Upload
milos-vojinovic
View
140
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
VODOVI BEZ DISPERZIJE
-DVOŽIČNI VOD-KOAKSIJALNI VOD-PLANARNI VODOVI
Simetrični vod sa cilindričnim provodnicima („dvožični vod")
• Prenosni sistem od dva paralelna cilindrična provodnika konstantnog preseka nazvali smo simetričan vod sa cilindričnim provodnicima ili kraće — dvožični vod.
• Dvožični vodovi nalaze primenu u donjem području hiperfrekvencija (do 500 MHz), najčešće kao elementi kola.
• Da bi dvožični vod bio bez disperzije, uslov je da rastojanje između provodnika bude znatno manje od talasne dužine generatora.
Dvožični vod (opšti slučaj)
U praksi poluprečnici provodnika su isti
Osnovne formule
• Poluprečnik provodnika - r• Rastojanje između provodnika - D
Podužni kapacitet:
Karakteristična impedansa
Osnovne formule
Konstantna slabljenja
- Vazdušni vod
- izolovan vod
provodnik
izolator
- Oklopljeni vod
Osnovne formule
Zc
Nesimetrični vod sa cilindričnimprovodnicima (koaksijalni vod)
• Prenosni sistem od dva koncentrična provodnacilindra, od kojih je spoljašnji uzemljen, predstavlja nesimetričan vod, poznat pod nazivom koaksijalni vod.
Nesimetrični vod sa cilindričnimprovodnicima (koaksijalni vod)
• Kroz koaksijalni vod mogu se prostiratikako talasi bez disperzije (TEM-talasi), tako i disperzioni talasi (TE i TM talasi).
• Da bi se koaksijalnim vodom prenosioTEM-talas, potrebno je da rastojanjeizmeđu unutrašnjeg i spoljašnjeg cilindrabude znatno manje od talasne dužine.
Osnovne formulePodužna kapacitivnost
Karakteristična impedansa
Osnovne formuleRadijalna komponenta električnog polja
Prenešena snaga
Maksimalna jačina el.polja
Snaga Pt zavisi od jačine polja Eρ.
Koaksijalni vod• Pri jačini polja većoj od jedne određene vrednosti dolazi do
električnog proboja izmedu provodnika, sto je ekvivalentnokratkorn spoju na vodu, tj. potpunorn prekidu prenošenjaenergije.
• Jačina polja pri kojoj dolazi do proboja iznosi Epr = 3,106 V/rn. • Maksirnalna jačina polja u vodu mora da bude, iz razloga
sigurnosti, znatno manja od probojne jačine polja.• Prenosena snaga Pt je rnanja od snage Ppr pri kojoj dolazi do
proboja.• Pri konstrukciji koaksijalnih vodova uzima se da je za vodove
sa metalnim izolatorima ili sa dielektricnirn prstenovimapreneta snaga oko 20 puta rnanja od probojne snage, dok se kod vodova sa izolacijom od polietilena uzima Ppr = (6-7) Pt.
Koaksijalni vod• Najmanja opasnost od proboja na koaksijalnorn vodu je
ako se uzme odnos poluprečnika provodnika 2,72.• Probojna snaga
Koaksijalni vod• u odabiranju dimenzija provodnika ograniceni
smo uslovom eliminisanja disperzionih talasa.
• da na koaksijalnom vodu ne bi bilo disperzionih talasa, tj. dabi postojao samo TEM-talas, potrebno je da bude zadovoljenarelacija
• Na primer, za koaksijalni vod ispunjen dielektrikom Cija jekonstanta εr= 2,6 i za koji je odnos poluprečnika R/r = 3, trebada je poluprečnik unutrašnjeg provodnika r < 1,5 mm, da bi biloobezbeđeno prostiranje samo TEM-talasa na frekvenciji oko 10 GHz. Probojna snaga za isti vod je oko 300 kW.
Koaksijalni vod
• Konstanta slabljenja
Izolator εr v/c
PE- pun polietilen 2,3 0,659
PTFE- politetrafluoretilen 2,1 0,690
FEP- fluor-etilen-propilen 2,1 0,690
penasti polietilen 1,5 0,816
vazdusne komore (srednjiprovodnik nose okrugle plotice ili spirala)
1,05 do 1,30 0,976 do 0,877
vakum 1,0 1,000
Koaksijalni vod
Koaksijalni vod
Minimalno slabljenje ima se pri odnosu poluprečnikaprovodnika R/r = 3,6.
Who invented coax?• Several people patented coaxial cable:
– 1880 Oliver Heaviside (1850-1925) GB#1,407– 1884 Werner von Siemens (1816-1892)– 1894 Nikola Tesla (1856-1943) US#514,167– 1929 Lloyd Espenschied (1889-1986) and Leonard
Affel (1893-1972) US#1,835,031• First practical applications in 1936
– Summer Olympics TV Berlin - Liepzig– Undersea coaxial cable – 1 TV, 7 phone lines
Melbourne, Australia to Tasmania – 1 TV, 240 phone lines NY – PA– 30 phone lines London - Birmingham
Tesla’s Patent
• Rigid outer conductor (C)• Solid dielectric (B)• Solid center conductor (A)• Joints like sewer pipe (D)
Espenschied’s Patent• Part of AT&T videophone
system patent• Rigid outer conductor
(10)• Air dielectric• Washers for mechanical
support (14)• Hollow center conductor
(12)
Koaksijalni vod
Koaksijalni vod
Koaksijalni vod
RG-59 flexible coaxial cable.A: outer plastic sheathB: woven copper shieldC: inner dielectric insulatorD: copper-plated core
Vodovi sa trakastim provodnicima (trakasti vodovi)
• Na hiperfrekvencijama nalaze primenu vodovinačinjeni od tankih metalnih traka. Sa ovakvimvodovima mogu se jednostavno,primenomtehnike štampanih kola, realizovati raznekomponente kola, kao: rezonatori,filtri, direktivnesprege, antene;
• Male dimenzije i tezina, kompaktnost mehanickaizdrzljivost, i jednostavna i jeftina izradapredstavljaju dobre osobine trakastih vodova.
Trakasti vodovi
Trakasti vodovi
• Kapacitivnost C može se smatrati kaoekvivalenat kapacitivnosti između trake i uzemljene ploce Ct i kapacitivnosti krajeva Ck
Trakasti vodovi
• Simetričan trakasti vod
• Nesimetričan trakasti vod
Trakasti vodoviKarakteristična impedansa za simetričan vod
Karakteristična impedansa za nesimetričan vod
Karakteristična impedansa za idealan tr. vod
DlSKONTINUlTETI TRAKASTOG VODA
DlSKONTINUlTETI TRAKASTOG VODA
DlSKONTINUlTETI TRAKASTOG VODA