9.2.2 Режимы работы линии без потерь

Сама ЛБП (без учета нагрузки) энергии не поглощает (R = 0, G = 0), следовательно,

(9.4)

Вычисление значений и _ВХ(y) можно вести по формулам (9.1)-(9.3) с учетом условий (9.4).

В зависимости от характера нагрузки в ЛБП возможны следующие три установившихся режима работы:

режим бегущей волны (РБВ);

режим стоячих волн (РСВ);

режим смешанных волн (РСМВ).

В таблице 9.1 нагрузки сгруппированы по признаку поглощения или отражения энергии. Степень отражения оценивается коэффициентом отражения по напряжению :

. (9.5)

Таблица 9.1 - Режимы работы ЛБП

Название режима	Нагрузка		Энергия нагрузкой	Характер входного сопротивления
РБВ		0	Поглощается полностью	чисто активный
РСВ	к.з. (ZH=0) x.x. (ZH=)	1	не поглощается	чисто реактивный
РСМВ			Поглощается частично	комплексный

9.2.2.1 Режим бегущей волны

В РБВ в связи с согласованностью нагрузки (Z_H = ) отражения энергии в конце линии не происходит

В линии имеют место только падающие волны напряжения и тока, распространяющиеся с фазовой скоростью

амплитуды их постоянны по всей длине линий, а начальные фазы определяются координатой сечения линии. В любом сечении

где комплексное значение падающей волны в соответствии с (9.1)

. (9.6)

9.2.2.2 Режим стоячих волн

Ни одна нагрузка, соответствующая РСВ, не поглощает энергию и, следовательно, в ЛБП амплитуда отраженного колебания равна амплитуде падающего, а фаза каждого из них меняется в зависимости от рассматриваемого сечения линии. В результате интерференции двух гармонических колебания с одинаковыми амплитудами и разными фазами получается распределение амплитуд суммарных колебаний вдоль линии, показанное на рисунке 9.3.

Узлы (U = 0 или  = 0) образуются в точках, где падающая и отраженные волны встречаются в противофазе ( = 180⁰), пучности (2U_П, 2_П), где эти же колебания встречаются в фазе ( = 0⁰).

Различным видам нагрузок соответствуют разные начала координат (см. рисунок 9.3). Обратите внимание, что построение всех графиков начинается от конца линии (y = 0), где всегда известно значение Z_ВХ, т.к.

Z_ВХ (y = 0)=Z_Н

в любом режиме работы линии, а в ряде случаев (х.х., к.з.) легко могут быть определены значения тока ₂ или напряжения U₂.

Значения U₁, ₁ и Z_ВХ(y  ) в начале линии определяются длиной линии , причем целое число значений может быть опущено в силу периодичности рассматриваемых функций.

В РСВ мгновенные значения напряжений и токов описываются следующими выражениями:

(9.7)

где _Р = Аrg - аргумент коэффициента отражения .

Подчеркнутые части выражений (9.7), взятые по модулю, - амплитуды суммарных колебаний, показанные на рисунке 9.3. Ясно видно, что U(y) и I(y) сдвинуты на 90⁰ или .

Из рисунка 9.3 следует, что для построения графиков U(y), y и Z_ВХy при разных нагрузках в РСВ достаточно знать такое взаимно увязанное построение для единственной нагрузки, обычно к.з. или х.х. Для любой другой нагрузки начало построения при y = 0 определяется значением Z_ВХ(y = 0)= Z_Н : 0, jX_L, jX_C. При этом значения Z_ВХ = 0 и Z_ВХ = , т.е. узлы и пучности напряжения, в общем случае уже не соответствуют точкам y, кратным  или  а отсчитываются от «нового» конца линии, обычно по графику Х_ВХ(y (повторяющиеся значения Х_Н следуют через )

Р исунок 9.3 – Зависимость U(y), I(y) и Z_ВХ(y) для РСВ

Входное сопротивление ЛБП, нагруженной на сопротивления, полностью отражающие энергию, имеет чисто реактивный характер и может быть определено по выражению (9.3) с учетом условия (9.4) и конкретных нагрузок.