Физический энциклопедический словарь - линии передачи (длинныелинии)

В идеальной Л. п. (без потерь энергии) распространяются только волны, в к-рых электрич. и магн. поля строго поперечны (ТЕМ-моды, см. Радиоволновод). Распределение этих полей по сечению Л. п. в точности повторяет распределение электростатич. поля E в цилиндрич. конденсаторе и магнитостатич. поля Н в системе цилиндрич. проводников с продольными токами (рис.). В многопроводных Л. п. может

348

распространяться N-1 (N — число проводников) независимых мод. Это используется для многоканальной передачи. Все ТЕМ-моды распространяются со скоростью света в среде, заполняющей Л. п.

Структура электрич. и магн. полей в линиях передачи: а — в коаксиальном кабеле (поперечное и продольное сечения); б — в двухпроводной линии (поперечное сечение).

При теор. описании процессов в Л. п. благодаря квазистатической поперечной структуре полей можно оперировать не с полями E и Н, а с зарядами (>, токами I и напряжениями V. Процессы в Л. п. описываются т. н. телеграфными уравнениями. Для двухпроводной идеальной линии они имеют вид:

где L и С — погонные индуктивность и ёмкость Л. п. (в СИ). Общее решение ур-ния(*) для L=const и C=const представляет собой суперпозицию волн: J=Aexp(it±ikz), V=AZBexp(it± ikz), где k=/v=2/, v=1/(LC)= —скорость распространения волн в среде, заполняющей Л. п., ZB=(L/C) — волновое сопротивление Л. п. Оптим. передача энергии осуществляется в режиме бегущей волны, когда Л. п. нагружена на сопротивление, равное волновому.

Однородные потери в среде не изменяют структуру поля ТЕМ-моды, но, помимо ослабления сигнала, вносят фазовые искажения из-за дисперсии волн (волны разных частот распространяются с разными фазовыми скоростями). Однако ур-ния (*) сохраняют смысл, если их применять для гармонич. процессов с заменой С на C+/i ( — погонная проводимость среды). Потери в проводниках Л. п. приводят к появлению продольных составляющих поля E, к трансформации моды ТЕМ в моду ТМ. В этом случае ур-ние (*) (с заменой L на L+/i ,

 — погонное сопротивление проводников) справедливо лишь приближённо, пока поперечные размеры Л. п. малы по сравнению с К. Также обстоит дело и для изогнутых, перекрученных и подвергнутых др. деформациям Л. п.

Учёт  и  приводит к комплексному

волн. сопротивлению ZB=((L+/i)/C+/i)). При передаче сигналов по таким Л. п. на протяжённых трассах, напр. в межконтинентальных подводных кабелях, помимо промежуточных усилителей приходится вводить также и фазовые корректоры.

• П и р с Дж., Символы, сигналы, шумы. Закономерности и процессы передачи информации, пер. с англ., М., 1967.

М. А. Миллер, А. И. Смирнов.