เกิดอะไรขึ้นที่ส่วนท้ายของสายส่ง

สมมติว่าฉันต้องการสร้างวิดเจ็ตที่มีรีเลย์เพื่อสลับระหว่างสองเสาอากาศ มีสายส่งกำลังเล็ดลอดเข้ามาจากเครื่องส่งสัญญาณและออกไปสองสายแต่ละอันไปยังเสาอากาศแยก ข้างในเป็นรีเลย์ที่ทำหน้าที่ควบคุมตัวนำที่อยู่ตรงกลางและโล่ก็จะสิ้นสุดลงในกล่องโลหะรอบ ๆ รีเลย์:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

สมมุติว่านี่คือการทำงานที่ HF ดังนั้นกล่องหุ้มจึงมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นต่ำสุดที่อุปกรณ์นี้จะพบในการทำงาน

ณ จุด A มีการหยุดชะงักของอิมพีแดนซ์ Coax คือ$50\Omega$แต่ข้างในมันจะเป็นอย่างอื่น เมื่อมาถึงจุด B มีต่อเนื่องอีกในขณะที่เราเปลี่ยนกลับไป50$50\Omega$ดังนั้นจะต้องมีการสะท้อนคลื่นที่เกิดขึ้นที่นี่

สิ่งนี้จะมีผลกระทบกับเครื่องส่งสัญญาณหรือไม่ มันจะส่งผลให้ SWR ที่น่ากลัวหรือไม่? ทำไม?

อาจมีผลกระทบน้อยมากตราบใดที่ขนาดมีขนาดเล็ก มาจากด้านซ้ายมือจะมีการสะท้อนจากจุด 'A' ตามมาด้วยการเปรียบเทียบที่ใกล้เคียงกันและใกล้เคียงจาก 'B' ตราบใดที่ระยะทางจาก 'A' ถึง 'B' เล็กการสะท้อนเหล่านี้จะยกเลิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าอิมพีแดนซ์ภายในสวิตช์เป็น100Ω ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนที่ 'A' จะเท่ากับ 0.333 และที่ 'B' จะเป็น -0.333 หากความกว้างของตู้หุ้มอยู่ที่ 200 มม. ระยะเวลาระหว่างการสะท้อนแสงเหล่านี้จะอยู่ที่ประมาณ 1ns (เล็กมากที่ HF)

การสะท้อนจะยังคง 'เด้ง' ระหว่าง 'A' และ 'B' และแต่ละครั้งจะมีพลังงานควบคู่ไปกับสายส่ง แต่สิ่งเหล่านี้จะเกิดขึ้น 2ns แยกจากกันและจะถูกลดทอนในแต่ละครั้งเนื่องจากการสูญเสียภายใน

เราสามารถวาดไดอะแกรมการสะท้อนที่แสดงผลของขั้นตอนหน่วยเดินทางลงเส้น แกนตั้งแสดงเวลาและระยะทางของแกนนอน ด้วยตัวเลขตัวอย่างจะมีบางส่วนเกินพิกัดที่เครื่องส่งสัญญาณนานไม่กี่นาโนวินาที โปรดแก้ตัวแผนภาพความชำนาญ!

แก้ไข: -

จากการแนะนำของ supercat ฉันได้เพิ่มร่างอีกร่างที่แสดงผลลัพธ์ของรูปคลื่นที่แหล่งกำเนิดและโหลด ความกว้างของขั้นตอนคือเวลาไปกลับของสวิตช์และกลับ

อย่างไรก็ตามในขณะที่แผนภาพประเภทนี้มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจกับสิ่งที่เกิดขึ้นการพยายามคำนวณความกว้างเกินจริงที่เกิดขึ้นจริงนั้นไม่ได้มีประโยชน์มากนัก เอฟเฟ็กต์เช่นเวลาที่เพิ่มขึ้นและตกครั้งการสะท้อนหลายครั้งภายในสวิตช์ (เช่นแต่ละด้านของหน้าสัมผัสรีเลย์) และเอฟเฟกต์อื่น ๆ ฉันยังไม่ได้ระบุการลดทอนของสายและการสูญเสียอื่น ๆ และฉันไม่ได้ประเมินความต้านทานที่เกิดขึ้นจริงของสวิตช์รีเลย์ซึ่งไม่น่ารำคาญ ที่ดีที่สุดคุณสามารถประมาณการสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดเท่านั้น

ด้วยการเชื่อมต่อสั้น ๆ ผลจะน้อยมาก

กฎของหัวแม่มือคือว่าบนบรรทัดที่สั้นกว่า 1 / 10th ของความยาวคลื่นของสัญญาณเอฟเฟกต์ของสายส่งนั้นไม่สามารถละเลยได้อย่างปลอดภัย ที่ HF ความยาวคลื่นจะอยู่ที่ 10-100meters ซึ่งหมายความว่าหากลวดของคุณสั้นกว่า 1-10meters (ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้จริง) คุณสามารถเพิกเฉยต่อปัญหาได้อย่างปลอดภัย