Контрольная работа по дисциплине "Коммуникации и связь"

Смешанными волнами называется такой режим работы линии, когда в линии одновременно существуют и бегущие, и стоячие волны. Если сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению линии (Z_h > Z_b или Z_H < Z_b), то часть энергии, переносимой волной, поглощается нагрузкой, а часть – отражается к началу линии. В этом случае линия работает в «Режиме смешанных волн». Такой режим работы обычно наблюдается в реальных линиях, когда сопротивление нагрузки на равно волновому сопротивлению. При этом оно может иметь активный или реактивный характер. В линии, замкнутой на активное  сопротивление, не равное  волновому,  существуют  одновременно бегущие волны и стоячие волны, причем последние выражены тем сильнее, чем больше сопротивление нагрузки отличается от волнового. При R_Н < Z_В во всех сечениях линии, расположенных на расстоянии λ/4 от её конца, напряжение и ток совпадают по фазе, поэтому эти сечения являются резонансными. При R_Н > Z_В фазы падающей и отраженной волн напряжения в конце линии одинаковые, а волн тока – противоположные. Возникающие в линии смешанные волны характеризуются наличием максимума напряжения на нагрузке и минимума тока в ней. На расстоянии λ/4 от нагрузки напряжение минимальное, а ток имеет максимум. Смешанные волны возникают в линии и в том случае, если она нагружена комплексным сопротивлением произвольной величины. При Z_Н = R_Н + jX_Н коэффициент отражения может принимать любые значения в пределах от –1 до +1 в зависимости от соотношения между R_Н и X_Н. Поэтому напряжение и ток смешанных волн в конце линии имеют некоторые промежуточные значения между максимальными и минимальными, а резонансные сечения линии смещены к её концу.

 

4. Для заданных в таблице 6 значений Z_В и Z_Н рассчитайте коэффициент отражения К_ОТР, коэффициент бегущей волны КБВ, коэффициент стоячей волны КСВ. Укажите режим работы линии.

Исходные данные для  расчета:

Волновое сопротивление  линии Z_B = 100 Ом;

Сопротивление нагрузки Z_Н = 120 Ом;

Мощность, выделяемая в  нагрузке Р_mах = 15 мВт.

          1. Коэффициентом отражения (К_отр) определяется по формуле:

 

                            .

 

         

 

 

          2. Коэффициент бегущей волны:

 

                               .

 

          3. Коэффициент стоячей волны:

                    

                              .

 

Линия работает в режиме смешанных волн, т.к. и Z_Н > Z_В.

 

5. Рассчитайте U_min и U_max, 1_min и I_max , постройте графики изменения значений напряжения и тока вдоль линии длиной l = l (l - длина волны) при заданном сопротивлении нагрузки Z_H.

          1. Для нахождения U_max и I_max воспользуемся формулами:

                                   ;

 

                          В.

 

                     мА

          2. Находим величины U_min и 1_min:

          

                                   

 

                      В

                      мА

         

          3. Строим график (рис. 4.2):

                        

                                               Рис. 4.2

 

6. Рассчитайте амплитуду тока I_m и амплитуду напряжения U_m на входе линии без потерь в режиме согласованной нагрузки для заданной мощности Р_тaх.

Максимальная величина мощности Р_max выделяется в нагрузке в согласованном режиме; т.е., при Z_H = Z_B; .

                

                     мА

                 

                          В

Литература:

 

1. Шинаков Д.С., Колодежный Ю. М.. Теория передачи сигналов электросвязи. – М.: Радио и связь, 1989

2. Добротворский И.И. Теория электрических цепей – М.; Радио и связь, 1989