Menu

5.2.2. Állóhullámok és káros sugárzás okozta veszteségek

 

A hullámosság növekedésével a tápvonal veszteségei is nőnek; ezek az 5.1.4. pontban tárgyalt  csillapításhoz hozzáadódnak. A helytelen illesztés következtében fellépő veszteség az s hullámossági tényezőből számítható az (5.15) összefüggés alapján. A hullámosság okozta veszteség decibelben:

Kismértékű illesztetlenség esetében a veszteség olyan csekély, hogy gyakorlatilag nem esik latba. Mint ez az 5.25. ábrán feltüntetett diagramból látható, az s =1,5-es állóhullámnál a teljesítményátvitel hatásfoka hozzávetőleg 95%.

5.25. ábra. A teljesítményátvitel hatásfokának változása a generátor és fogyasztó közötti illesztetlenség függvényében

 

Az 5.26. ábra segítségével a helytelenül illesztett tápvonalon fellépő összes veszteség határozható  meg decibelben. Ehhez először meghatározzuk a tökéletes illesztésnél is fellépő veszteséget; ez az al­kalmazott tápvonal műszaki adataiban feltüntetett frekvenciafüggő csillapítási érték segítségével lehetséges. Ezután az 5.26. ábra diagramjának vízszintes rendezőjén megkeressük az így kiszámított csillapításnak megfelelő decibelpontot. Erre a pontra merőlegest képezve megkeressük azt a görbét, amely a tápvonal állóhullám-arányának felel meg.

5.26. ábra. Diagram nagyfrekvenciás tápvonal illesztetlensége következtében fellépő veszteség meghatározására

 

A függőleges és a görbe metszéspontját vízszintesen kivetítve a függőleges rendezőre, az illesztetlenség okozta további veszteség decibelben közvetlenül leolvasható.

Példa. Egy adóantennát 20 m-es koaxiális kábelen keresztül táplálunk. A tápvonal-adatlap szerinti csillapítása az üzemi frekvencián 10Np/km. A helytelen illesztés következtében az állóhullám-arány s=3. Mekkora a decibelben kifejezett összes veszteség?

A 20 m hosszú vezeték csillapítása

Mivel l Np=8,686dB,

0,2 Np=8,686 " 0,2=1,75dB,

 

vagyis tökéletes illesztésnél fellépő, kizárólag csillapítás okozta veszteség 1,75dB.

Az 5.26. ábra diagramjáról leolvasható, hogy az 1,7dB csillapítás (vízszintes tengely) és s=3 állóhullám-arány esetében további 0,75dB (függőleges tengely) hullámosság okozta veszteséggel kell számolni. Az összes kábelveszteség tehát

 

1,75+0,75 =2,5dB.

 

Az 5.25. ábrával meghatározhatjuk az eredő teljesítményátvitel hatásfokát is: 2,5dB kábelcsillapítás esetében az antenna által lesugárzott teljesítmény már csak mintegy 55%-a az eredetinek.

Nagyfrekvenciás tápvonalak hajlamosak arra, hogy maguk is antennaként viselkedjenek; a környezetükbe lesugárzott teljesítmény azonban a nagytávolságú jelátvitel szempontjából gyakorlatilag teljesen elvész. Emellett az antenna erőterére szuperponálódva nem kívánatos jelleggörbe-torzulásokat és további veszteségeket okozhatnak. Ezenkívül - mint már említettük - egy sugárzó tápvonal kellemetlen rádió- és tv-vételi zavarok forrása szokott lenni.

A tápvonalak nemkívánatos sugárzása az illesztetlenség mértékétől függ: az állóhullám-aránnyal nő. Bizonyos mértékben azonban a tökéletesen illesztett tápvonal is sugározhat.

A kéthuzalos tápvonal földszimmetrikus, az egyes erek keresztmetszete is azonos, ezért a két érben folyó áram intenzitása megegyezik, csupán irányuk ellentétes. Ennek megfelelően az általuk gerjesztett mágneses terek is ellentétes irányúak. A két azonos, de ellentétes irányú mágneses tér kioltaná egymást, ha a párhuzamos tápvonal két erének térbeli helyzete is azonos lenne; ez azonban gyakorlatilag nem valósítható meg. A két ér közötti kisebb-nagyobb térköz miatt a mágneses tér kölcsönös kioltása nem tökéletes.

A kéthuzalos tápvonal fentvázolt módon fellépő káros veszteségi sugárzása az üzemi frekvenciája és a tápvonal-erek térközének négyzetével nő. Ebből következik, hogy növekvő frekvenciával a térköz csökkentendő.

A sugárzási veszteséget figyelembe vevő optimális tápvonal-elhelyezés követendő szempontjaira, továbbá a telepítés egyéb gyakorlati vonatkozásaira az 5.1.5. pontban már kitértünk.

Sugárzási veszteség vonatkozásában a koaxiális kábeleknek kedvezőbb tulajdonságai vannak, minthogy tengelyszimmetrikus felépítésük miatt sugárzás gyakorlatilag nem lép fel. Bizonyos esetekben azonban ún.. köpenyhullámok léphetnek fel. Ezek a kábelt burkoló fémszövedéken kialaku1ó kompenzációs áramok következtében jönnek létre, hatásukra a kábelköpeny sugároz.

Köpenyhullámok jelentkezhetnek aszimmetrikus terhelés esetében is, amikor pl. Szimmetrikus antennarendszert közvetlenül aszimmetrikus koaxiális kábellel táplálunk, vagy amikor a kábel + antenna együttes a gerjesztőfrekvenciával valamilyen rezonanciában van (pl. felharmonikus rezonancia). Ilyen esetben a kábel hosszának változtatásával segíthetünk a bajon.

 

Feszültségeloszlása kéthuzalos tápvonal mentén

Tartalom

A kéthuzalos tápvonal, mint hangolóelem