Que se passe-t-il au bout d'une ligne de transmission?

Disons que je voulais créer un widget contenant un relais pour basculer entre deux antennes. Il y a une ligne de transmission coaxiale venant de l'émetteur et deux sortant, chacune vers une antenne séparée. À l'intérieur se trouve un relais qui commute le conducteur central et les blindages se terminent dans une enceinte métallique autour du relais:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Disons en outre que cela fonctionne à HF, donc l'enceinte est très petite par rapport à la longueur d'onde minimale que cet appareil rencontrera en fonctionnement.

Au point A, il y a une discontinuité d'impédance. Le coaxial était de , mais à l'intérieur, ce sera autre chose. Au point B, il y a une autre discontinuité, alors que nous revenons à 50 Ω . Donc, il doit y avoir une réflexion des vagues ici.$50\Omega$$50\Omega$

Quel effet cela aurait-il sur l'émetteur? Cela entraînerait-il un horrible ROS, ou non? Pourquoi?

Probablement très peu d'effet tant que les dimensions sont petites. En venant du côté gauche, il y aura une réflexion du point «A» suivie de près par une réflexion (presque) égale et opposée de «B». Tant que la distance entre «A» et «B» est petite, ces réflexions seront effectivement annulées.

Par exemple, disons que l'impédance à l'intérieur du commutateur est de 100Ω. Le coefficient de réflexion à «A» sera de 0,333 et à «B», il sera de -0,333. Si la largeur de l'enceinte est de 200 mm, le temps entre ces réflexions sera d'environ 1 ns (très faible à HF).

Les réflexions continueront de 'rebondir' entre 'A' et 'B' et chaque fois il y aura de l'énergie couplée dans la ligne de transmission mais celles-ci se produiront à 2ns d'intervalle et seront atténuées à chaque fois en raison de pertes internes.

Nous pouvons dessiner un diagramme de réflexion montrant l'effet d'un pas unitaire se déplaçant sur la ligne. L'axe vertical représente le temps et la distance de l'axe horizontal. Avec les chiffres d'exemple, il y aura un dépassement de l'émetteur de quelques nanosecondes. Veuillez excuser le diagramme amateur!

Modifier :-

Suite à la suggestion de supercat, j'ai ajouté une autre esquisse montrant les formes d'onde résultantes à la source et à la charge. La largeur de pas est le temps d'aller-retour à travers l'interrupteur et à l'arrière.

Cependant, bien que ce type de diagramme soit utile pour avoir un aperçu de ce qui se passe, il n'est pas trop utile de calculer l'amplitude de dépassement réelle. Les effets tels que les temps de montée et de descente finis, les réflexions multiples à l'intérieur du commutateur (par exemple, chaque côté du contact de relais) et d'autres effets lisseront principalement les transitions théoriques. Je n'ai même pas abordé l'atténuation de ligne et les autres pertes, et je n'ai pas non plus estimé l'impédance réelle du commutateur de relais qui serait non triviale. Au mieux, vous ne pouvez estimer qu'un pire scénario.

Compte tenu des connexions courtes, l'effet sera négligeable.

La règle générale est que sur une ligne inférieure à 1/10 de la longueur d'onde du signal , les effets de la ligne de transmission sont si négligeables qu'ils peuvent être ignorés en toute sécurité. À HF, la longueur d'onde serait de 10 à 100 mètres, ce qui signifie que si votre fil est plus court que 1 à 10 mètres (selon votre fréquence exacte utilisée), vous pouvez ignorer le problème en toute sécurité.