Wie würde in einem Fall eine Übertragungsleitung mit kontinuierlich variierender Impedanz auftreten?

Okay Leute hier ist es, eine andere Frage der Übertragungsleitung, die mich gestört hat. Ich verstehe den Fall, in dem sich die Impedanz entlang einer Übertragungsleitung abrupt ändert, was zur Reflexion eines Teils (oder sogar des gesamten) Signals führt.

Was mich jetzt eine Weile stört, ist der Fall, dass wir eine Übertragungsleitung haben, deren Impedanz auf vorhersehbare Weise über ihre Länge variiert. Nehmen wir an, wir haben eine Leiterplattenspur, deren charakteristische Impedanz von der physikalischen Breite abhängt. Nehmen wir nun an, dass diese Breite linear zunimmt, wenn sich das Signal darauf bewegt, was zu einer kontinuierlich linearen Änderung der Impedanz führt. Ich gehe davon aus, dass das Signal auch in diesem Fall aber kontinuierlich reflektiert wird! Was ich mir aber nicht vorstellen kann, ist, wie die Reflexion in diesem Fall am sendenden Ende aussehen würde und wie das Signal am empfangenden Ende aussehen würde. Abgesehen davon, wie kann man diese Art von Impedanzfehlanpassung abmildern? Ich nehme an, dass es in diesem Fall schwierig wäre, die richtige Empfängerbeendigung zu erhalten. hmmmmmmm ...

Kontinuierlich variierende Impedanzen werden ständig für die Impedanzanpassung verwendet. Wenn Sie einen sehr kapazitiven Teil einer Kurve haben (z. B. wo sich ein großes Komponentenpad befinden könnte), können Sie einen relativ induktiven Übergang davor oder danach haben, um ihn "auszugleichen".

Was am Ende passieren wird, ist, dass sich die Reflexionen "stapeln", aber anstatt an einem Punkt (einem VSWR-Peak) zu sein, werden sie mäßig verteilt sein. Sie können es sich immer noch diskret vorstellen, aber in kleinen Schritten.

Und denken Sie auch daran, wenn Sie einen kleinen Reflexionspunkt haben, wird jede Rückreflexion danach leicht nach vorne reflektiert und so weiter.

Wie auch immer, die guten Herren unter http://www.microwaves101.com/encyclopedia/klopfenstein.cfm haben immer eine nette, ausführliche Erklärung.

edit: Ich habe deine Frage nicht vollständig beantwortet. "Wie es aussehen würde" hängt ein wenig davon ab, wie Sie es beschreiben. Im Frequenzbereich erhalten Sie wahrscheinlich ein VSWR, das "de-Q'd" ist. Sie werden von einem schönen scharfen Peak im Mittelband zu einer allmählicheren, breiteren Bandantwort übergehen.

Im Zeitbereich ... nun, ich arbeite nicht so viel mit dem Zeitbereich, aber ich würde mir vorstellen, dass Sie eine geringere Amplitude, eine längere Pulsbreite mit "Klingeln" oder Reflexion haben würden.

Was Sie fragen , über eine Übertragungsleitung genannt Kegel .

Im Allgemeinen gibt es keine analytische Lösung zur Beschreibung der Reflexionen. Der Link in Chris Ls Antwort (wenn Sie Klopfensteins Artikel durchgehen) enthält einige Beispiele für bestimmte Konusformen, bei denen etwas gefunden wurde, das einer analytischen Antwort nahe kommt.

Die grundlegende Methode, dies zu untersuchen, besteht darin, sich vorzustellen, die kontinuierliche Verjüngung in mehrere Segmente mit jeweils leicht unterschiedlichem Z ₀ -Wert aufzuteilen . Sie berechnen die Reflexionen bei jeder Diskontinuität und wie sie sich addieren, um die Gesamtreflexions- und Transmissionseigenschaften zu erhalten.

Dann teilen Sie die Verjüngung in immer feinere Schritte auf (mit immer kleineren Diskontinuitäten in Z ₀ ), bis Sie eine ausreichende Annäherung an die kontinuierliche Verjüngung haben. Sie könnten versuchen, die Ergebnisse von Hand zu berechnen, aber es ist viel einfacher, nur ein Computerprogramm dazu zu bringen. Glücklicherweise ist diese Art von Programm ziemlich leicht zu finden - es wird als Finite-Elemente- Simulationsprogramm bezeichnet.

Bitte beachten Sie, dass die Verjüngung sehr effektiv ist und die Gesamtgröße der Reflexion drastisch reduziert. Wie in sclds Zitat gezeigt , ist die Gesamtgröße der Reflexion von einer Verjüngung viel viel geringer als die Gesamtgröße der Reflexion von einer abrupten Diskontinuität.

In diesem Beispiel kann der Reflexionskoeffizient leicht so ausgelegt werden, dass er bei der interessierenden Frequenz <1% beträgt.

Für eine vernünftige Erklärung ist es hilfreich, an Antireflexbeschichtungen zu denken, die in der Optik verwendet werden. In der Optik werden Reflexionen durch eine abrupte "Impedanzfehlanpassung" zwischen zwei Materialien mit nicht angepassten Brechungsindizes verursacht. Eine Antireflexbeschichtung reduziert die Größe der Reflexion erheblich und besteht aus mehreren Schichten mit allmählich ansteigendem Brechungsindex, die zusammen eine Treppenstufen-Annäherung an eine kontinuierliche Verjüngung bilden.