Линии передач.
Введение. Типы линий.
Линия передачи (л.п.) – устройство, передающее СВЧ-энергию от одного участка цепи к другому.
Рис.1. 
где ПРД – передатчик, С – смеситель, ПРМ – приемник.
Длинная линия – эта такая линия передачи, для которой выполняется критерий длинной линии. Ее длинна сравнима с длинной волны, передающей СВЧ энергию.
Критерий длинной линии: 
, где 
- длинна волны, l – длинна линии. Если критерий выполняется, значит линия длинная.
Виды линий передач.
| № п\п | Рис | Название | Диапазон |
| Открытая двухпроводная | Длинноволновая часть метрового диапазона (~ 30 МГц) | |
| Открытая четырехпроводная | ||
| Закрытая двухпроводная | Метровый диапазон | |
| Коаксиальная (Co-axial) | Метровый, дециметровый, сантиметровый диапазоны | |
| Прямоугольный волновод | Метровый и дециметровый диапазоны | |
| Круглый волновод | ||
| Полосковая линия | От метров до субмиллиметров |
Все типы линий по конструкции можно поделить на симметричные (1, 2, 3, 5, 6) и не симметричные (4, 7).
Вне зависимости от конструкции любую л.п. можно представить в виде двухпроводной линии с распределенными параметрами.
Эквивалентная схема л.п.
Эквивалентная схема позволяет изобразить любую линию передачи.
Рис.2. 
Для сравнения л.п. между собой вводятся погонные параметры.
; 
; 
; 
- последовательно включенное погонное сопротивление
- параллельно включенная погонная проводимость.
В реальных линиях происходят потери энергии. Это обусловлено наличием R и G. Если потерь в линии нет, она называется идеальной.
Критерий идеальной линии: 
, 
Телеграфное уравнение в дифференциальной форме.
Телеграфное уравнение (ТУ) – это характеристика распределения напряжения, тока и сопротивления вдоль л.п.
Для вывода телеграфных уравнений рассмотрим дифференциально малый участок л.п. и воспользуемся законом Ома.
Рис.3.
Первое телеграфное уравнение:
Физический смысл: падение напряжение на участке dx происходит за счет протеканию тока по последовательно включенному погонному сопротивления Z1.
Второе телеграфное уравнение:
Физический смысл: уменьшение тока на участке dx происходит ха счет его ответвления в параллельно включенную … проводимость Y1.
Телеграфное уравнение обладает преимуществом перестановочной двойственности, которая заключается в том, что для перехода от первого уравнения ко второму достаточно выполнить замену: 
.
Решение телеграфных уравнений.
Для решения ТУ объединим оба уравнения в систему:
Решить ТУ, значит отыскать 
.
C точки зрения физического анализа удобно рассматривать только положительные значения 
.
содержит действительную и мнимую часть для отыскания которой последнее равенство следует возвести в квадрат, затем разделить действительную и мнимую части.
Для идеальной л.п. выполняется критерий идеальной линии, следовательно, выражения для 
значительно упрощаются: 
- волновое число.
С учетом данных величин можно выразить: 
.
Рис.4. 
Полученное выражение можно изобразить графически. Оно будет являться комбинацией гармонического колебания 
и законом изменения его амплитуды. Амплитуда колебаний уменьшается, что свидетельствует о затухании.
В технике СВЧ приняты следующие наименования переменных: 
- коэффициент затухания; - фазовый коэффициент (закон изменения фазы); 
- постоянная распространения.
Волновое сопротивление.
Для отыскания A1; A2; B1; B2 воспользуемся ТУ в дифференциальной форме.
Получим выражение для которого бессмысленны дальнейшие преобразования.
Если целью является выражение конкретной величины:
W – волновое сопротивление, может быть представлена через точные параметры
Из последнего выражения очевидно, что волновое сопротивление зависит от параметров линии и параметров волны. Волновое сопротивление реальной линии является комплексной величиной.
Для идеальной линии передачи выполняется критерий идеальной линии, поэтому: 
- действительная величина, зависящая от реактивных параметров линии передачи, и не зависящая от параметров волны.
Рассмотрим в качестве линии передачи воздушную среду (ее параметры аналогичны параметрам свободного пространства).
Вывод: 1. Волновое сопротивление свободного пространства 
.
2. В свободном пространстве могут распространятся электромагнитные волны, содержащие напряженность электрического и магнитного полей. Направление распространения характеризуется вектором Пойтинга при ортогональном распространении векторов 
.
Рис.5. 
3.
4. Волна типа TEM распространяется в своем пространстве без затуханий. Характер волнового сопротивления – чисто автовное.