Рассмотрим основные зависимости параметров передачи коаксиальной цепи.

Рис. Частотные зависимости первичных параметров коаксиальной цепи.

На рис. приведены частотные зависимости первичных параметров передачи. Из рисунка видно, что с ростом частоты активноесопротивление закономерно возрастает за счет поверхностного эффекта. Причем наибольшее удельное значение имеет сопротивление внутреннего проводника: величина R_a больше R_b в 3-4 раза. Индуктивность с увеличением частоты уменьшается. Это обусловлено уменьшением внутренней индуктивности проводников L_a и L_b за счет поверхностного эффекта. Внешняя индуктивность L_вш не меняется с изменением частоты. Емкость не зависит от частоты. Проводимость изоляции с ростом частоты линейно возрастает. Величина ее зависит в первую очередь от качества диэлектрика, используемого в кабеле и характеризуемого величиной угла диэлектрических

На рис. показано изменение первичных параметров с увеличением соотношения радиусов внешнего и внутреннего проводников коаксиальной цепи. Из рисунка видно, что с увеличением отношения r_b/r_aвозрастает индуктивность кабеля и снижаются емкостьи проводимость изоляции.Активное сопротивление Rне зависит от соотношения r_b/r_а, а зависит только от абсолютных значений радиусов внешнего и внутреннего проводников. Чем толще проводники, тем меньше активное сопротивление.

Рис..Зависимость первичных параметров коаксиальной цепи от соотношения диаметров проводников.

Вторичные параметры передачи направляющих системволновое сопротивление Z_ви коэффициент распространения ,

Волновое сопротивление Z_в– это сопротивление, которое встречает электромагнитная волна при распространении вдоль однородной цепи без отражения.Определяется через первичные параметры по формуле:

Волновое сопротивление не зависит от длины для однородной цепи, а его частотную зависимость определяют первичные параметры. При постоянном токе:

В диапазоне относительно низких (тональных) частот, когда

В диапазоне высоких частот, когда

Коэффициент распространенияγ, 1/км, является комплексной величиной и может быть представлен в виде суммы действительной и мнимой частей:

Действительная составляющая коэффициента распространения называется коэффициентом затухания (ослабления) α, а мнимая составляющая – коэффициентом фазы β.

Коэффициент затухания (ослабления) характеризует изменение тока,напряжения и мощности на участке кабельной цепи длиной 1 км и оценивается в децибелах (дБ) или неперах на 1 км (1Нп =8,68дБ). Коэффициент фазы характеризует изменение фазы тока или напряжения на участке кабельной цепи длиной 1 км и измеряется в радианах или градусах на 1 км (1 рад. = 57,3°).

Из формулы можно получить расчетные формулы для α, и β через первичные параметры передачи:

Эти формулы можно упростить для различных диапазонов частот.

На постоянном токе

В тональном диапазоне, когда R ωL,иG ωC

В диапазоне высоких частот, когда R ωL и ωC G

где α_мхарактеризует потери в металле,α_дв диэлектрике.

Скорость распространения электромагнитной энергии по цепи определяется выражением:

Как видно, скорость распространения является функцией частоты и коэффициента фазы β., который, в свою очередь, зависит от первичных параметров.

В низкочастотном диапазоне частот, когда имеем:

В диапазоне высоких частот, когда β=ω LС.Скорость не завиcит от частоты и определяется через первичные параметры по формуле: