Transmissielyn: 5 feite wat u moet weet

Omslagprentkrediet – Sajad-Hasan AhmadiTV antenna verbindingsCC BY-SA 4.0

Besprekingspunte: Transmissielyn

  • Inleiding
  • Doel van transmissielyn
  • Ontleding van transmissielyn
  • Tipes transmissielyn
  • Toepassings van transmissielyne

Inleiding tot Transmissielyn

'n Transmissielyn is 'n spesiaal ontwerpte kabel vir die oordrag van krag. Dit lei slegs elektromagnetiese golwe na die las by lae frekwensies op 'n geleide manier.

            Transmissielyn werk by mikrogolf frekwensie domein en radiofrekwensiedomein waar krag as 'n elektromagnetiese golf aanvaar word. Dit is hoekom as enige kabel 'n elektromagneet sein kan lei, dan sal dit 'n transmissielyn genoem word.

            Die transmissielyn is die resultaat van navorsing van James Maxwell, Lord Kelvin en Oliver Heaviside. Die fout en nadele van die 'Atlantiese telegraafkabel' en die uitvinding van telegraafvergelyking het die uitweg vir die lyn gemaak.

Doel van transmissielyn

Gereelde kabels wat elektriese energie oordra, is ontwerp om krag teen laer frekwensie WS te gelei. Hulle kan nie krag in FR-reeks of meer as 30 kilo hertz dra nie, aangesien die energie by gewrigte en verbindings ontkoppel word, en 'n geruime tyd nie die bestemming bereik nie. Hierdie lyne los hierdie probleme op. Hulle is spesiaal gebou om die refleksies en kragverlies te minimaliseer en gebruik ook die impedansiepassing om krag te dra.

            Hierdie lyne is gebou met 'n eenvormige deursnee-area. Dit is hoekom hulle eenvormige impedansie verskaf wat in terme bekend staan ​​as kenmerkende impedansie.

Transmissielyn

Gebruik van transmissielyn in antenna

            Die golflengte van die elektromagnetiese golwe word korter soos die frekwensie hoër word van die elektromagnetiese golwe. Transmissielyne is van kardinale belang, want wanneer die golflengte kort genoeg is, dra die lengte van die draad by tot die verlede van die golflengte.

Wat is 'n Yagi Uda-antenna? Klik hier vir meer inligting!

Ontleding van transmissielyn

            Ons neem 'n vier-terminale model van die transmissielyne aan om die konstruksie en werking van lyne te ontleed. Dit is gelykstaande aan 'n tipiese twee-poort stroombaan. 

            Ons neem aan dat die stroombaan lineêr is, wat beteken dat die komplekse spanning by enige poort verband hou met die komplekse stroom vir die weerkaatsingslose toestand. Ons neem ook aan dat twee van sy poorte oorgedra kan word.

Eienskappe impedansie van transmissielyn

Kenmerkende impedansie of (Z0) is 'n noodsaaklike parameter van die lyn. Dit kan gedefinieer word as die verhouding van die grootte van die spanning tot die grootte van die stroom van 'n golf, wat langs 'n refleksie minder lyn beweeg.

Eienskappe impedansie beheer die gedrag van die lyn slegs as die lyn uniform in lengte is. Oor die algemeen, vir ko-aksiale kabels, het kenmerkende impedansie 'n waarde van vyftig tot sewentig ohm, en vir verdraaide paar drade is die waarde 100 ohm. Vir ongedraaide paar is die waarde 300 ohm.

Transmissielynrefleksiekoëffisiënt

Die lyn se refleksiekoëffisiënt word gegee deur die verhouding van die komplekse grootte van die gereflekteerde sein tot die inkomende sein. Dit word voorgestel deur die Griekse alfabet – Г en uitgedruk as –

Transmissielynrefleksiekoëffisiënt

waar V+ die komplekse spanning van die inkomende spanning is en V- die komplekse spanning van die gereflekteerde golf is.

Dit het 'n verband met die lasimpedansie en kenmerkende impedansie. Die uitdrukking word hieronder gegee.

Oordraglyn

Hier ZL is die lasimpedansie, en Z0 is die kenmerkende impedansie.

Die staandegolfverhouding het ook 'n verband met hierdie lynrefleksiekoëffisiënt. Die verbinding word gegee as -

Oordraglyn

Die verband tussen staandegolfverhouding en transmissielynrefleksiekoëffisiënt.

Ooreenstemmende toestand van transmissielyn:

Die doel van 'n transmissielyn is om die maksimum krag van die bron na bestemmingslas te lewer en om die weerkaatsing en verlies van die krag te minimaliseer. Die 'gepas'-voorwaarde kan aan hierdie verlangde voldoen. As die bestemming se lasimpedansie dieselfde of gelyk aan die waarde van die kenmerkende impedansie van die lyn gemaak word, dan bereik die lyn 'gepas' toestand.

            In plaas van die 'gepas' toestand, ly die transmissie 'n mate van verlies. Soos, ohmiese verlies. Daar is ook nog 'n aansienlike verlies wat plaasvind wanneer hierdie lyn in hoëfrekwensiegebiede werk. Die verlies staan ​​bekend as diëlektriese verlies. Hier, die binne-elemente van hierdie lyne, gryp die EM-energie en produseer hitte.

            Die totale verlies van hierdie lyn word gemeet deur die eenheid dB/m. Die verliese is afhanklik van die frekwensie van die sein, soos vroeër genoem. Die konstruksiemaatskappye hiervan verskaf gewoonlik 'n grafiek van verlies. Dit toon die verlies aan krag by verskillende frekwensies. As enige lyn 'n verlies van drie desibel/meter ly, sal die krag wat by die las ontvang word die helfte wees van die krag wat gelewer word.

Wat is horing antenna? kry 'n oorsig hier!

Tipes transmissielyne

 Dit kom met sekere tipes, afhangende van die fisiese struktuur en volgens die behoeftes. Sommige van die noodsaaklike en algemeen gebruikte tipes transmissielyne word hieronder gelys. Gaan asseblief daardeur en ontdek hulle.

Koaksiale kabels:

Dit is een van die wyd gebruikte vorme van lyne. Dit beperk die hele EM-golf binne die kabel. Ko-aksiale kabels kan dus tot 'n mate gebuig, vasgemaak en gedraai word sonder om die werking te beïnvloed.

Koaksiale kabel

Dwarssnit van 'n koaksiale kabels, beeldkrediet: Tkgd2007Koaksiale kabel uitgesnyCC BY 3.0

EM golwe promulgeer in TEM of transversale elektriese en magnetiese modus Vir die RF reeks toepassings. Hier is beide die elektriese en magnetiese velde loodreg op die gepromulgeerde rigtings. Die elektriese veld word uitgestraal, en die magnetiese veld word omtrek.

As die golflengte van die golf korter is as die omtrek van die koaksiale kabel, word die TEM in twee gedeel. Die modusse staan ​​dan bekend as TE of transversale elektries en TM of transversale magneties.

Koaksiale kabels het wye toepassings vir televisies. Dit is hoofsaaklik gebruik vir telefone in die middel van die twintigste eeu.

Mikrostrook transmissielyne:

'n Mikrostrooknetwerk is basies 'n klein geleidende vlak wat parallel met die grondoppervlak geplaas word. Dit kan ontwerp word deur 'n dun en plat metaalvlak aan die kant van 'n PCB te plaas. Die teenoorgestelde oppervlak moet die grondvlak wees. Die kenmerkende impedansie van die mikrostrooktipe lyn hang af van daardie geleidende strook. Die hoogte, breedte, diëlektriese koëffisiënt van die geleidende strook verskaf die kenmerkende impedansie. 'n Punt om te onthou dat die mikrostrook tipe lyn 'n oop struktuur is terwyl die koaksiale kabel 'n geslote een is.

Elektriese en magnetiese veld van Microstrip Transmissielyn,

Image Credit: Dassault

Gedraaide paar transmissielyne:

In hierdie tipe lyn waar pare draad saamgevoeg word om 'n enkele ketting of 'n kabel te vorm, staan ​​bekend as verstrengelde paar transmissielyne. Hierdie tipe lyne word in globale telefoniese kommunikasie gebruik. Dit word ook in datasirkulasie binne geboue gebruik. Hierdie tipe is nie ekonomies nie as gevolg van sy eienskappe.

Beeld van 'n Twisted Pair tipes. Beeldkrediet – Spinningspark at en.wikipediaVerdraaide paarCC BY-SA 3.0

Ster vier:

Star quad is nog 'n draad-kombinasie-formasie. Dit gebruik vier kabels, en al die geleiers van die vier kabels word gedraai en langs die as van die kabel saamgevoeg. In hierdie formasie gebruik elke pare 'n ver paar om verbind te word.

Die kombinasievorm van gedraaide, balanserende en vierpoolpatroon van transmissielyne het verskeie voordele aangesien dit geraas verminder, veral vir kort seinvlakgebruik soos – kabels van die mikrofoon.

Oordraglyn

Beskrywende beeld van 'n ster quad-kabel, Beeldbron - Spinningspark at en.wikipediaDM quadCC BY-SA 3.0

Hierdie tipe lyn het toepassings in vierdraadtelefonie, tweedraadtoepassings.

Dit veroorsaak ook hoë kapasitansie wat verder vervorming en verliese veroorsaak.

Toepassings van transmissielyne | Gebruike van transmissielyne

Transmissielyne het verskeie voordele bo gewone elektriese kabels in spesifieke domeine. Dit is hoekom dit verskeie toepassings het. Kom ons bespreek sommige van hulle.

  • Elektromagnetiese kragte word in hoëfrekwensiedomeine voorsien met minimum verlies. Tv- en radiokabels vir die koppeling van die antennes is een van die bekendste voorbeelde.
  • Dit word ook gebruik vir die opwekking van pulse deur hierdie lyne te laai en te ontlaai. 'n Beduidende voorbeeld van hierdie tipe lyn is - Blumlein Transmission Line. Radars het ook meervoudige toepassings van hierdie soort.
  • Dit word ook in stomp toegepas filters. Stompfilters word tipies in 'n parallelle verbinding bedraad en krag oordra van die bron na bestemmings.

Kyk meer na Elektronika! Kliek hier!

Scroll na bo