Что происходит в конце линии передачи?

Допустим, я хотел создать виджет, содержащий реле для переключения между двумя антеннами. От передатчика идет коаксиальная линия передачи, а две выходят, каждая на отдельную антенну. Внутри находится реле, которое переключает центральный проводник, а экраны оканчиваются металлическим корпусом вокруг реле:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Далее давайте скажем, что это работает на ВЧ, поэтому корпус очень мал по сравнению с минимальной длиной волны, с которой это устройство столкнется при работе.

В точке A имеется разрыв импеданса. Коаксиал был , но внутри он будет чем-то другим. В точке B есть еще один разрыв, когда мы переходим обратно к . Итак, здесь должно быть какое-то отражение волны.$50\Omega$$50\Omega$

Какое влияние это окажет на передатчик? Это приведет к ужасному КСВ или нет? Зачем?

Вероятно, очень незначительный эффект, пока размеры малы. Исходя из левой стороны, будет отражение от точки «А», за которым следует (почти) равное и противоположное повторение от «В». Пока расстояние от 'A' до 'B' мало, эти отражения будут эффективно подавляться.

В качестве примера, скажем, полное сопротивление внутри переключателя составляет 100 Ом. Коэффициент отражения у «А» будет 0,333, а у «В» - -0,333. Если ширина корпуса, скажем, 200 мм, время между этими отражениями будет около 1 нс (очень мало при ВЧ).

Отражения будут продолжать «подпрыгивать» между «A» и «B», и каждый раз, когда будет некоторая энергия, связанная с линией передачи, но они будут происходить на расстоянии 2 нс и будут ослабляться каждый раз из-за внутренних потерь.

Мы можем нарисовать диаграмму отражения, показывающую эффект единичного шага, движущегося по линии. Вертикальная ось представляет время и расстояние по горизонтальной оси. На примерах, приведенных в качестве примера, произойдет некоторый выброс в передатчике, который длится несколько наносекунд. Прошу прощения за любительскую схему!

Редактировать :-

Следуя предложению суперкатера, я добавил еще один эскиз, показывающий результирующие сигналы на источнике и нагрузке. Ширина шага - это время прохождения сигнала через коммутатор и обратно.

Однако, хотя такая диаграмма полезна для понимания происходящего, попытка рассчитать фактическую амплитуду перерегулирования не слишком полезна. Такие эффекты, как конечное время нарастания и спада, множественные отражения внутри переключателя (например, на каждой стороне контакта реле) и другие эффекты, в основном, сгладят теоретические переходы. Я даже не учел затухание в линии и другие потери, а также не оценил фактическое сопротивление реле, которое было бы нетривиальным. В лучшем случае вы можете оценить только худший сценарий.

Учитывая короткие соединения, эффект будет незначительным.

Эмпирическое правило заключается в том, что на линии короче 1/10 длины волны сигнала эффекты линии передачи настолько пренебрежимо малы, что их можно безопасно игнорировать. На ВЧ длина волны будет 10-100 метров, что опять же означает, что если ваш провод короче 1-10 метров (в зависимости от вашей используемой частоты), вы можете спокойно проигнорировать проблему.