Ligne de transmission | C'est 4 Type | C'est des utilisations importantes

Ligne de transmission

Crédit d'image de couverture - Sajad-Hasan AhmadiConnecteurs d'antenne TVCC BY-SA 4.0

Points de discussion: ligne de transport

  • Introduction
  • But de la ligne de transmission
  • Analyse de la ligne de transmission
  • Types de lignes de transmission
  • Applications des lignes de transmission

Introduction à la ligne de transmission

Une ligne de transmission est un câble spécialement conçu pour la transmission de puissance. Il ne conduit que des ondes électromagnétiques vers la charge à basses fréquences de manière guidée.

            La ligne de transmission fonctionne dans le domaine des fréquences micro-ondes et dans le domaine des fréquences radio où la puissance est supposée être une onde électromagnétique. C'est pourquoi si un câble peut guider un signal d'électroaimant, il s'appellera une ligne de transmission.

            La ligne de transmission est le résultat des recherches de James Maxwell, Lord Kelvin et Oliver Heaviside. La faute et les inconvénients du «câble télégraphique de l'Atlantique» et l'invention de l'équation du télégraphe ont ouvert la voie à la ligne.

But de la ligne de transmission

Les câbles ordinaires qui transfèrent l'énergie électrique sont conçus pour conduire le courant à une fréquence CA inférieure. Ils ne peuvent pas transporter d'énergie dans la gamme FR ou au-dessus de 30 kilo hertz car l'énergie est déconnectée au niveau des joints et des connecteurs, et un certain temps n'atteint pas la destination. Ces lignes résolvent ces problèmes. Ils sont construits spécialement pour minimiser les réflexions et la perte de puissance et utilisent également l'adaptation d'impédance pour transporter la puissance.

            Ces lignes sont construites avec une section transversale uniforme. C'est pourquoi ils fournissent une impédance uniforme qui est appelée impédance caractéristique.

Ligne de transmission

Utilisation de la ligne de transmission dans l'antenne

            La longueur d'onde des ondes électromagnétiques devient plus courte à mesure que la fréquence des ondes électromagnétiques augmente. Les lignes de transmission sont cruciales car lorsque la longueur d'onde est suffisamment courte, la longueur du fil contribue au passé de la longueur d'onde.

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Analyse de la ligne de transport

            Nous supposons un modèle à quatre bornes des lignes de transmission pour analyser la construction et le fonctionnement des lignes. Cela équivaut à un circuit à deux ports typique. 

            Nous supposons que le circuit est linéaire, ce qui signifie que la tension complexe à n'importe quel port est relationnelle au courant complexe pour la condition sans réflexion. De plus, nous supposons que deux de ses ports sont transposables.

Caractéristiques impédance de la ligne de transmission

L'impédance caractéristique ou (Z0) est un paramètre essentiel de la ligne. Il peut être défini comme le rapport de l'amplitude de la tension à l'amplitude du courant d'une onde, se déplaçant le long d'une ligne sans réflexion.

L'impédance des caractéristiques contrôle les comportements de la ligne uniquement si la ligne est de longueur uniforme. Généralement, pour les câbles coaxiaux, l'impédance caractéristique a une valeur de cinquante à soixante-dix ohms, et pour une paire de fils déformée, la valeur est de 100 ohms. Pour une paire non torsadée, la valeur est de 300 ohms.

Coefficient de réflexion de la ligne de transmission

Le coefficient de réflexion de la ligne est donné par le rapport de l'amplitude complexe du signal réfléchi au signal entrant. Il est représenté par l'alphabet grec - Г et exprimé par -

Coefficient de réflexion de la ligne de transmission

où V + est la tension complexe de la tension entrante et V- est la tension complexe de l'onde réfléchie.

Il a une relation avec l'impédance de charge et l'impédance caractéristique. L'expression est donnée ci-dessous.

Ligne de transmission

Ici ZL est l'impédance de charge, et Z0 est l'impédance caractéristique.

Le rapport des ondes stationnaires a également une relation avec ce coefficient de réflexion de ligne. La connexion est donnée comme -

Ligne de transmission

La relation entre le rapport d'onde stationnaire et le coefficient de réflexion de la ligne de transmission.

Condition assortie de la ligne de transmission:

Le but d'une ligne de transmission est de fournir la puissance maximale de la source à la charge de destination et de minimiser la réflexion et la perte de puissance. La condition «appariée» peut remplir ce désir. Si l'impédance de charge de la destination est égale ou égale à la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne, alors la ligne atteint la condition «adaptée».

            Au lieu de la condition «appariée», la transmission subit une certaine perte. Comme, perte ohmique. Il y a également une autre perte substantielle qui se produit lorsque cette ligne fonctionne dans des plages de fréquences élevées. La perte est connue sous le nom de perte diélectrique. Ici, les éléments intérieurs de ces lignes, saisissent l'énergie EM et produisent de la chaleur.

            La perte globale de cette ligne est mesurée par l'unité dB / m. Les pertes dépendent de la fréquence du signal, comme mentionné précédemment. Les sociétés de construction de ce produit fournissent généralement un tableau des pertes. Il montre la perte de puissance à différentes fréquences. Si une ligne subit une perte de trois décibels / mètre, la puissance reçue à la charge sera la moitié de la puissance fournie.

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Types de lignes de transmission

 Ceux-ci viennent avec certains types en fonction de sa structure physique et selon les besoins. Certains des types de lignes de transmission essentiels et largement utilisés sont énumérés ci-dessous. Veuillez le parcourir et les découvrir.

Câbles coaxiaux:

C'est l'une des formes de lignes les plus utilisées. Il restreint toute l'onde EM à l'intérieur du câble. Ainsi, les câbles coaxiaux peuvent être pliés, attachés ainsi que tordus dans une certaine mesure sans affecter le fonctionnement.

Câble coaxial

Coupe transversale d'un câble coaxial, crédit d'image: Tkgd2007Coupe du câble coaxialCC BY 3.0

Les ondes EM se propagent en TEM ou en mode électrique et magnétique transversal Pour les applications de la gamme RF. Ici, les champs électriques et magnétiques sont perpendiculaires aux directions de la promulgation. Le champ électrique devient rayonné et le champ magnétique devient circonférentiel.

Si la longueur d'onde de l'onde est plus courte que la circonférence du câble coaxial, alors le TEM est divisé en deux. Les modes sont alors appelés TE ou transverse électrique et TM ou transverse magnétique.

Les câbles coaxiaux ont de larges applications pour les téléviseurs. Il était principalement utilisé pour les téléphones au milieu du XXe siècle.

Lignes de transmission microruban:

Un réseau microruban est essentiellement un minuscule plan conducteur, placé parallèlement à la surface du sol. Il peut être conçu en plaçant un plan métallique fin et plat sur le côté d'un PCB. La surface opposée doit être le plan du sol. L'impédance caractéristique de la ligne de type microruban dépend de cette bande conductrice. La hauteur, la largeur, le coefficient diélectrique de la bande conductrice fournissent l'impédance caractéristique. Un point à retenir que la ligne de type microruban est une structure ouverte tandis que le câble coaxial est fermé.

Champ électrique et magnétique de la ligne de transmission microruban,

Crédit image: Dassault

Lignes de transmission à paires torsadées:

Dans ce type de ligne où des paires de fils sont assemblées pour former une seule chaîne ou un câble, on parle de lignes de transmission à paires emmêlées. Ces types de lignes sont utilisés dans les communications téléphoniques mondiales. En outre, il a été utilisé dans la circulation des données à l'intérieur des bâtiments. Ce type n'est pas économique en raison de ses propriétés.

Image d'un types de paires torsadées. Crédit d'image - étincelle at en.wikipediaPaire torsadéeCC BY-SA 3.0

Quad étoile:

Star quad est une autre formation combinatoire de fils. Il utilise quatre câbles et tous les conducteurs des quatre câbles sont torsadés et assemblés le long de l'axe du câble. Dans cette formation, chaque paire utilise une paire éloignée pour se connecter.

La forme combinatoire du motif torsadé, équilibré et quadripolaire des lignes de transmission présente plusieurs avantages car elle réduit le bruit, en particulier pour une utilisation de niveau de signal court comme les câbles du microphone.

Ligne de transmission

Image descriptive d'un câble quadruple étoile, Source de l'image - étincelle at en.wikipediaDM quadCC BY-SA 3.0

Ce type de ligne a des applications dans la téléphonie à quatre fils, les applications à deux fils.

Il induit également une capacité élevée qui provoque en outre des distorsions et des pertes.

Applications des lignes de transmission | Utilisations des lignes de transmission

Les lignes de transmission présentent plusieurs avantages par rapport aux câbles électriques ordinaires dans des domaines spécifiques. C'est pourquoi il a plusieurs applications. Parlons de certains d'entre eux.

  • Les puissances électromagnétiques sont fournies dans les domaines haute fréquence avec une perte minimale. Les câbles TV et radio pour connecter les antennes sont l'un des exemples les plus connus.
  • Ceux-ci sont également utilisés pour la génération d'impulsions en chargeant et en déchargeant ces lignes. Un exemple significatif de ce type de ligne est - Blumlein Transmission Line. Les radars ont également de multiples applications de ce type.
  • Ceux-ci sont également appliqués dans les filtres stub. Les filtres d'extrémité sont généralement câblés dans une connexion parallèle et transfèrent l'alimentation de la source vers les destinations.

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À propos de Sudipta Roy

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