Розрахунок хвильового опору дуже важливий в радіотехніці та електроніці. Знаходження правильного значення цієї величини допомагає визначити дальність максимальної відстані передачі сигналу і підказує, наскільки його треба посилити для отримання кращої якості прийому.
Що таке хвильовий опір?
Будь-який засіб масової інформації передає сигнал на великі відстані за допомогою електромагнітних хвиль. Однією з властивостей такої хвилі і є хвильовий опір. Хоча характерні одиниці виміру опору - Оми, це не "справжній" опір, який можна виміряти за допомогою спеціального обладнання, такого як омметр або мультиметр.
Найкращий спосіб зрозуміти, що такий хвильовий опір - це уявити собі нескінченно довгий дріт, який не створює відображених або зворотних хвиль при навантаженні. Створення змінної напруги (V) в такому ланцюгу призведе до появи струму (I). Хвильовий опір (Z) у цьому випадку буде чисельно дорівнює співвідношенню:Z = V/I
Ця формула справедлива для вакууму. Але якщо мова йде про "реальний простір", де немає нескінченно довгого проводу, рівняння приймає вид закону Ома для ділянки ланцюга:R = V/I
Еквівалентна схема розрахунку лінії передач
Для СВЧ інженерів загальним виразом, що визначає хвильовий опір, є:Z = R + j * w * L/G + j * w * CЗдесь R, G, L і С - номінальні довжини хвиль моделі лінії передач. Слід зазначити, що в загальному вигляді хвильовий опір може бути комплексним числом. Важливим уточненням є те, що такий випадок можливий тільки, якщо R або G не дорівнює нулю. На практиці завжди намагаються досягти мінімальних втрат на лінії передачі сигналу. Тому зазвичай ігнорують внесок R і G в рівняння і, в кінцевому підсумку, кількісне значення хвильового опору приймає дуже маленьке значення.
Внутрішній опір
Хвильовий опір присутній навіть якщо немає лінії передачі. Воно пов 'язане з поширенням хвиль у будь-якому однорідному середовищі. Внутрішній опір є заходом ставлення електричного поля до магнітного. Воно розраховується так само, як і в лініях передачі. Припускаючи, що немає "реальної" провідності або опору в середовищі, рівняння зводиться до простої квадратичної форми:Z = SQRT (L/C) B у цьому випадку індуктивність на одиницю довжини зводиться до проникності середовища, а ємність на одиницю довжини - до діелектричної проникності.
Опір вакууму
У просторі відносна проникність середовища і діелектрична проникність завжди постійні. Таким чином, рівняння внутрішнього опору спрощується до рівняння для хвильового опору вакууму:n = SQRT (m/e) Тут m - проникність вакууму, а е - діелектрична проникність середовища. Значення хвильового опору вакууму є постійною величиною і приблизно дорівнює 120 пікоОм.