По эпюре напряжения судят о степени согласования линии с нагрузкой. Для этого вводятся понятия коэффициента бегущей волны — k БВ и коэффициента стоячей волны k СВ:
| (17) |
| (18) |
Эти коэффициенты, судя по определению, изменяются в пределах:
 ,
|  .
|
На практике наиболее часто используется понятие коэффициента стоячей волны, так как современные измерительные приборы (панорамные измерители k СВ) на индикаторных устройствах отображают изменение именно этой величины в определенной полосе частот.
Входное сопротивление длинной линии
Входное сопротивление линии — является важной характеристикой, которое определяется в каждом сечении линии как отношение напряжения к току в этом сечении:
| |
| (19) |
Так как напряжение и ток в линии изменяются от сечения к сечению, то и входное сопротивление линии изменяется относительно ее продольной координаты z. При этом говорят о трансформирующих свойствах линии, а саму линию рассматривают как трансформатор сопротивлений. Подробнее свойство линии трансформировать сопротивления будет рассмотрено ниже.
Режимы работы длинной линии
Различают три режима работы линии:
- режим бегущей волны; [7]
- режим стоячей волны; [7]
- режим смешанных волн.
Режим бегущей волны
Режим бегущей волны характеризуется наличием только падающей волны, распространяющейся от генератора к нагрузке. Отраженная волна отсутствует. Мощность, переносимая падающей волной, полностью выделяется в нагрузке. В этом режиме B U = 0, | Г | = 0, k св = k бв = 1[7].
Режим стоячей волны
Режим стоячей волны характеризуется тем, что амплитуда отраженной волны равна амплитуде падающей B U = A U то есть энергия падающей волны полностью отражается от нагрузки и возвращается обратно в генератор. В этом режиме, | Г | = 1, k св = 
, k бв = 0[7].
Режим смешанных волн
В режиме смешанных волн амплитуда отраженной волны удовлетворяет условию 0 < B U < A U то есть часть мощности падающей волны теряется в нагрузке, а остальная часть в виде отраженной волны возвращается обратно в генератор. При этом 0 < | Г | < 1, 1 < k св < , 0 < k бв < 1
Линия без потерь
Рис.6. Эпюры напряжения, тока и входного сопротивления в открытой (разомкнутой) линии
В линии без потерь погонные параметры R 1 = 0 и G 1 = 0. Поэтому для коэффициента распространения γ и волнового сопротивления W получим:
 ;
 .
| (20) |
С учетом этого выражения для напряжения и тока (15) примут вид:
| (21) |
При выводе этих соотношений учтены особенности[8] гиперболических функций[5].
Рассмотрим конкретные примеры работы линии без потерь на простейшие нагрузки.
Разомкнутая линия
В этом случае ток, протекающий через нагрузку равен нулю (I Н = 0), поэтому выражения для напряжения, тока и входного сопротивления в линии принимают вид:
| (22) |
Рис.7. Эпюры напряжений, тока и входного сопротивления в короткозамкнутой линии
На рис.6 эти зависимости проиллюстрированы графически. Из соотношений (22) и графиков следует:
- в линии, разомкнутой на конце, устанавливается режим стоячей волны, напряжение, ток и входное сопротивление вдоль линии изменяются по периодическому закону с периодом λ Л/2;
- входное сопротивление разомкнутой линии является чисто мнимым за исключением точек с координатами z = nλ Л/4, n = 0,1,2,…;
- если длина разомкнутой линии меньше λ Л/4, то такая линия эквивалентна емкости;
- разомкнутая на конце линия длиной λ Л/4 эквивалентна последовательному резонансному на рассматриваемой частоте контуру и имеет нулевое входное сопротивление;
- линия, длина которой лежит в интервале от λ Л/4 до λ Л/2, эквивалентна индуктивности;
- разомкнутая на конце линия длиной λ Л/2 эквивалентна параллельному резонансному контуру на рассматриваемой частоте и имеет бесконечно большое входное сопротивление.
Замкнутая линия
В этом случае напряжение на нагрузке равно нулю (U Н = 0), поэтому напряжение, ток и входное сопротивление в линии принимают вид:
| (23) |
На рис.7 эти зависимости проиллюстрированы графически.
Рис.8. Эпюры напряжения, тока и входного сопротивления в линии, нагруженной на ёмкость
Используя результаты предыдущего раздела, нетрудно самостоятельно сделать выводы о трансформирующих свойствах короткозамкнутой линии. Отметим лишь, что в замкнутой линии также устанавливается режим стоячей волны. Отрезок короткозамкнутой линии, длиной меньше λ Л/4 имеет индуктивный характер входного сопротивления, а при длине λ Л/4 такая линия имеет бесконечно большое входное сопротивление на рабочей частоте[9].
Мкостная нагрузка
Как следует из анализа работы разомкнутой линии, каждой емкости C на данной частоте ω можно поставить в соответствие отрезок разомкнутой линии длиной меньше λ Л/4. Емкость C имеет емкостное сопротивление 
. Приравняем величину этого сопротивления к входному сопротивлению разомкнутой линии длиной l < λ Л/4:
.
Отсюда находим длину линии, эквивалентную по входному сопротивлению емкости C:
.
Зная эпюры напряжения, тока и входного сопротивления разомкнутой линии, восстанавливаем их для линии, работающей на емкость (рис.8). Из эпюр следует, что в линии, работающей на емкость, устанавливается режим стоячей волны.
При изменений емкости эпюры сдвигаются вдоль оси z. В частности, при увеличении емкости емкостное сопротивление уменьшается, напряжение на емкости падает и все эпюры сдвигаются вправо, приближаясь к эпюрам, соответствующим короткозамкнутой линии. При уменьшении емкости эпюры сдвигаются влево, приближаясь к эпюрам, соответствующим разомкнутой линии.
Индуктивная нагрузка
Рис.9. Эпюры напряжения, тока и входного сопротивления в линии, работающей на индуктивность
Как следует из анализа работы замкнутой линии, каждой индуктивности L на данной частоте ω можно поставить в соответствие отрезок замкнутой линии длиной меньше λ Л/4. Индуктивность L имеет индуктивное сопротивление iX Л = iωL. Приравняем это сопротивление к входному сопротивлению замкнутой линии длиной λ Л/4:
.
Отсюда находим длину линии l, эквивалентную по входному сопротивлению индуктивности L:
.
Зная эпюры напряжения, тока и входного сопротивления замкнутой на конце линии, восстанавливаем их для линии, работающей на индуктивность (рис. 9). Из эпюр следует, что в линии, работающей на индуктивность, также устанавливается режим стоячей волны. Изменение индуктивности приводит к сдвигу эпюр вдоль оси z. Причем с увеличением L эпюры сдвигаются вправо, приближаясь к эпюрам холостого хода, а с уменьшением L — влево по оси z, стремясь к эпюрам короткого замыкания.
Активная нагрузка
В этом случае ток и напряжение на нагрузке R Н связаны соотношением U Н = I Н R Н[10]. Выражения для напряжения и тока в линии (21) принимают вид:
| (23) |
Рассмотрим работу такой линии на примере анализа напряжения. Найдем из (23) амплитуду напряжения в линии:
| (24) |
Отсюда следует, что можно выделить три случая:
- Сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению линии R Н = W [6][7]
- Сопротивление нагрузки больше волнового сопротивления линии R Н > W
- Сопротивление нагрузки меньше волнового сопротивления линии R Н < W
В первом случае из (24) следует | U | = U Н, то есть распределение амплитуды напряжения вдоль линии остается постоянным, равным амплитуде напряжения на нагрузке. Это соответствует режиму бегущей волны в линии.