Линия Лёхера: принцип измерения длины волны и применение в радиоэлектронике.
Lecher line
Линия Лехера: измерение длины радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ. Простое устройство для определения длины волны с помощью стоячих волн. Разработано Эрнстом Лехером.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В электронике линия Лечера или провода Лечера — это пара параллельных проводов или стержней, которые использовались для измерения длины волны радиоволн, преимущественно на частотах VHF, UHF и СВЧ. Они формируют короткий отрезок сбалансированной линии передачи (резонансный согласованный отрезок). При подключении к источнику радиочастотной мощности, такому как радиопередатчик, радиоволны образуют стоячие волны вдоль их длины. Перемещая проводящую перемычку, соединяющую два провода, вдоль их длины, можно физически измерить длину волны. Австрийский физик Эрнст Лехер, усовершенствовав методы, использовавшиеся Оливером Лоджем и Генрихом Герцем, разработал этот метод измерения длины волны примерно в 1888 году. Линии Лечера использовались как приборы для измерения частоты до тех пор, пока после Второй мировой войны не появились недорогие частотомеры. Они также применялись в качестве компонентов, часто называемых "резонансными отводами", в радиооборудовании VHF, UHF и СВЧ, таком как передатчики, радиолокационные станции и телевизоры, выполняя функции колебательных контуров, фильтров и устройств согласования импеданса. Они используются на частотах между HF/VHF, где применяются сосредоточенные элементы, и UHF/SHF, где более практичны резонаторные полости.
In electronics, a Lecher line or Lecher wires is a pair of parallel wires or rods that were used to measure the wavelength of radio waves, mainly at VHF, UHF and microwave frequencies. They form a short length of balanced transmission line (a resonant stub). When attached to a source of radio frequency power such as a radio transmitter, the radio waves form standing waves along their length. By sliding a conductive bar that bridges the two wires along their length, the length of the waves can be physically measured. Austrian physicist Ernst Lecher, improving on techniques used by Oliver Lodge and Heinrich Hertz, developed this method of measuring wavelength around 1888. Lecher lines were used as frequency measuring devices until inexpensive frequency counters became available after World War 2. They were also used as components, often called "resonant stubs", in VHF, UHF and microwave radio equipment such as transmitters, radar sets, and television sets, serving as tank circuits, filters, and impedance matching devices. They are used at frequencies between HF/VHF, where lumped components are used, and UHF/SHF, where resonant cavities are more practical.
Измерение длины волны
Линия Лешера – это пара параллельных неизолированных проводов или стержней, удерживаемых на точном расстоянии друг от друга. Расстояние между ними не критично, но должно составлять малую долю длины волны – от менее чем сантиметра до более 10 см. Длина проводов зависит от используемой длины волны; линии, применяемые для измерений, обычно имеют длину в несколько длин волн. Равномерное расстояние между проводами делает их линией передачи, проводящей волны с постоянной скоростью, очень близкой к скорости света. Следовательно, длину волны λ можно определить, найдя положение двух последовательных узлов (или антиузлов) и измерив расстояние между ними, а затем умножив его на два. Частоту f волн можно вычислить, исходя из длины волны и скорости волн, которая приблизительно равна скорости света c:
A Lecher line is a pair of parallel uninsulated wires or rods held a precise distance apart. The separation is not critical but should be a small fraction of the wavelength; it ranges from less than a centimeter to over 10 cm. The length of the wires depends on the wavelength involved; lines used for measurement are generally several wavelengths long. The uniform spacing of the wires makes them a transmission line, conducting waves at a constant speed very close to the speed of light. Therefore, the wavelength λ can be determined by finding the location of two successive nodes (or antinodes) and measuring the distance between them, and multiplying by two. The frequency f of the waves can be calculated from the wavelength and the speed of the waves, which is approximately the speed of light c:
Узлы гораздо четче выражены, чем антиузлы, поскольку изменение напряжения с расстоянием вдоль линии достигает максимума в узлах, поэтому для измерения скорости радиоволн используется именно этот метод. Он использовал 13 различных частот в диапазоне от 10 до 30 МГц и получил среднее значение 297 600 км/с, что находится в пределах 1% от современного значения скорости света. Например, усилитель на 432 МГц с двойным тетродом (QQV03 20), описанный Г. Р. Джессопом, использует анодный контур на основе линии Лешера.
The nodes are much sharper than the antinodes, because the change of voltage with distance along the line is maximum at the nodes, so they are used. measurement of the speed of radio waves, using this method. He used 13 different frequencies between 10 and 30 MHz and obtained an average value of 297,600 km/s, which is within 1% of the current value for the speed of light. For instance, the twin tetrode (QQV03 20) 432 MHz amplifier described by G. R Jessop uses a Lecher line anode tank.
Телевизионные тюнеры
Линии Лехера длиной в четверть волны используются в настроечных контурах радиочастотного усилителя и гетеродина современных телевизоров. Выбор различных каналов осуществляется настройкой с помощью варикапов, включенных поперек линии Лехера.
Quarter wave Lecher lines are used for the tuned circuits in the RF amplifier and local oscillator portions of modern television sets. The tuning necessary to select different stations is done by varactor diodes across the Lecher line.