нииэим

Сегодня: Понедельник, 24 Апреля 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

3.10. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОАКСИАЛЬНЫХ РАДИОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ

Часть 3.10.5. Расчет номинальной мощности на входе кабеля

Радиочастотные кабели могут использоваться как в приемных трактах (при малом уровне мощности), так и в передающих (при большом уровне мощности). Поэтому для радиочастотных кабелей расчет передаваемой мощности, как правило, выполняется. Номинальная мощность — это мощность СВЧ, которая может быть подана на вход радиочастотного кабеля в режиме согласованной нагрузки, без опасности перегреть наиболее слабый элемент кабеля (обычно изоляцию) сверх допустимой температуры.

При передаче СВЧ-энергии по радиочастотному кабелю в нем из-за потерь в проводниках и изоляции происходит выделение тепла, которое рассеивается в окружающую среду. Рассеяние тепла происходит посредством теплопроводности, конвекции и радиации (лучеиспускания). Обычно рассчитываются мощностные параметры кабеля в воздухе, в этом случае отвод тепла за счет теплопроводности не учитывается ввиду незначительности.

Будем рассматривать установившийся режим, при котором тепловое состояние кабеля стабилизировалось и тепловые свойства не меняются во времени. При этом справедливо выражение

где θдоп — допустимый по свойствам кабеля перепад температур между внутренним проводником и окружающей средой, К; Тос — температура окружающей среды, К; S — суммарное тепловое сопротивление элементов кабеля и окружающей среды, К м/Вт; W — общий тепловой поток, создаваемый в кабеле, Вт.

Изменение мощности вдоль регулярного кабеля с согласованной нагрузкой определяется выражением

где Px — мощность в сечении x; P0 — номинальная мощность на входе. Данное выражение получено при условии, что

.

Из формул (3.15) и (3.16) имеем:

Получаем вышеприведенную формулу для уменьшения мощности вдоль кабеля, учитывая, что изменение фазы векторов напряжения и тока одинаково.

Рассеиваемая на участке dx мощность преобразуется в тепловой поток, выделяемый кабелем:

Очевидно, что максимальное тепловыделение будет в начале линии, при X = 0, и будет складываться из тепла, выделяемого внутренним и внешним проводниками и изоляцией:

На рис. 3.36 приведена тепловая схема замещения коаксиального радиочастотного кабеля, в которой из-за высокой теплопроводности металлов мы пренебрегаем тепловыми сопротивлениями внутреннего и внешнего проводников. В соответствии с тепловой схемой замещения перепад температуры между внутренним проводником и окружающей средой

Решаем совместно уравнения (3.164) и (3.165) относительно P0 :

где Sиз — тепловое сопротивление изоляции; Sоб — то же у оболочки; Sос — то же окружающей среды;

— коэффициенты затухания во внутреннем проводнике, внешнем проводнике и изоляции при соответствующих температурах, дБ/м; α (Т) — коэффициент затухания кабеля, определенный согласно (3.158).

При вычислениях по формуле (3.166) максимально допустимая температура на внутреннем проводнике обычно известна заранее или задается, а температура внешнего проводника и поверхности кабеля могут быть заданы в первом цикле расчетов только приближенно. Обычно температура окружающей среды принимается равной 313 К(40°С). Рекомендуется в первом цикле принимать для кабелей с полиэтиленовой изоляцией TобTо.с = 20 К, а для кабелей с фторопластовой изоляцией, имеющих рабочую температуру 473 К (200°С), принимать TобTо.с = 70 К. В последующих циклах производится уточнение принятых значений и вычисляется окончательное значение номинальной мощности. Для этого по вычисленному в первом цикле значению P0 следует определить:

По новым значениям температур Tиз , T2 , Tоб следует уточнить величины коэффициентов затухания в изоляции, во внешнем проводнике, теплового сопротивления окружающей среды и номинальной мощности; еще раз проверить температуры Tиз , T2 и Tоб . Подобные вычисления повторять до тех пор, пока значения температур, получаемые в двух последовательных циклах, будут различаться не более чем на один градус.

Тепловая схема замещения коаксиального радиочастотного кабеля и типовой график изменения температуры

 

 

 

 

© АП НИИЭИМ 2007 - 2017 г.


Яндекс цитирования