مدار خط انتقال (Transmission Line Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار خط انتقال (Transmission Line Circuit) :
مدار خط انتقال (Transmission Line Circuit) مداری است که برای مدل سازی و تحلیل رفتار سیگنال ها در خطوط انتقال (مانند کابل کواکسیال، میکرواستریپ، جفت سیم) در فرکانس های بالا استفاده می شود. در فرکانس های پایین، یک سیم ساده را می توان به عنوان یک اتصال کوتاه با مقاومت اهمی ناچیز در نظر گرفت. اما در فرکانس های بالا، طول خط با طول موج سیگنال قابل مقایسه می شود و پدیده هایی مانند تأخیر انتشار (Propagation Delay)، بازتاب (Reflection) و امواج ایستاده (Standing Waves) اهمیت پیدا می کنند. در این شرایط، خط انتقال باید به عنوان یک عنصر توزیع شده با پارامترهای R, L, G, C در واحد طول مدل شود.
پارامترهای اولیه خط انتقال:
⭐ R: مقاومت سری در واحد طول (ناشی از مقاومت هادی ها).
⭐ L: اندوکتانس سری در واحد طول (ناشی از میدان مغناطیسی اطراف هادی ها).
⭐ G: رسانایی موازی در واحد طول (ناشی از تلفات دی الکتریک عایق).
⭐ C: ظرفیت موازی در واحد طول (ناشی از میدان الکتریکی بین هادی ها).
پارامترهای ثانویه:
⭐ امپدانس مشخصه (
\[ Z_0 \]): نسبت ولتاژ به جریان برای یک موج در حال انتشار در یک خط بی نهایت. برای یک خط بدون تلفات،
\[ Z_0 = \sqrt{L/C} \].
⭐ ثابت انتشار (
\[ \gamma \]):
\[ γ = α + jβ \]که α تضعیف و β ثابت فاز است. سرعت فاز
\[ v_p = \omega / \beta \]است.
پدیده های مهم:
⭐ بازتاب (Reflection): اگر یک خط انتقال با امپدانس مشخصه
\[ Z_0 \]به یک بار با امپدانس
\[ Z_L \]ختم شود، قسمتی از موج به سمت منبع بازتاب می شود. ضریب بازتاب
\[ \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \]است.
⭐ نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR): معیاری از عدم تطبیق امپدانس.
\[ VSWR = \frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|} \].
کاربردها:
⭐ طراحی مدارهای RF و مایکروویو.
⭐ تطبیق امپدانس با خطوط λ/4 و استاب.
⭐ مدل سازی کابل ها در فرکانس های بالا.
⭐ طراحی فیلترهای توزیع شده.
