Обьясните про волновое сопротивление

[Lopator]

Добрый день всем уважаемым участникам форума.

Вопрос этот мучает меня давно. Несколько моих попыток узнать что это такое, ни к чему не привели. Точнее я узнал что это "сопротивление которое испытывает волна". Только мне от этого никак не легче
Совершенно непонятно, почему этот термин используется в контектсе согласования (в частности если речь идет о коаксиальном кабеле). Тоесть это не сопротивление удельного метра (к примеру) кабеля а сопротивление между центральной жилой и оплеткой? Или сопротивление центральной жилы?

Читал, что для правлильного согласования нужен правлиьный кабель. К примеру 50 Ом. Тоесть сам этот кабель является нагрузкой ? А как сопротивление меняется с длинной? Тоесть у кабеля длиной 10 метров будет сопротивление какое?

Извините за тупой вопрос, но при попыте узнать что это такое все время натыкаюсь на какие-то сложные формулы вычисления ВС итд.
Кто-нибудь смог бы простым языком обьяснить что это?

[ve3kf]

Вы можете прочесть по этой теме на моем сайте
http://www.qsl.net/ve3xax/new_page_23.htm

[VINT]

Волновое сопротивление кабеля (в Ом ) = корень квадратный из L/C (соответственно в Гн и Ф). Соответственно измеряется емкость разомкнутого кабеля и индуктивность замкнутого. Величина в.с. не зависит от длины кабеля. В кабельной линии, однородной по электрическим характеристикам на всем протяжении от генератора до приемника, с нагрузкой по концам, имеющей сопротивление, равное волновому (Z r = Z n = Z в ), вся передаваемая электромагнитная анергия полностью поглощается приемником без отражения. В неоднородных линиях и при несогласованных нагрузках в местах электрической несогласованности возникают отраженные волны и часть энергии возвращается к началу линии. Передаваемая энергия при несогласованной нагрузке значительно меньше, чем при согласованной. Отраженные волны приводят к тому, что на входе линии не волновое, а входное сопротивление Z вх . Простой способ измерения реального в.с. кабеля: берёте АЧХ-метр (можно в телеателье Х1-7), включаете его "на себя", туда же подключаете измеряемый кабель. На другом конце кабеля - переменное сопротивление 150 Ом. Смотрите на экран, изменяете сопротивление - при минимуме отраженной волны отпаиваете сопротивление, измеряете его - это и есть волновое сопротивление Вашего кабеля.
Усё! Короче некуда.
73!

[Lopator]

*****
VINT

Спасибо! Разбираюсь

[UA9OC]

.....Вопрос этот мучает меня давно....
Кто-нибудь смог бы простым языком обьяснить что это?

Попробую ...
Волновое сопротивление - это характеристика среды распространения электромагнитной волны. Если для цепи постоянного тока сопротивление элемента есть частное от деления напряжения на его клеммах на ток, протекающий через него, то для электромагнитной волны волновое сопротивление - это частное от деления , скажем так, величины напряжённости электрической составляющей поля к величине напряжённости магнитной составляющей поля . Эта характеристика определяется конструктивными параметрами сечения передающей линии, и больше ни от чего не зависит - ни от длины кабеля, ни от сопротивления нагрузки, ни от выходного сопротивления генератора.
Для коаксиальной линии основные конструктивные параметры - диаметр центрального проводника, внутренний диаметр внешнего проводника и значение диэлектрической постоянной материала заполнителя. Для двухпроводной линии - это диаметры проводов, расстояние между ними и параметры материала, заполняющего пространство между проводниками. Типов линий много. Для каждой из них есть своя формула для расчёта волнового сопротивления, в зависимости от конфигурации электромагнитной волны в соответствующей линии.

Для передачи энергии постоянного тока в нагрузку 50 Ом конфигурация проводников значения не имеет, главное, чтобы сопротивление проводников линии было намного меньше, чем 50 Ом нагрузки. Для передачи высокочастотной энергии в нагрузку 50 ом точно так же необходимо, чтобы омическое сопротивление проводников было как можно меньше, но ещё необходимым условием является равенство волнового сопротивления линии передачи и сопротивления нагрузки. В этом случае через кабель с заданным размером сечения можно передать максимальный уровень мощности с наименьшими потерями.
Волновое сопротивление космического пространства - 377 Ом, если мне не изменяет память.

73! Виктор

[DMJ]

Волновое сопротивление - это отношение напряжения к току в одной синусоидальной электромагнитной волне, распространяющейся по линии в одном направлении. Это не реальное сопротивление (мощность, например, на нем не рассеивается), а всего лишь удобный для расчетов и анализа происходящих процессов параметр.

В частности, условие распространения одной волны в одном направлении есть равенство сопротивления нагрузки линии ее волновому сопротивлению. Если оно не соблюдено, первичная волна порождает вторичную. Ее обычно называют отраженной, поскольку распространяется она в противоположном первичной направлении. Во вторичной волне отношение напряжения к току тоже всегда равно волновому сопротивлению. А вот в сумме прямой и отраженной волн это уже не соблюдается, что и приводит ко всем тем эффектам, которые, бывает, активно обсуждаются на этом форуме.

Все мы привыкли считать, что волновое сопротивление равно корню квадратному из отношения погонной (на единицу длины) индуктивности к такой же емкости линии. На самом деле это упрощенная формула. Полная же учитывает и погонное сопротивление проводов линии, и погонное сопротивление изоляции между ними. Просто на высокой частоте влияние этих факторов на волновое сопротивление настолько мало, что им можно пренебречь.

Но, например, на нулевой частоте (постоянном токе) волновое сопротивление равно корню квадратному из произведения сопротивления проводов на сопротивление изоляции, а в звуковом диапазоне оно очень сильно изменяется в зависимости от частоты (как, кстати, и скорость распространения волны в линии), часто бывает комплексным (как правило, емкостным), пока не придет к значению, указанному в паспорте кабеля. Поэтому, например, 50 Ом для 50-омного кабеля на частоте 1 кГц вовсе не согласованная нагрузка!

[VINT]

Для Lopator : Поищите в Инете книжку Драбкин А. Л., Коренберг Е. Б.
Антенны. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1173)
В ней хорошо и в доступной форме описана физика работы антенн, есть и практические советы.
Ещё один способ измерения волнового сопротивления кабеля можете посмотреть здесь :
http://www.radioland.net.ua/sxemaid-200.html
И уж совсем по детски, без электроники : так как внутренний диаметр оплетки кабеля равен диаметру полиэтиленовой изоляции, волновое сопротивление кабеля можно определить с достаточной степенью точности, вычислив после измерения отношение диаметра полиэтиленовой !!! изоляции к диаметру центральной жилы. Если это отношение находится в пределах от 3, 3 до 3, 7, кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом, если же - в пределах от 6, 5 до 6, 9, волновое сопротивление составляет 75 Ом.

73!

[RN9RF]

...Вопрос этот мучает меня давно...Совершенно непонятно, почему этот термин используется в контектсе согласования (в частности если речь идет о коаксиальном кабеле)...

Может более понятно будет: берем кабель 50 Ом, с одной стороны подключаем к генератору, с другой к нагрузке 50 Ом и каким либо образом (виртуально Hi Hi.) измеряем ток а центральной жиле кабеля в любой точке и так же, каким либо образом, измеряем напряжение центральной жилы по отношению к оплетке в этой же точке. Выразив измеренное напряжение в вольтах, а измеренный ток в амперах поделим значение напряжения на значение тока и получим цифру 50. Если взять другой кабель 75 или 150 омный с соответствующими нагрузками, и проделать вышеперечисленное, то получим цифры 75 и 150 соответственно. А по закону Ома: U/I=R. Вот и "обозвали" определенные свойства кабеля, которые достаточно хорошо описали откликнувшиеся на Ваш вопрос посетители форума в предыдущих сообщениях этой темы - сопротивлением.
Владимир.

[Lopator]

Спасибо огромное всем за ответы! Стало многое понятно!

[ve3kf]

А можно еще проше. Представьте себе, что скажем кабель 50 Ом - труба с постоянным диаметром 50 мм по всей длине. Для согласованной нагрузки нужно соединить к ней другую трубу точно такого же диаметра 50 мм(нагрузка). Труба большего или меньшего диаметра(нагрузка) не состыкуется без потерь скажем воды в трубе. Чем больше потерь в трубе - тем больше КСВ в кабеле. Вот так же и в кабеле, цель - передать мощность по кабелю возможно без потерь.