Линия электропередачи с постоянно меняющимся импедансом, как в этом случае возникнет отражение?

Хорошо, ребята, вот еще один вопрос, который беспокоит меня. Я понимаю случай, когда происходит резкое изменение импеданса вдоль линии передачи, которое приводит к отражению части (или даже всего) сигнала.

Теперь, что меня беспокоит на некоторое время, так это случай, когда у нас есть линия передачи, сопротивление которой изменяется предсказуемым образом по всей ее длине. Предположим, что у нас есть трасса печатной платы, характеристический импеданс которой зависит от ее ширины согласно физике. Теперь предположим, что эта ширина линейно увеличивается по мере прохождения по ней сигнала, что приводит к непрерывно линейному изменению его полного сопротивления. Я ожидаю, что сигнал будет отражаться и в этом случае, но постоянно! Но я не могу представить, как будет выглядеть отражение в этом случае на передающей стороне и как будет выглядеть сигнал на приемной стороне. Помимо этого, как можно смягчить этот тип несоответствия импеданса, я полагаю, что получение правильного завершения приемника было бы сложно в этом случае. Hmmmmmmm ...

Непрерывные переменные импедансы все время используются для согласования импедансов. Если у вас есть очень емкостная часть трассы (например, где может быть большой компонентный пэд), вы можете иметь относительно индуктивный переход до или после него, чтобы «сбалансировать» его.

В итоге произойдет то, что отражения будут «складываться», но вместо того, чтобы находиться в одной точке (пик VSWR), они будут умеренно распределены. Вы все еще можете представить это дискретно, но небольшими шагами.

И также помните, что если у вас есть небольшая точка отражения, любое обратное отражение после ТО будет отражено немного ВПЕРЕД, и так далее.

В любом случае, у хороших мужчин на http://www.microwaves101.com/encyclopedia/klopfenstein.cfm всегда есть хорошее подробное объяснение.

редактировать: я не полностью ответил на ваш вопрос. «Как это будет выглядеть» зависит от того, как вы это описываете. В частотной области вы, вероятно, получите VSWR, который является "de-Q'd". Вы перейдете от хорошего острого пика в средней полосе к более постепенному, более широкому отклику полосы.

Во временной области ... ну, я не так много работаю с временной областью, но я бы предположил, что у вас будет более низкая амплитуда, более длительная "звонка" или отражения.

То, о чем вы спрашиваете, называется конусностью линии передачи .

В общем, нет аналитического решения для описания отражений. Ссылка в ответе Криса Л. (если вы перейдете к статье Клопфенштейна) дает некоторые примеры конкретных конусообразных форм, где было найдено что-то близкое к аналитическому ответу.

Основной способ его изучения состоит в том, чтобы представить, как разбить непрерывный конус на несколько сегментов, каждый из которых имеет немного другое значение Z ₀ . Вы рассчитываете отражения на каждом разрыве и как они складываются, чтобы дать общие характеристики отражения и передачи.

Затем вы разбиваете конус на более мелкие ступени (с меньшими и меньшими разрывами в Z ₀ ), пока не получите достаточно хорошее приближение к непрерывному конусу. Вы можете попытаться вычислить результаты вручную, но гораздо проще просто заставить компьютер сделать это. К счастью, такую ​​программу довольно легко найти - она ​​называется программой моделирования конечных элементов .

Обратите внимание, что сужение очень эффективно и значительно уменьшает общую величину отражения. Как показано в цитировании scld , общая величина отражения от конуса намного меньше, чем общая величина отражения от резкого разрыва.

В этом примере коэффициент отражения можно легко рассчитать так, чтобы он составлял <1% на интересующей частоте.

Для объяснения здравого смысла полезно подумать об антибликовых покрытиях, которые используются в оптике. В оптике отражения вызваны резким «рассогласованием импеданса» между двумя материалами с несовпадающими показателями преломления. Антибликовое покрытие значительно уменьшает величину отражения, и способ его работы состоит в том, что оно состоит из нескольких слоев с постепенно увеличивающимся показателем преломления, которые вместе образуют ступенчатое приближение непрерывной конусности.