Направляющие системы передачи электромагнитных сигналов связи

НСП симметричной конструкции
Коаксиальные кабели
Волноводы
Диэлектрические
волноводы

Волоконные световоды
Линии поверхностной волны
Полосковые линии или ленточные кабели

cosϕ=λ/d.
1. Для области сверхвысоких частот, когда f→∞, а длина волны λ→0, тогда ϕ→90˚
2. С уменьшением частоты и приближением ее для конкретной НСП к критическому значению (f→fкр) длина волны λ→d, тогда ϕ→0
3. При соответствии частоты критической (f=fкр) длина волны λ=d и угол ϕ=0

Типы и классы электромагнитных волн.
- Т- основная, поперечно электромагнитная волна;
- Е – электрическая волна;
- Н – магнитная волна;
- ЕН или НЕ – смешанная (гибридная) волна.
Т
Е
Н
ЕН, НЕ

Тип волны характеризуется индексами m и n.
Индекс n указывает на число полных изменений поля по окружности НСП, а индекс m – на число полных изменений поля по диаметру НСП
m=2
n=6

Электромагнитные процессы в двухпроводных цепях связи.
При распространении электромагнитной энергии в двухпроводных цепях возникают следующие явления и эффекты:
- поверхностный эффект;
- эффект близости;
- воздействие на параметры цепи окружающих металлических масс.

1. Поверхностный эффект.
Поверхностный эффект обусловлен действием внутреннего магнитного поля.

2. Эффект близости.
Эффект близости обусловлен действием внешнего магнитного поля.

Сопротивление двухпроводной кабельной цепи
, Ом/км
R = R0 + Rпэ + Rэб + Rм

Индуктивность двухпроводной кабельной цепи
, Гн/км
Емкость двухпроводной цепи
, Ф/км,
L = Lвнеш + Lвнут
Проводимость изоляции кабельных цепей
, См/км,

Вторичными параметрами цепей связи являются волновое сопротивление и коэффициент распространения

Зависимость первичных параметров от частоты тока.
R = R0 + Rпэ + Rэб + Rм
L = Lвнеш + Lвнут

Зависимость первичных параметров от диаметра проводников
R = R0 + Rпэ + Rэб + Rм
L= Lвнеш + Lвнут

Зависимость первичных параметров от расстояния между проводниками
R = R0 + Rпэ + Rэб + Rм
L= Lвнеш + Lвнут

Электрические измерения при определении мест повреждения
1. Определение места повреждения изоляции жил
При определении повреждения изоляции обычно пользуются мостовыми методами.
Если на линии есть исправный провод, то применяют простейшие методы: моста с переменным отношением плеч и моста с постоянным отношением плеч.

При равновесии моста имеем
Тогда Rx – сопротивление поврежденного провода от места измерения до места повреждения:
где - сопротивление цепи, составленной из исправного и поврежденного проводов.
Если сопротивления исправного и поврежденного проводов одинаковы (R1=R2), то, зная сопротивление цепи R и длину линии L, по сопротивлению Rx определяют расстояние до места повреждения:

Г
L
Lx
Rx
R1
R2
R2-Rx
r2
r1
К
1
2
r3
Ключ К в положении 1. Установив нужное соотношение плеч , изменением третьего плеча r3 добиваются равновесия моста. При этом
Тогда
Сопротивление может быть измерено этим же прибором (ключ К в положении 2).

При R1=R2 расстояние до места повреждения по сопротивлению Rх определится:
При n=1
2. Определение места обрыва жил
Место обрыва жил может быть определено по результатам измерения емкости
Так как емкость провода пропорциональна его длине, при определении места обрыва сравнивают емкость оборванного провода с емкостью исправного, а расстояние до места повреждения

где Сх и СL – емкости соответственно оборванного и исправного проводов.
Емкость можно измерять как на переменном, так и на постоянном токе.
На переменном токе измерения производятся на частоте 800 Гц.
Из условия равновесия моста получим

При измерении мостовым методом на постоянном токе при помощи ключа К переключают батарею, добиваясь изменением сопротивления плеч моста минимальных показаний гальванометра.
Расстояние до места повреждения определится по формуле:

При баллистическом методе, сравнивая отклонения гальванометра αх при измерении Сх и αL при измерении СL, получают расстояние до места повреждения
При отсутствии исправного провода измерения производят с двух сторон, при этом получают

При импульсном методе в линию посылаются кратковременные электрические импульсы , которые частично или полностью отражаются от места изменения волнового сопротивление (обрыв, короткое замыкание и т.д.), возвращаются обратно и фиксируются приемной части измерительного прибора.
Зная скорость распространения электромагнитно энергии V и время t с момента посылки импульса и возвращения его обратно, определяют расстояние до места повреждения
Время пробега посылаемого (зондирующего) и отраженного импульсов определяется на экране монитора.