственно емкостью и проводимостью.
В зависимости
от параметров среды, типа волны и размеров
волновода коэфицент распространения
волны может принимать различные значения
(
быть
мнимым). В зависимости от этого существует 3
режима волновода.
Критический режим.
В этом режиме распространение энергии по волноводу не происходит, а электромагнитное поле колеблется в поперечном сечении.
, прямоугольный
волновод:
круглый
волновод: для Н-волн
,
для Е-волн
Докритический режим.
Основной
рабочий режим для передачи информации.
Все составляющие пропорциональны
множителю 
.
, 
, 
Закритический режим.
Электромагнитная
энергия по волноводу не может
распространяться, а все составляющие
поля пропорциональны 
.(они
резко убывают по экспоненте в пределах
длины волны).
Этот режим используется для:
создания делителей мощности
устройства аттенюаторов
18. Основные типы антенн и их характеристики.
Антенны представляют собой конструкцию из токопроводящих элементов, размеры и конфигурация которых определяют эффективность преобразования радиосигналов в электрические. Для обеспечения эффективного излучения и приема в широком диапазоне используемых радиочастот создано большое количество видов и типов антенн, классификация которых представлена на рис. 3.9.
Назначение передающих и приемных антенны ясно из их наименований. По своим основным электрическим параметрам они не отличаются. Многие из них в зависимости от схемы подключения (к передатчику или приемнику) могут использоваться как передающие или приемные. Однако если к передающей антенне подводится большая мощность, то в ней принимаются специальные меры по предотвращению пробоя между элементами антенны, находящихся под более высоким напряжением.
Эффективность антенн зависит от согласования размеров элементов антенны с длинами излучаемых или принимаемых волн. Минимальная длина согласованной с длиной волны электромагнитного колебания штыревой антенны близка к L/4, гдеL- длина рабочей волны. Размеры и конструкция антенн отличаются как для различных диапазонов частот, так и внутри диапазонов.
Если для стационарных антенн требование к геометрическим размерам антенны может быть достаточно просто выполнено для коротких и ультракоротких волн, то для антенн, устанавливаемых на мобильных средствах, оно неприемлемо. Например, рациональная длина антенны для обеспечения связи на частоте 30 МГц составляет 2.5 м, что неудобно для пользователя. Поэтому применяют укороченные антенны, но при этом уменьшается их эффективность.
По конструкции антенны разделяются на проволочные (вибраторные), рупорные, параболические, рамочные, спиральные, антенные решетки и различные их комбинации.
Возможности антенн как приемных, так и передающих определяются следующими характеристиками:
· диаграммой направленности;
· коэффициентом полезного действия;
· коэффициентом направленного действия;
· коэффициентом усиления;
· полосой частот.