РЕАКТИВНІ НАВАНТАЖЕННЯ

Для компенсації реактивного опору навантаження використовують реактивні короткозамкнені шлейфи (відрізки). Розімкнені шлейфи використовуються рідко, оскільки на кінці лінії може виникнути випромінювання (дуже сильне у хвилеводах та діелектричних лініях). Короткозамкнений шлейф завдовжки має вхідний реактивний опір

. (2.2)

Якщо , то й опір має індуктивний характер, якщо , то й опір має ємнісний характер.

Якість реактивного навантаження залежить від коефіцієнта стоячих хвиль у короткозамкненому відрізку, який повинен бути якнайбільшим, тобто більше ніж 500 − для нерегульованих і, більше ніж 100 − для регульованих шлейфів. Для цього у хвилеводах використовуються рухомі короткозамкнені поршні (рис. 2.20).

У першій конструкції (рис. 2.20, а) розрізні пружинні контакти А винесені від стінки В на відстань . Тому контакти розташовуються в перерізі з нульовими значеннями повздовжнього струму й неідеальність контакту не призводить до втрат потужності.

У другій конструкції поршня (рис. 2.20, б) точки контакту розташовані всередині згорнутого короткозамкненого напівхвильового відрізка лінії передачі. Відрізок складається з двох послідовно увімкнених відрізків з хвильовим опором . Другий відрізок завдовжки має в перерізі А-А нескінченний реактивний опір. Цей опір додається до активного опору контакту . Сума опорів трансформується відрізком завдовжки з хвильовим опором у, практично, нульовий опір.

Такі ж конструкції можна застосувати в коаксіальних лініях
передачі.

У хвилеводах для узгодження також використовують відбивні реактивні елементи: діафрагми індуктивні (рис. 2.21, а) та ємнісні
(рис. 2.21, б), штирі індуктивні (рис. 2.21, в) та ємнісні (рис. 2.21, г).

Реактивні елементи в мікросмужкових лініях.

Котушки індуктивності виготовляють у вигляді смужок (рис. 2.22), меандра (рис. 2.23), спіралі (рис. 2.24) [ ].

Відрізок мікросмужкової лінії завдовжки ℓ має погонну індуктивність

.

Послідовними ємностями у несиметричній мікросміжковій лінії може створювати зазор у провідній смужці (рис. 2.25, а), гребінчастий конденсатор (рис. 2.25,б) або плівковий конденсатор (рис. 2.26).

Для створення ємності, увімкненої паралельно до мікросмужкової лінії можна створити конденсатор у вигляді короткого відрізка лінії з відносно низькими (менше 29 Ом) хвильовим опором
(рис. 2.27).

Погонна ємність короткого відрізка визначається за формулою

.

Методики розрахунків реактивних елементів наведені в [ ].

Реактивні навантаження необхідно вмикати в лінію в перерізі , де вхідна активна провідність дорівнює хвильовій провідності лінії (рис. 2.28).

Реактивна провідність короткозамкненого шлейфа має бути рівною за модулем і протилежна реактивній провідності лінії в перерізі . При цьому, до перерізу буде режим біжучої хвилі, у шлейфі – режим стоячої хвилі, між перерізом та навантаженням – режим змішаних хвиль. Реактивний шлейф, у зв’язку з цим, необхідно встановлювати ближче до навантаження, щоб були найменші втрати.

Для настроювання шлейфу необхідно переміщувати навантаження вздовж лінії (вибрати ) та змінювати . Для уникнення переміщування вздовж лінії, що важко реалізується в екранованих лініях, можна використовувати 2 шлейфи (рис. 2.29).

За допомогою регулювання другого шлейфа встановлюють провідність в перерізі , де вмикається перший шлейф, що дорівнює хвильовій провідності . Реактивну складову провідності в перерізі компенсують за допомогою першого шлейфа, що необхідно для узгодження.