Автор Тема: Расчёт волнового сопротивления коаксиальной линии  (Прочитано 9121 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4597
  • Репутация: +785/-222
  • Дружу с паяльником 57 лет
Здравствуйте, коллеги. При изготовлении аппаратуры частенько возникает необходимость изготовить четвертьволновый трансформатор с определённым волновым сопротивлением. К сожалению, даже имеющийся большой сортамент диаметров медных труб, часто не позволяет решить эту проблему. Диаметры дискретны и получить необходимое волновое сопротивление сложно как при заполнении пространства фторопластом, так и в случае применения в качестве диэлектрика воздуха. Всё-таки ещё одно значение сопротивления получается. При небольших длинах и если это возможно по конструктиву, применяю коаксиал квадратного сечения. Здесь вопросов нет.   Как быть с круглым коаксиалом? Применение коаксиального кабеля с отматыванием части фторопластовой мне не подходит. Внешнюю трубу анодного резонатора для лампового РА на 1296 МГц гнул на оправке и пропаивал. Но при небольших диаметрах это делать сложно и шов пайки мешает вставлять трансформатор (коаксиальную линию), к примеру, в обжимную цангу. Есть вариант одеть фторопластовую трубку (зелёный цвет на Рис 2.) на центральный проводник трансформатора (коаксиальной линии) и тем самым изменить волновое сопротивление линии. Здесь синим цветом вычерчена внешняя трубкатрансформатора (линии), а оранжевым - центральный проводник. Фторопластовую трубку очень просто можно выточить самого различного диаметра, но как рассчитать её диаметр для получения требуемого  волнового сопротивления? Как учесть влияние этой трубки? Нет ли у кого более сложной формулы расчёта волнового сопротивления линии для варианта, приведенного на Рис.2. Можно внутреннее пространство трансформатора заполнить фторопластовыми шайбами (зелёные шайбы на Рис. 3) Чем больше  шайб, тем больше изменение волнового сопротивления. Но будет ли это приемлемо для 1296 МГц? Да и опять вопрос. Как всё просчитать? Посоветуйте. Частенько некоторые интересные проекты трудно реализовать из-за сложности выполнения линии с заданным волновым сопротивлением. Можно, конечно, сделать эксперименты, изготовить несколько трансформаторов или один разборный и менять трубки и таким образом получить эмпирические результаты влияния трубки из фторопласта. Но это хлопотно. Подскажите. Я думаю, что это общий вопрос. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн Sergi

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3836
  • Репутация: +723/-278
  • FD - The contest
  • QRA: KN69
Обточить внутреннюю "жилу" до нужного диаметра? Делали так для трансформаторов сопротивлений на 144 и 430. Внешняя труба подбиралась такая чтобы входила в кабельные мамы СР-разьемов, а "жила" вытачивалась нужного диаметра из латуни.
--... ...-- -.. . ..- --.. ..--- .... --..

Оффлайн professor

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 220
  • Репутация: +83/-58
Теоретическое предположение:

Есть два варианта как найти эквивалентрную проницаемость Е(эпсилон), через радиусы воздуха, фторопласта и жилы или диаметры.

А затем Эпсилон эквиввалентную вставить в общую формулу.

C третьим рисунком можно и поколдовать. Нашли к-т заполнения, а от него можно найти эквивалентный радиус фторопласта.
Если формула неправильная пишите и я уберу, что бы не вводить в заблуждение.
« Последнее редактирование: 10 Ноябрь 2008, 22:47:23 от professor »

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4597
  • Репутация: +785/-222
  • Дружу с паяльником 57 лет
Здравствуйте, коллега. Спасибо за технологическую подсказку. Для 432 МГц я это ещё делаю так, как Вы советуете, но трубку диаметром, к примеру, 8,4 мм и длиной 360 мм, а  тем более 500 мм в станке точить не могу. Задняя бабка с центром не поможет. Не хватает прочности трубки. Хочу быть с целыми глазами. Мне бы с расчётами и формулами помочь, хотя конечная цель- изготовление линии и если будет технологический совет, то тоже ничего. Из кусков делать не хочу. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн R3GS

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 824
  • Репутация: +201/-71
  • ex RA3GES

                   Здравствуйте Юрий.
    Не очень понятен вопрос. Эмпирические формулы есть в старых учебниках.
    Но в настоящее время очень удобна программка TXLINE 2003.
Должна быть в файловом архиве. Считает волновое сопротивление любых конструктивных комбинаций с заданной диэл. проницаемостью, определит электрическую длину. Рассчитает потери при заданном тангенсе диэлектр. потерь с учётом материала из которого выполнен коаксиал.
Может быть это требуется?

С уважением, Владимир /RA3GES/
73!

Оффлайн UA3MCH

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 293
  • Репутация: +54/-9
  • QRA: KO97VQ
..............................................
 Считает волновое сопротивление любых конструктивных комбинаций с заданной диэл.
..............................................

С уважением, Владимир /RA3GES/
73!

По моему она считает коаксиал только круглого сечения...и только. Или я что то пропустил? (А было бы  неплохо еще и прямоугольник, квадрат, П-образный профиль..)
Юрий

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4597
  • Репутация: +785/-222
  • Дружу с паяльником 57 лет
Здравствуйте, Владимир. Я давно использую довольно приличную программу Appcad. До этого считал по формулам. Но в программе линия полностью по объёму заполнена диэлектриком(как вариант, воздухом). Я же хочу заполнить объём линии частично, как приведено на рисунке. Юрий.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн professor

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 220
  • Репутация: +83/-58
Опять математика:

Предствим сечение кабеля рис.2.
Имеется Rвозд, Rфт,Rжилы.
Теоретически в среде с Е(эпсилон)фторопласта скорость распространения в Ефт/Eвозд раз быстрее. Значит можно предствить равенство скоростей среды воздуха и фторопласта, но при этом расстояние в воздухе будет меньше, чем в  фторопласте.

Значит R будет меньше:
Rвозд.экв.фт=(Rфт-Rж)*Eвозд/Ефт - это эквавалентный радиус(расстояние) если бы среду фторопласта заменить на воздух. Как видимо

R(общ)=(Rвозд-Rфт)+(Rфт-Rж)*Eвозд/Eфт   - видимо, что получился кабель Rжилы остался неизменный, а экв. диаметр внешней трубы уменьшился. 

Теперь зная Rж и Rобщ. можно по известным формулам сделать дальнейшие расчеты.

Вот рисунок разреза:
Было:
I-----IХХХХI_IХХХХI-----I
Rв__Rфт__Rж
Стало:
I------I_I------I
Rв___Rж
Видим, что диаметр уменьшился, а значит волновое сопротивление увеличилось.

Если идти по простому для понимания, но дальнему пути то можно.

1. Зная диаметр фторопласта(любой среды) и представив такой кабель, можно расчитать волновое сопротивление получившегося кабеля. Узнав сопротивление обратно пересчитать на воздушный кабель с таким же сопротивлением. Так мы узнаем ЭКВивалентный радиус воздушного кабеля.
2. Суммируем Экв радиус с шириной воздуха(Rвозд-Rфт) в реальном кабеле и считаем его волновое сопротивление.

Оффлайн RA9SVD

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 157
  • Репутация: +2/-1
А ведь в этой проге хоро считать
AppCAD
Юрий

ua9tc

  • Гость
Расчет третьего варианта
Беньковский и Липинский стр. 473