Що таке хвильовий опір?
Будь-який засіб масової інформації передає сигнал на великі відстані за допомогою електромагнітних хвиль. Одним з властивостей такої хвилі і є хвильовий опір. Хоча характерні одиниці вимірювання опору - Оми, це не «справжнє» опір, яке можна виміряти за допомогою спеціального обладнання, такого як омметр або мультиметр.
Кращий спосіб зрозуміти, що таке хвильовий опір - це уявити собі нескінченно довгий провід, який не створює відображених або зворотних хвиль при навантаженні. Створення змінної напруги (V) в такому колі призведе до появи струму (I). Хвильовий опір (Z) в цьому випадку буде чисельно дорівнює співвідношенню:
Z = V / I
Ця формула справедлива для вакууму. Але якщо мова йде про «реальному просторі», де немає нескінченно довгого дроту, рівняння приймає вид закону Ома для ділянки ланцюга:
R = V / I
Еквівалентна схема розрахунку лінії передач
Для СВЧ інженерів загальним виразом, що визначає хвильовий опір, є:
Z = R + j * w * L / G + j * w * C
Тут R, G, L і С - номінальні довжини хвиль моделі лінії передач. Слід зазначити, що в загальному вигляді хвильовий опір може бути комплексним числом. Важливим уточненням є те, що такий випадок можливий тільки, якщо R або G не дорівнюють нулю. На практиці завжди намагаються досягти мінімальних втрат на лінії передачі сигналу. Тому зазвичай ігнорують внесок R і G в рівняння і, в кінцевому підсумку, кількісне значення хвильового опору приймає дуже маленьке значення.
внутрішній опір
Хвильовий опір присутній навіть якщо немає лінії передачі. Воно пов`язане з поширенням хвиль в будь-який однорідному середовищі. Внутрішній опір є мірою відносини електричного поля до магнітного. Воно розраховується так само, як і в лініях передачі. Припускаючи, що немає «реальної» провідності або опору в середовищі, рівняння зводиться до простої квадратичної формі:
Z = SQRT (L / C)
В цьому випадку індуктивність на одиницю довжини зводиться до проникності середовища, а ємність на одиницю довжини - до діелектричної проникності.
опір вакууму
У просторі відносна проникність середовища і діелектрична проникність завжди постійні. Таким чином, рівняння внутрішнього опору спрощується до рівняння для хвильового опору вакууму:
n = SQRT (m / e)
Тут m - проникність вакууму, а ті - діелектрична проникність середовища.
Значення хвильового опору вакууму є постійною величиною і приблизно дорівнює 120 Піко.
