bagaimana memahami saluran transmisi yang tak tertandingi?
Pada contoh saluran transmisi normal, ditunjukkan kasus-1 pada gambar di bawah ini, jalur sinyal dan jalur kembali sejajar satu sama lain, katakanlah dibutuhkan 1ns untuk merambat sinyal dari sisi kiri ke sisi kanan.
Namun, untuk kasus-2, kedua jalur tidak sejajar satu sama lain, lalu berapa lama waktu yang dibutuhkan sinyal untuk menyebar dari satu ujung ke ujung lainnya? Apakah masih 1ns? apakah arus dalam sinyal dan jalur kembali mencapai akhir pada saat yang bersamaan?
Terima kasih atas jawaban anda.
Jawaban
Jadi pertama-tama ini menjadi jauh lebih mudah untuk memvisualisasikan bagaimana perilakunya jika Anda hanya memutar gambar sedikit seperti ini:
Kita sekarang dapat melihat bahwa untuk sebagian besar panjang TL, kedua kabel seimbang dan setara satu sama lain. Hanya di bagian paling ujung di mana satu kabel sedikit lebih panjang dan menonjol tanpa komponen yang cocok di ujung +. Ini masuk akal ketika Anda menyadari karena penundaan propagasi, sinyal berjalan di sepanjang feedline, sebelum refleksi dikembangkan, tidak tahu apa yang akan terjadi di ujung yang jauh. Jadi itu tidak akan berperilaku berbeda dengan apa yang ada di ujung pada awalnya, setidaknya tidak sampai itu sampai di sana, tetapi kita akan sampai ke sana.
Pada titik ini kita dapat menganggap feedline pada dasarnya adalah garis seimbang di mana permitivitas ruang bebas adalah konstan, seperti juga diameter kawat, satu-satunya bagian yang berubah di sepanjang garis adalah pemisahan garis. Mari kita lihat persamaan untuk impedansi karakteristik dari garis seimbang:
\$Z_0 = \frac{276}{\sqrt{k}} \cdot \log(\frac{d}{r})\$
Di sini \$k\$adalah permitivitas dielektrik (yaitu udara dan sangat dekat dengan 1), \$d\$adalah jarak antar kabel, dan \$r\$adalah jari-jari diameter kawat. Karena dalam pengaturan ini semuanya dipertahankan konstan selain \$d\$ harus segera jelas bahwa sebagai feedline berkembang dari sisi kiri ke sisi kanan impedansi karakteristik akan meningkat secara logaritmik, dengan kata lain, kita memiliki garis seimbang di mana impedansi karakteristik meningkat saat Anda bergerak ke bawah garis.
Sekarang menarik untuk dicatat bahwa jika kita tidak memiliki satu saluran lebih panjang dari yang lain dan kita menggunakan saluran transmisi ini untuk menghubungkan satu saluran seimbang normal (dengan pemisahan tetap) ke saluran lain dengan pemisahan yang berbeda kita sebenarnya akan mendapatkan broadband segmen pencocokan impedansi. Bahkan tidak perlu menghubungkan dua feedline bersama-sama, desain semacam ini dapat digunakan untuk mencocokkan antena feed point juga. Ada video lama yang hebat yang mendemonstrasikan prinsip ini dengan menggunakan gelombang mekanis, meskipun sama dengan gelombang listrik, Anda dapat melihat videonya di sini (Anda harus benar-benar menonton semuanya tetapi saya ditautkan ke bagian persis dari video tempat mereka berdiskusi apa yang baru saja saya sebutkan).
Satu hal lagi yang perlu diperhatikan adalah jika pemisahan kabel menjadi terlalu besar maka garis yang seimbang akan mulai memancar. Pada saat itu, antena ini akan serupa dengan antena dipol vee terbalik . Itu kira-kira akan mulai terjadi jika jarak pemisah yang kita hadapi mulai mendekati jarak yang mirip dengan panjang gelombang frekuensi yang dibawanya. Selama pemisahan garis umpan secara signifikan lebih kecil dari panjang gelombang maka pemisahan garis saja tidak akan menyebabkannya memancar secara signifikan di medan jauh, meskipun seperti garis seimbang biasa hal itu akan dipengaruhi oleh pengaruh di medan dekat, termasuk menjadi digabungkan secara induktif dengan logam di sekitarnya.
Jadi satu-satunya hal yang harus kita pikirkan sekarang adalah setelah sinyal sampai ke ujung kabel yang dipasangkan, bagaimana responsnya terhadap memiliki panjang kabel ekstra yang menggantung di ujungnya. Kami dapat secara efektif bernalar tentang skenario itu dengan mempertimbangkan bagaimana feedline biasa akan merespons jika kabel longgar dengan panjang tertentu yang dipasang hanya pada salah satu kabelnya di ujung yang jauh. Ini secara efektif akan membentuk antena kawat tunggal, tergantung pada panjangnya dan frekuensi sinyal akan menentukan seberapa baik antena itu dan apakah itu akan memancar sama sekali. Jenis antena ini sama sekali tidak umum, sebagian besar radio FM memiliki pengaturan yang sama, namun saluran umpan tidak dirancang dengan buruk seperti biasanya. Jika panjang kabel mendekati panjang gelombang maka kemungkinan akan bertindak seperti antena sampai batas tertentu,jika secara signifikan lebih pendek maka tidak akan. Terlepas dari "feedpoint" efektif antena adalah panjang yang lebih pendek dari dua kabel. Apa yang akan Anda lihat adalah bahwa beberapa bagian dari sinyal insiden akan dipantulkan pada feedpoint ini, sebanding dengan tingkat ketidaksesuaian impedansi dengan kabel antena, dan beberapa bagian dari sinyal akan memancar dari segmen kabel tambahan.
Sekarang biasanya jika seseorang ingin membuat garis seimbang menjadi antena satu kabel (yang akan kita sebut dan antena tidak seimbang) maka cara yang tepat untuk melakukannya adalah dengan balun, yang mengubah garis seimbang menjadi tidak seimbang, biasanya mereka akan dipasang ke tanah bumi yang melayani beberapa tujuan, perlu diingat bahwa bagian lain dari antena yang tidak seimbang adalah tanah, atau counterpoise atau bidang tanah konduktif logam lainnya.
Namun karena pengaturan ini tidak memiliki Balun, yang akan Anda lihat adalah elemen bawah Anda akan memancarkan sebagian energi dan elemen atas tidak. Biasanya balun akan memastikan kedua garis menjaga keseimbangan kekuatan. Ini berarti dalam gelombang yang dipantulkan Anda sekarang akan memiliki situasi yang disebut sinyal mode umum. Dalam situasi itu, bagian dari sinyal seimbang, tetapi bagian mana pun dari salah satu garis yang memiliki kelebihan adalah bagian mode umum. Bagian sinyal yang seimbang akan terus merambat kembali sepanjang jalur transmisi secara normal, di mana sinyal mode umum akan bertindak seolah-olah kabel adalah antena lain, tetapi kali ini antena untuk bagian mode umum dari sinyal adalah keseluruhan. panjang saluran transmisi. Dengan tidak adanya sinyal berlawanan untuk menyeimbangkannya, ini berarti sinyal akan memancar jika kabelnya cukup panjang.