Режим смешанных волн

Режимы бегущих и стоячих волн представляют собой два предельных случая, в одном из которых амплитуда отраженной волны во всех сечениях линии равна нулю, а в другом — амплитуды падающей и отраженной волн во всех сечениях линии одинаковы. В остальных случаях в линии имеет место режим смешанных волн, который можно рассматривать как наложение режимов бегущих и стоячих волн. В режиме смешанных волн энергия, передаваемая падающей волной к концу линии, частично поглощается нагрузкой, а частично отражается от нее, поэтому амплитуда отраженной волны больше нуля, но меньше амплитуды падающей волны.

Как и в режиме стоячих волн, распределение амплитуд напряжений и тока в режиме смешанных волн (рис.10) имеет четко выраженные максимумы и минимумы, повторяющиеся через λ /2. Однако амплитуды тока и напряжения в минимумах не равны нулю.

Рис.10. Распределение амплитуд напряжения (а) и тока (б) вдоль линии в режиме смешанных волн при чисто резистивной нагрузке (R _н > R _в)

Чем меньшая часть энергии отражается от нагрузки, т. е. чем выше степень согласования линии с нагрузкой, тем в меньшей степени выражены максимумы и минимумы напряжения и тока, поэтому соотношения между минимальными и максимальными значениями амплитуд напряжения и тока можно использовать для оценки степени согласования линии с нагрузкой. Величина, равная отношению минимального и максимального значений амплитуды напряжения или тока, называется коэффициентом бегущей волны (КБВ)

КБВ может изменяться в пределах от 0 до 1, причем чем больше К _б, тем ближе режим работы линии к режиму бегущих волн.

Очевидно, что в точках линии, в которых амплитуда напряжения (тока) достигает максимального значения, напряжения (токи) падающей и отраженной волн совпадают по фазе, а там, где амплитуда напряжения (тока) имеет минимальное значение, напряжения (токи) падающей и отраженной волн находятся в противофазе. Следовательно,

Подставляя выражение (8.49) в (8.48) и принимая во внимание, что отношение амплитуды напряжения отраженной волны к амплитуде напряжения падающей волны представляет собой модуль коэффициента отражения линии устанавливаем связь между коэффициентом бегущей волны и коэффициентом отражения:

В линии без потерь модуль коэффициента отражения в любом сечении линии равен модулю коэффициента отражения в конце линии, поэтому коэффициент бегущей волны во всех сечениях линии имеет одинаковое значение: К _б = (1 — |ρ ₂|)/(1 + |ρ ₂|).

В линии с потерями модуль коэффициента отражения изменяется вдоль линии, достигая наибольшего значения в точке отражения (при ). В связи с этим в линии с потерями коэффициент бегущей волны изменяется вдоль линии, принимая в ее конце минимальное значение.

Наряду с КБВ для оценки степени согласования линии с нагрузкой широко используется обратная ему величина — коэффициент стоячей волны (КСВ):

В режиме бегущих воли K _С = 1, а в режиме стоячих воли K _С