нииэим

Сегодня: Пятница, 21 Июля 2017 года

Электроизоляционные материалы: трубка ТКР (ТКРМ), ТКСП (ТКМСП), ТГМП (ТЛВ, ТЛМ), ТКС (ТКМС), ТЗЭТ, профильные изделия, лак этилцеллюлозный ЭЦ-959

 

Более подробную информацию о предприятии, его продукции и услугах Вы можете получить загрузив буклет: buklet.rar или buklet.doc.


 

Радиочастотные кабели.  Глава 3. Теория и расчет электрических параметров радиочастотных кабелей

3.4. ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ СО СЛУЧАЙНЫМИ НЕРЕГУЛЯРНОСТЯМИ

Часть 2.  Частотные характеристики линии со случайными нерегулярностями

Частотные характеристики линии со случайными нерегулярностями. Наиболее близка реальным линиям передачи модель линии, в которой нерегулярности размещены случайным образом, т.е. амплитуды коэффициентов отражения подчиняются гауссовскому закону, а их фазы равновероятно распределены от 0 до 2тг. Такая задача решена в [23], где получено, что модуль входного коэффициента отражения большого числа отрезков кабелей одинаковой длины, измеренных на одной частоте, подчиняется распределению Релея, плотность вероятности которого

и функция распределения

Наиболее вероятное значение модуля входного коэффициента отражения

где

— средний квадрат местных коэффициентов отражения;

— среднее расстояние между нерегулярностями;

L — длина кабеля.

Если использовать ступенчатую модель нерегулярного кабеля, то получим, что фаза коэффициентов отражения равновероятна от 0 до 2π , т.е.

При этом отражение от малых ступенек ZB чисто активное, т.е.

, и можно определить эквивалентное среднее расстояние между стыками отдельных отрезков случайной длины:

отсюда

.

В кабеле на каждой частоте значение входного коэффициента отражения формируется суммированием большого количества отраженных волн и поэтому можно предположить, что существует такой интервал δf , в котором значения

на частотах f0 и f0 + δf можно считать независимыми. Такой подход дает возможность использовать выражения (3.37) и (3.38) для оценки входного коэффициента отражения образца в полосе частот, а не только многих образцов на одной частоте.

С учетом (3.39) можно записать

Здесь вместо

(среднеквадратического значения местного коэффициента отражения) принято

, представляющее собой отражение отрезка линии длиной λ/2.

Таким образом, основное отличие частотных характеристик кабеля со случайными нерегулярностями состоит в том, что их можно описать только в вероятностных терминах.

На рис. 3.9 показана типичная частотная зависимость коэффициента отражения линии со случайными нерегулярностями.

Типичная частотная зависимость входного коэффициента отражения линии со случайными нерегулярностями

Если использовать понятие функции распределения, то она будет означать вероятность пребывания коэффициента отражения ниже заданного уровня, т.е.

Обозначения в данной формуле понятны из рис. 3.9.

Если ввести понятие вероятности пребывания значения коэффициента отражения выше заданного уровня, т.е.

и прологарифмировать (3.41) дважды, то

где R — отражение, дБ.

По формуле (3.42) при известной величине

можно определить значение Г, которое не будет превышено с заданной вероятностью. Уравнение (3.42) в координатах W от R описывает кривую, не меняющую своей формы при любых значениях

и только смещающуюся параллельно самой себе. Заметим, что при

Обозначим значение при вероятности 0,1 как R0,1 , тогда

Функции распределения входного коэффициента отражения кабеля с некалиброванной и калиброванной изоляциями

На рис. 3.10 приведены функции распределения W (Г) в полосе частот кабелей с калиброванной и некалиброванной изоляцией, из которого видно, что калибровка изоляции кабеля, т.е. снижение нерегулярности кабеля, приводит к смещению вероятностной кривой в сторону уменьшения R0,1 . Это смещение происходит за счет уменьшения первого члена формулы (3.43). Значение R0,1 зависит также от частоты. Обычно кабели со сплошной изоляцией имеют экстремум R0,1 на частотах 1 — 5 ГГц (рис. 3.11).

Частотная зависимость значения входного коэффициента отражения на уровне вероятности 0,1 для кабеля РК-75-4-11

Второй член этой формулы учитывает влияние коэффициента затухания кабеля. Чем меньше затухание, тем больше второй член формулы, следовательно, больше вероятность появления больших значений Г.

Аналогично получены выражения, характеризующие неравномерность коэффициента передачи. В некоторой литературе приводится выражение для дополнительного затухания линии за счет переотражения волн на случайных неоднородностях, которое с учетом приведенных соображений имеет вид

Это выражение выведено для

, которое не превысит данного значения с вероятностью 0,9. Расчетные значения показаны на рис. 3.12.

Представляет интерес оценка интервалов между выбросами на частотной характеристике коэффициента отражения кабелей со случайными нерегулярностями. Минимальное значение δf определяется длиной кабеля αL , если αL < 5 дБ

где с — скорость света.

Для кабеля большой длины (с суммарным затуханием больше 5 дБ)

где α — коэффициент затухания, дБ/м; g — коэффициент, зависящий от конструкции кабеля и равный 3,5 — 6 дБ.

Типичная зависимость δfср от f показана на рис. 3.13.

Средние интервалы между соседними выбросами коэффициента отражения в зависимости от частоты для кабеля РК-75-4-11

 

 

 

© АП НИИЭИМ 2007 - 2017 г.


Яндекс цитирования