Cest je slucaj da u svojoj radio-amaterskoj praksi naidjemo na koaksijalni vod nepoznatih karakteristika, bez oznaka, a preko nam je potreban. Kako je retko kome dostupna skupa oprema za laboratorijsko odredjivanje parametara vodova, pokusao sam da se pozabavim numerickim metodama proracunavanja.
Poprecni presek koaksijalnog voda prikazan je na slici:
pri cemu je da presek unutrasnjeg voda, a db unutrasnji presek spoljasnjeg voda.
Svaki elektricni vod ima svoje primarne i sekundarne parametre i to:
-Primarni parametri:
R-poduzna otpornost, koja raste sa ucestanoscu f zbog skin efekta i efekta bliskosti provodnika koji smanjuju efektivni poprecni presek provodnika.
L-poduzna induktivnost, koja blago opada sa porastom frekvencije, iz gore navedenih razloga.
C-poduzna kapacitivnost, je konstantna velicina i zavisi samo od geometrijskih rasporeda provodnika u prostoru.
G-poduzna odvodnost koja raste sa porastom ucestanosti.
- Sekundarni parametri:
Zc-karakteristicna impedansa i ona fizicki predstavlja odnos napona i struje u bilo kojoj tacki voda.
-
koeficijen prenosa (konstanta prostiranja) pri cemu je:
-konstanta
slabljenja (poduzno slabljenje) [Np/km] i karakterise smanjenje amplitude
napona, struje i snage pri prostiranju elektromagnetne energije duz voda.
-
fazna konstanta [rad/km] i karakterise promenu faze napona, struje i snage po
jedinici duzine voda.
Poduzna otpornost R se racuna po formuli:
-
je specificna otpornost materijala koji je koriscen za izradu koaksjalnog voda.
Kako je najcesce u pitanju bakar, njegova spec. otpornost je 0.01735 [(ohmxmm2)/km].
-
su koeficijenti koji zavise od radne frekvencije i od magnetne permabilbosti
materijala. Oni se racunaju po formuli:
-je
magnetna permabilnost metalnog provodnika i za obojene metale vrednost je 1.
f- je radna frekvencija izrazena u Hz.
Poduzna induktivnost L se racuna po formuli:
Poduzna kapacitivnost C se racuna po formuli:
-
uzima vrednosti od 1.1 do1.5. Ovo je podatak koji se usvaja ako se ne zna njegova prava vrednost.
Poduzna odvodnost G se racuna po formuli:
-
uzima vrednosti od10-4 do 10-3 . Ako se ne zna njena
vrednost uzimamo vecu.
Na osnovu ovih podataka se racuna velicina koja je za nas najinteresantnija, a to je karakteristicna otpornost voda Zc po formuli:
Na osnovu ove formule vidimo da je karakteristicna otpornost voda kompleksna velicina. Argument ove vrednosti nam pokazuje fazni stav napona i struje duz voda. Efektivna vrednost karakteristicne impedanse voda je:
i ova velicina predstavlja odnos efektivnih vrednosti napona i struje duz voda.
Sledeca interesantna velicina je koeficijent prenosa ili konatanta prostiranja i ona je jednaka:
ovo je takodje kompleksna velicina ciji imaginarni i realni deo predstavljaju vec pomenute konstante:
U uslovima koji nas najvise interesuju, a to je prakticna primena vodova, neki od ovih parametara se mogu zanemariti pri izracunavanju, sto znatno uproscuje racun,a ipak daje zadovoljavajuce rezultate. To bi ipak bile varijacije na temu koje su predmet su subjektivnog prihvatanja aproksimacije.
Ovaj clanak sadrzi najelemtarnije sto se moze reci o koaksijalnim vodovima, koji su uz antene, vecita tema radioamaterskih diskusija.
Nastavak sledi...