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8.1 ™ÙÔȯ›· Ê˘ÛÈ΋˜ Î·È ËÏÂÎÙÚÔÓÈ΋˜ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ
8.2 ÷ڷÎÙËÚÈÛÙÈο Î·È ·Ó¿Ï˘ÛË ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜
8.3 ∫˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ›
8.4 ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ ËÁ¤˜
8.5 ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÛÙÔȯ›·
253
∫ Â Ê ¿ Ï · È Ô∫ Â Ê ¿ Ï · È Ô 88
¢È‰·ÎÙÈÎÔ› ÛÙfi¯ÔȢȉ·ÎÙÈÎÔ› ÛÙfi¯ÔÈ
ªÂÙ¿ ÙÔ Ù¤ÏÔ˜ ÙÔ˘ ÎÂÊ·Ï·›Ô˘, ÔÈ Ì·ıËÙ¤˜ Ú¤ÂÈ:
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254 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
8.1 ™∆√πÃ∂π∞ ºÀ™π∫∏™ ∫∞π ∏§∂∫∆ƒ√¡I∫∏™ ∆ø¡ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆ø¡
∆· ÌÈÎÚÔ·̷ٷ Â›Ó·È ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ Ô˘ ¤¯Ô˘Ó Ì‹ÎË Î‡Ì·ÙÔ˜, Ï,Ù˘ Ù¿Í˘ ÙÔ˘ ÂηÙÔÛÙÔ‡ ‹ ÙÔ˘ ¯ÈÏÈÔÛÙÔ‡ ÙÔ˘ ̤ÙÚÔ˘ (cm ‹ mm). ∏ fiÏË ÂÚÈÔ-¯‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, fiˆ˜ Â›Ó·È ÂÓÙ·Á̤ÓË Ì¤Û· ÛÙÔ Â˘Ú‡ÙÂÚÔ Ê¿ÛÌ· ÙˆÓ Ë-ÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ, ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔÓ ÈÓ.8.1.
¶›Ó·Î·˜ 8.1 ¶ÂÚÈÔ¯¤˜ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ
1GHz = 109 Hz (GHz: °ÈÁ·-¯¤ÚÙ˙) Î·È 1 Ìm = 10 -6 (Ìm: ÌÈÎÚfiÌÂÙÚÔ)
∞fi ÈÛÙÔÚÈ΋˜ ÏÂ˘Ú¿˜, ÛÙË ‰È¿ÚÎÂÈ· ÙÔ˘ µ’ ·ÁÎÔÛÌ›Ô˘ ÔϤÌÔ˘ Î·È ·Ì¤-Ûˆ˜ ÌÂÙ¿ Ë Ï¤ÍË ÌÈÎÚÔ·̷ٷ ‹Ù·Ó Ù·˘ÙÒÓ˘ÌË Ì ÙÔ ƒ·ÓÙ¿Ú. ∞˘Ùfi ÔÊÂÈÏfiÙ·ÓÛÙÔ ÁÂÁÔÓfi˜ fiÙÈ ÙÔ ƒ·ÓÙ¿Ú ‹Ù·Ó Ë ÚÒÙË ‰È¿Ù·ÍË Ô˘ ¤‰ˆÛ ÛËÌ·ÓÙÈ΋ ÒıËÛËÛÙËÓ ÂÊ·ÚÌÔÁ‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, ·ÊÔ‡ ÔÈ ˘„ËϤ˜ ·˘Ù‹˜ Ù˘ ÂÚÈÔ¯‹˜ Û˘¯ÓfiÙË-Ù˜ ·‡Í·Ó·Ó ÙË ‰È·ÎÚÈÙÈ΋ ÈηÓfiÙËÙ· Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÙËÓ ·ÔÙÂÏÂÛÌ·ÙÈÎfiÙËÙ¿ ÙÔ˘.
¶›Ó·Î·˜ 8.2 ∫ˆ‰È΋ ÔÓÔÌ·Û›· ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ ˙ˆÓÒÓ Î·È ÔÈ ·ÓÙ›ÛÙÔȯ˜ Û˘-¯ÓfiÙËÙ˜
UHF L LS S C
XC X Ku
0.3 - 1.12�1.12 - 1.7�1.7 - 2.6 2.6 - 3.95 3.95 - 5.85�5.85 - 8.2�8.2 12.4�
12.4 - 18.0
¶ÂÚÈÔ¯‹ Û˘¯ÓÔًوÓ
(GHz)
ZÒÓË
K Ka Q U M E F G R
ZÒÓË ¶ÂÚÈÔ¯‹ Û˘¯ÓÔًوÓ
(GHz)
18.0 - 26.5�26.5 - 40.0�33.0 - 50.0�40.0 - 60.0�50.0 - 75.0�60.0 - 90.0�90.0 - 140.0�140.0 - 220.0�220.0 - 325.0
M·ÎÚ¿ ·̷ٷ (LW) MÂÛ·›· ·̷ٷ (MW) BÚ·¯¤· ·̷ٷ (SW) YÂÚ‚Ú·¯¤· ·̷ٷ (VHF) MÈÎÚÔ·̷ٷ MÈÎÚÔ·̷ٷ ¯ÈÏÈÔÛÙÔ̤ÙÚÔ˘ MÈÎÚÔ·̷ٷ ˘Ô¯ÈÏÈÔÛÙÔ̤ÙÚÔ˘ Y¤Ú˘ıÚË ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›·
30 - 300 kHz�300 - 3000 kHz�
3 - 30 MHz� 30 - 300 MHz�0,3 - 30 GHz�30 - 300 GHz�
300 - 3000 GHz�300 - 300.000 GHz
¶ÂÚÈÔ¯‹ Û˘¯ÓÔًوÓ
M‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ Ï
10 -1 Km 1000 - 100 m 100 - 10 m 10 - 1 m
100 - 1 cm 10 - 1 mm 1 - 0,1 mm 104 - 1 Ìm
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 255
∏ ÂÚÈÔ¯‹ ÙÔ˘ Ê¿ÛÌ·ÙÔ˜ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ ¤¯ÂÈ ¯ˆÚÈÛÙ› Û ÌÈÎÚfiÙÂÚ˜ÂÚÈÔ¯¤˜ (˙ÒÓ˜). √È ÔÓÔ̷ۛ˜ Î·È ÔÈ ÂÚÈÔ¯¤˜ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ·˘ÙÒÓ ÙˆÓ ˙ˆÓÒÓ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ÛÙÔÓ ÈÓ. 8.2
∆· ÌÈÎÚÔ·̷ٷ ‰È·‰›‰ÔÓÙ·È ¯ˆÚ›˜ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË ÌfiÓÔ ÛÙÔ ÎÂÓfi. ™ÙËÓ ·ÙÌfi-ÛÊ·ÈÚ· fï˜ Ù· ÌÈÎÚÔ·̷ٷ ˘Ê›ÛÙ·ÓÙ·È ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË. ∏ ÂÍ·Ûı¤ÓÈÛË ·˘Ù‹ ÂË-Ú¿˙ÂÙ·È ÛËÌ·ÓÙÈο ·fi ÙË Û‡ÓıÂÛË Ù˘ ·ÙÌfiÛÊ·ÈÚ¿˜, ÌÈ·˜ Î·È Ù· ÌfiÚÈ· وӉȷÊfiÚˆÓ ·ÂÚ›ˆÓ ·ÔÚÚÔÊÔ‡Ó ÛËÌ·ÓÙÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· ÛÂ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤Ó˜ Û˘¯ÓfiÙË-Ù˜. ™ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ ÙË ÛËÌ·ÓÙÈÎfiÙÂÚË ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË ÚÔη-ÏÔ‡Ó Ù· ÌfiÚÈ· ÙÔ˘ ÓÂÚÔ‡ Î·È ÙÔ˘ Ô͢ÁfiÓÔ˘.
™¯‹Ì· 8.1.1 ∂Í¿ÚÙËÛË Ù˘ ·ÙÌÔÛÊ·ÈÚÈ΋˜ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛ˘ Û ‰È¿ÊÔÚ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ f‹ Ì‹ÎË Î‡Ì·ÙÔ˜ Ï
™ÙÔ Û¯.8.1.1 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È Ë ÂÍ¿ÚÙËÛË Ù˘ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛ˘ (Ë ÔÔ›· ÌÂÙÚ¿Ù·ÈÛ dB/Km) ·fi ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ·. ∂Âȉ‹ ÛÙ· ÌÈÎÚÔ·̷ٷ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ÔÏ‡Û˘¯Ó¿ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ·ÓÙ› Ù˘ Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜, ÛÙÔ ›‰ÈÔ Û¯‹Ì· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·ÈÎ·È Ù· ·ÓÙ›ÛÙÔȯ· Ì‹ÎË Î‡Ì·ÙÔ˜. Ÿˆ˜ Ê·›ÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.1.1, ˘¿Ú¯Ô˘Ó ˙ÒÓ˜fiÔ˘ Ë ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË Â›Ó·È ¤ÓÙÔÓË Î·È “·Ú¿ı˘Ú·” fiÔ˘ Ë ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË Â›Ó·È ÌÈ-ÎÚ‹ Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÂÈÙÚ¤ÂÈ ÙË ¯Ú‹ÛË ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ ÛÙËÓ ·ÙÌfiÛÊ·ÈÚ·. ∆Ô‡ÚÔ˜ οı ·Ú·ı‡ÚÔ˘ ÛËÌÂÈÒÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.1.1.
256 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
∆· ÌÈÎÚÔ·̷ٷ, fiˆ˜ οı ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷, ·Ó·ÎÏÒÓÙ·È Î·È ‰È·-ıÏÒÓÙ·È fiÙ·Ó ÚÔÛ¤ÛÔ˘Ó ÛÙËÓ ÂÈÊ¿ÓÂÈ· ÂÓfi˜ ˘ÏÈÎÔ‡. °È· Ó· Û˘Ì‚Â› ·˘Ùfi, ÙÔ˘ÏÈÎfi Ú¤ÂÈ Ó· ¤¯ÂÈ ‰È·ÊÔÚÂÙÈ΋ ‰ÈËÏÂÎÙÚÈ΋ ÛÙ·ıÂÚ¿ ‹ Ì·ÁÓËÙÈ΋ ‰È·ÂÚ·-ÙfiÙËÙ· ‹ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· Û ۯ¤ÛË Ì ÙÔ ¯ÒÚÔ fiÔ˘ ‹‰Ë ·˘Ùfi ‰È·‰›‰ÂÙ·È. ∆Ô ·Ó·-ÎÏÒÌÂÓÔ Î‡Ì· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ Î·Ù¿ ÙËÓ ·Ó¿ÎÏ·ÛË ·ÏÏ·Á‹ Ê¿Û˘ ¢Ê Ë ÔÔ›· Â-Í·ÚÙ¿Ù·È ·fi ÙËÓ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· ÙÔ˘ ˘ÏÈÎÔ‡. ŒÙÛÈ, ·Ó ÙÔ ˘ÏÈÎfi Â›Ó·È È‰·ÓÈÎfi˜·ÁˆÁfi˜, Ë ‰È·ÊÔÚ¿ Ê¿Û˘ ÌÂٷ͇ ÚÔÛ›ÙÔÓÙÔ˜ Î·È ·Ó·Îψ̤ÓÔ˘ Â›Ó·È 180ÆÂÓÒ ·Ó Â›Ó·È È‰·ÓÈÎfi˜ ÌÔÓˆÙ‹˜ Ë ‰È·ÊÔÚ¿ Ê¿Û˘ Â›Ó·È 0Æ.
™ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ Ï Â›Ó·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌÔ ‹Î·È ÌÈÎÚfiÙÂÚÔ ·fi ÙȘ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ ÂÍ·ÚÙËÌ¿ÙˆÓ Ô˘ ¯ÚËÛÈ-ÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û ¤Ó· ·Îψ̷. §fiÁˆ ÙÔ˘ ÌÈÎÚÔ‡ Ì‹ÎÔ˘˜ ·̷ÙÔ˜, Ô ¯ÚfiÓÔ˜‰È¿‰ÔÛ˘ (propagation time) ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÈÎÒÓ ÛËÌ¿ÙˆÓ, ·fi ¤Ó· ÛËÌÂ›Ô ÙÔ˘ ΢-ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ Û ¤Ó· ¿ÏÏÔ, Â›Ó·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌÔ˜ Ì ÙËÓ ÂÚ›Ô‰Ô ÙˆÓ ÂÓ·ÏÏ·ÛÛÔ̤-ÓˆÓ ÚÂ˘Ì¿ÙˆÓ Ô˘ ¿ÁÔÓÙ·È ÛÙÔ Î‡Îψ̷. ∏ ¯ÚÔÓÈ΋ ηı˘ÛÙ¤ÚËÛË ÏfiÁˆ‰È¿‰ÔÛ˘ ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜ Â›Ó·È ·ÌÂÏËÙ¤· ÌfiÓÔ fiÙ·Ó ÔÈ ·ÔÛÙ¿ÛÂȘ ·Ó¿ÌÂÛ· Û‰‡Ô ÛËÌ›· ÂÓfi˜ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ Â›Ó·È ·ÚÎÂÙ¿ ÌÈÎÚfiÙÂÚ˜ ·fi ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜.
ŒÓ· ¿ÏÏÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Ô˘ ¯·Ú·ÎÙËÚ›˙ÂÈ Ù· Ì˘ÎÚÔ·̷ٷ Â›Ó·È Ë ÛËÌ·ÓÙÈ΋·‡ÍËÛË Ù˘ Û‡ÓıÂÙ˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ ÙˆÓ ·ÎÚÔ‰ÂÎÙÒÓ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ ‰È·Ù¿ÍÂ-ˆÓ, fiˆ˜ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, ·ÓÙÈÛÙ¿ÛˆÓ, ˘ÎÓˆÙÒÓ Î. ·., Ô˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·ÈÛÙÔ Î‡Îψ̷. ∂ÈϤÔÓ, Ù· Ú‡̷ٷ Ô˘ ‰È·ÚÚ¤Ô˘Ó Ù· ‰È¿ÊÔÚ· ÌË ıˆÚ·ÎÈ-Ṳ̂ӷ ̤ÚË ÂÓfi˜ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜, ÙˆÓ ÔÔ›ˆÓ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ Â›Ó·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌÔ Ì ÙÔ Ì‹-ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜, ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏÔ‡Ó ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›· Ì ÌÂÁ¿ÏË Â˘ÎÔ-Ï›·. ŒÙÛÈ ÂÌÊ·Ó›˙ÔÓÙ·È Ê·ÈÓfiÌÂÓ· ·ÓÂÈı‡ÌËÙ˘ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›·˜ Î·È Û˘ÓÂÒ˜·ÓÂÈı‡ÌËÙ˘ Û‡˙¢Í˘ ·Ó¿ÌÂÛ· Û ‰È¿ÊÔÚ· ÛËÌ›· ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜.
ŸÏ· Ù· ·Ú·¿Óˆ ¤¯Ô˘Ó Û·Ó ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙË ÌË ÈηÓÔÔÈËÙÈ΋ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·ÙˆÓ ÎÏ·ÛÈÎÒÓ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ ÂÍ·ÚÙËÌ¿ÙˆÓ, Ô˘ Â›Ó·È Û¯Â‰È·Ṳ̂ӷ ÁÈ· ¯Ú‹ÛËÛ ¯·ÌËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜, Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ™ÙË Ú¿ÍË ·˘Ù¿ Ù· Â-Í·ÚÙ‹Ì·Ù· ‰ÂÓ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ·˘Ù¤˜ ÙȘ ˘„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜.
∏ ÂÚÈÁÚ·Ê‹ Î·È ·Ó¿Ï˘ÛË ÂÓfi˜ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜, ÛÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙË-Ù˜ ‰ÂÓ ÌÔÚ› Ó· Á›ÓÂÈ Ì ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· ‚Úfi¯ˆÓ Ú‡̷ÙÔ˜ Î·È Ù¿ÛÂˆÓ ÌÂٷ͇ÎfiÌ‚ˆÓ. ∞˘Ùfi ¤¯ÂÈ ˆ˜ ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ó· ÌËÓ Â›Ó·È ‰˘Ó·Ù‹ Ë ·Ó¿Ï˘ÛË ÙˆÓ Î˘Îψ-Ì¿ÙˆÓ Ì ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· ÙˆÓ Î·ÓfiÓˆÓ ÙÔ˘ Kirchhof, fiˆ˜ ÁÈÓfiÙ·Ó ÛÙËÓ ÂÚ›Ùˆ-ÛË ÙˆÓ ¯·ÌËÏÒÓ Û˘¯ÓÔًوÓ. ∏ Û ‚¿ıÔ˜ ·Ó¿Ï˘ÛË Á›ÓÂÙ·È Ï¤ÔÓ Ì ÙËÓ Âͤٷ-ÛË ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ Û οı ÛËÌÂ›Ô ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ Î·È ·-·ÈÙ› ηϋ ÁÓÒÛË ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÛÌÔ‡. ŒÙÛÈ, Ù· ÈÛÔ‰‡Ó·Ì· ΢ÎÏÒÌ·Ù· ÂÚÈ-ÁÚ¿ÊÔÓÙ·È, ÂÎÙfi˜ ·fi ÙȘ ∑, À Î·È ∏ (˘‚ÚȉÈΤ˜) ·Ú·Ì¤ÙÚÔ˘˜, ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÒ-ÓÙ·˜ Î·È ·Ú·Ì¤ÙÚÔ˘˜ S ÔÈ Ôԛ˜ ÂÎÊÚ¿˙Ô˘Ó ÙËÓ ·Ó¿ÎÏ·ÛË Î·È ÙË ‰È¤Ï¢ÛËÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ Ì¤Û· ·fi ¤Ó· ·Îψ̷. ∏ ÂÍ¿ÚÙËÛË ÙˆÓ ·-ڷ̤ÙÚˆÓ S ·fi ÙȘ ˘‚ÚȉÈΤ˜ ·Ú·Ì¤ÙÚÔ˘˜ ∏ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔÓ ÈÓ.8.3 Ô˘·ÎÔÏÔ˘ı›.
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 257
¶›Ó·Î·˜ 8.3 ∂Í¿ÚÙËÛË ÙˆÓ ·Ú·Ì¤ÙÚˆÓ S ·fi ÙȘ ∏
∆¤ÏÔ˜, ÁÈ· ¢ÎÔÏfiÙÂÚË ÂÚÈÁÚ·Ê‹ ÙˆÓ ÌÈÁ·‰ÈÎÒÓ Û˘Ó·ÚÙ‹ÛÂˆÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜Î·È ·Ó¿Ï˘Û˘ ‰ÈÎÙ˘ˆÌ¿ÙˆÓ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ÙÔ ËÌÈÂ›Â‰Ô ÙˆÓ ÌÈÁ·‰ÈÎÒÓ ·-ÚÈıÌÒÓ, ÙÔ ÔÔ›Ô Ì ÙÔÓ Î·Ù¿ÏÏËÏÔ ÌÂÙ·Û¯ËÌ·ÙÈÛÌfi Ô‰ËÁ› ÛÙÔÓ ·Ú·Î¿Ùˆ¯¿ÚÙË ÙÔ˘ Smith (Û¯ 8.1.2).
™¯‹Ì· 8.1.2 ÿÚÙ˘ Smith
™ÙÔ ¯¿ÚÙË Smith ÔÈ ¿ÍÔÓ˜ Â›Ó·È Î·ÓÔÓÈÎÔÔÈË̤ÓÔÈ ˆ˜ ÚÔ˜ ÌÈ· ·ÓÙ›ÛÙ·-ÛË ∑0. ™¯Â‰fiÓ ¿ÓÙ· ∑0=50ø ·ÏÏ¿ ÌÔÚ› Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËı› Î·È Î¿ı ¿ÏÏË Â-Èı˘ÌËÙ‹ ÙÈÌ‹. ∫·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜ Ù˘ ‰È·Ì¤ÙÚÔ˘ ÙÔ˘ ¯¿ÚÙË ÙÔÔıÂÙÔ‡ÓÙ·È ÔÈ Ú·Á-
s 11 = h 11 – 1 h 22 + 1 – h 12 h 21
h 11 + 1 h 22 + 1 – h 12 h 21
s 12 = 2 h 12
h 11 + 1 h 22 + 1 – h 12 h 21
s 21 = – 2 h 21
h 11 + 1 h 22 + 1 – h 12 h 21
s 22 = 1 + h 11 1 – h 22 + h 12 h 21
h 11 + 1 h 22 + 1 – h 12 h 21
258 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
Ì·ÙÈÎÔ› ·ÚÈıÌÔ› ÂÓÒ Î·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜ Ù˘ ÂÚÈʤÚÂÈ·˜ ÔÈ Ê·ÓÙ·ÛÙÈÎÔ›. ™Â ÔÔÈ·‰‹-ÔÙ ¿ÏÏË ı¤ÛË ¤¯Ô˘Ì ÌÈÁ·‰ÈÎÔ‡˜ ·ÚÈıÌÔ‡˜. ŒÙÛÈ, ÛÙË ı¤ÛË ÙÔ˘ ÎfiÎÎÈÓÔ˘
·ÎÏÔ˘ ¤¯Ô˘Ì ÙÔ ÌÈÁ·‰ÈÎfi ·ÚÈıÌfi
8.2 Ã∞ƒ∞∫∆∏ƒπ™∆π∫∞ ∫∞π ∞¡∞§À™∏ ∆ø¡ °ƒ∞ªªø¡ª∂∆∞º√ƒ∞™
8.2.1 √È °Ú·Ì̤˜ ªÂÙ·ÊÔÚ¿˜
∆· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο Û‹Ì·Ù· Â›Ó·È Û˘Ó‹ıˆ˜ ËÌÈÙÔÓÔÂȉ‹, ‹ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ıˆ-ÚËıÔ‡Ó ·Ó·Ï˘Ì¤Ó· Û ٤ÙÔÈ·, ηıÒ˜ Û˘Ó›ÛÙ·ÓÙ·È ·fi ËÌÈÙÔÓÔÂȉ‹ ·̷ٷ Ù·ÔÔ›· ‰È·‰›‰ÔÓÙ·È Û ¤Ó· ̤ÛÔ. ∞Ó ıˆڋÛÔ˘Ì ̛· ÂÓ·ÏÏ·ÛÛfiÌÂÓË Ù¿ÛË Ë Ô-Ô›· “‰È·‰›‰ÂÙ·È” ÛÙÔ ÂÛˆÙÂÚÈÎfi, ÁÈ· ·Ú¿‰ÂÈÁÌ·, ÌÈ·˜ Û˘Û΢‹˜, ‡ÎÔÏ· ‰È·-ÈÛÙÒÓÂÙ·È fiÙÈ, ·Ó ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÙÔ˘ ÂÊ·ÚÌÔ˙fiÌÂÓÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜ Û˘ÁÎÚ›ÓÂ-Ù·È Ì ÙȘ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ Ù˘ Û˘Û΢‹˜, ÔÈ ÛÙÈÁÌÈ·›Â˜ ÙÈ̤˜ Ù˘ Ù¿Û˘ Û ‰È·ÊÔÚÂÙÈ-ο ÛËÌ›· Ù˘ ı· ‰È·Ê¤ÚÔ˘Ó ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜. ∆Ô ÁÂÁÔÓfi˜ ·˘Ùfi Ô‰ËÁ› ÛÙÔ Û˘Ì¤-Ú·ÛÌ· fiÙÈ ˘¿Ú¯Ô˘Ó οÔÈ· ÌÂÁ¤ıË ÌÂÙ¿‰ÔÛ˘ Ù· ÔÔ›· ¯·Ú·ÎÙËÚ›˙Ô˘Ó Ù¤-ÙÔÈ· Û˘ÛÙ‹Ì·Ù·, ·ÊÔ‡ ÔÈ ÙÈ̤˜ Ù¿ÛÂˆÓ ‹ Î·È Ú‡̷ÙÔ˜ ‰È·Ê¤ÚÔ˘Ó Î·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ‰È¿‰ÔÛ˘. ∏ ıˆڛ· ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ‹ıËΠÁÈ·ÙË ·ÓÙÈÌÂÙÒÈÛË ·˘ÙÒÓ ÙˆÓ ÚÔ‚ÏËÌ¿ÙˆÓ.
ª›· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È ¤Ó· Û‡ÛÙËÌ· Ô˘ ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È ·fi ˘ÏÈο ̤-ÚË Ù· ÔÔ›· Û¯ËÌ·Ù›˙Ô˘Ó ÌÈ· Û˘Ó¯‹ ‰È·‰ÚÔÌ‹ ÈηӋ Ó· ÌÂٷʤÚÂÈ ÙËÓ ËÏÂ-ÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· ηٿ Ì‹ÎÔ˜ ·˘Ù‹˜. ŒÙÛÈ, fiÙ·Ó ¤Ó· ËÌÈÙÔÓÔÂȉ¤˜ ·̷‰ÈÔ¯ÂÙ‡ÂÙ·È Û ̛· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ì ¿ÂÈÚÔ Ì‹ÎÔ˜, ÙÔ Î‡Ì· ·˘Ùfi ‰È·‰›-‰ÂÙ·È Î·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜.
™¯‹Ì· 8.2.1 ªÔÓ·‰È·›Ô Ì‹ÎÔ˜ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Î·È ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷
∞Ó ¤Ó· Û‹Ì· ÂÊ·ÚÌÔÛÙ› Û ̛· ·Â›ÚÔ˘ Ì‹ÎÔ˘˜, ÔÌÔÈÔÁÂÓ‹ ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·-ÊÔÚ¿˜, ·˘Ù‹ ı· ‰È·ÚÚ¤ÂÙ·È ·fi ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ. ∂Ô̤ӈ˜ ı· ˘-¿Ú¯ÂÈ Ù¿ÛË ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ·ÁˆÁÒÓ ÔÈ ÔÔ›ÔÈ ı· ‰È·ÚÚ¤ÔÓÙ·È Î·È ·fi ·ÓÙ›ÛÙÔȯÔÚ‡̷. ∏ Û˘ÌÂÚÈÊÔÚ¿ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙ÂÙ·È ·Ó¿ÌÂÛ·ÛÙÔ˘˜ ·ÁˆÁÔ‡˜, ηıÒ˜ Î·È ÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ Ô˘ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È Á‡Úˆ ·fi ·˘-
L R
C G
Z 0, fiÔ˘ j = – 1 .
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 259
ÙÔ‡˜, ·›˙ÂÈ Ôχ ÛËÌ·ÓÙÈÎfi ÚfiÏÔ. ŒÓ· ÙÌ‹Ì· Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÔÚ› Ó· ÚÔÛÔÌÔȈı› Ì ¤Ó· ·Ó¿ÏÔ-
ÁÔ Î˘Îψ̷ÙÈÎfi ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ fiˆ˜ Ê·›ÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯. 8.2.1. ∆Ô ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ-Ì· ı· ÂÚȤ¯ÂÈ Ì›· ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Î·È Ì›· ·ÁˆÁ‹ Û ÛÂÈÚ¿, ηıÒ˜ ›Û˘ Î·È Ì›·¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ· Î·È Ì›· ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· ·Ú¿ÏÏËÏ·. ∏ ·ÁˆÁ‹ L ·Ó·Ù‡ÛÛÂÙ·È Â-Âȉ‹ Á‡Úˆ ·fi ÙÔÓ ·ÁˆÁfi Û¯ËÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô ÙÔ ÔÔ›Ô ·ÓÙȉڿÛÙËÓ Ù¿ÛË. ∂Ô̤ӈ˜ Ô ·ÁˆÁfi˜ ¤¯ÂÈ ·˘Ù·ÁˆÁ‹. ∂›Û˘ Ô ·ÁˆÁfi˜ ¤¯ÂÈ ÌÈ·ÂÂÚ·Ṳ̂ÓË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË R, ÔfiÙ ı· Ú¤ÂÈ Ó· ÏËÊı› Î·È ·˘Ù‹ ˘fi„Ë. √È ‰‡Ô·ÁˆÁÔ› ‚Ú›ÛÎÔÓÙ·È Û οÔÈ· ·fiÛÙ·ÛË ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜ Î·È Û¯ËÌ·Ù›˙Ô˘Ó Ì›· ·-Ú¿ÏÏËÏË ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ· C. ∆Ô ‰ÈËÏÂÎÙÚÈÎfi ̤ÛÔ ÙÔ ÔÔ›Ô ‚Ú›ÛÎÂÙ·È ·Ó¿ÌÂÛ·ÛÙÔ˘˜ ‰‡Ô ·ÁˆÁÔ‡˜ ÌÔÚ› Ó· ¤¯ÂÈ ‰ÈËÏÂÎÙÚÈΤ˜ ·ÒÏÂȘ, ÔfiÙ ÎÚ›ÓÂÙ·È ÛÎfi-ÈÌË ÁÈ· ÙËÓ ÂÚÈÁÚ·Ê‹ ÙÔ˘˜ Ë ÂÈÛ·ÁˆÁ‹ ÌÈ·˜ ·Ú¿ÏÏËÏ˘ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜ G.∆Ô Ì¤ÁÂıÔ˜ Î·È Ë ·fiÛÙ·ÛË ÙˆÓ ‰‡Ô ·ÁˆÁÒÓ Ô˘ ··ÚÙ›˙Ô˘Ó ÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·-ÊÔÚ¿˜ ÂËÚ¿˙Ô˘Ó fiϘ ·˘Ù¤˜ ÙȘ ·Ú·Ì¤ÙÚÔ˘˜.
8.2.2 ™‡ÓıÂÙË ∞ÓÙ›ÛÙ·ÛË Î·È ™‡ÓıÂÙË ∞ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·
™Ù· Û˘ÛÙ‹Ì·Ù· ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÔÈ Û¯¤ÛÂȘ ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ‰È·ÊfiÚˆÓ Û˘Óı¤-ÙˆÓ ·ÓÙÈÛÙ¿ÛÂˆÓ ·›˙Ô˘Ó Î·ıÔÚÈÛÙÈÎfi ÚfiÏÔ ÛÙË ‰È¿‰ÔÛË ÙˆÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ. °È· ÙÔÛÎÔfi ·˘Ùfi, Ù· ÛÙÔȯ›· ÂÓ ÛÂÈÚ¿ Î·È ÂÓ ·Ú·Ïϋψ ·Ó·Ï‡ÔÓÙ·È Û Í¯ˆÚÈÛÙ¿ÈÛÔ‰‡Ó·Ì· ΢ÎÏÒÌ·Ù·. °È· ÙÔÓ ÚÔÛ‰ÈÔÚÈÛÌfi Ù˘ Û‡ÓıÂÙ˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Z ‚Ú·-¯˘Î˘ÎÏÒÓÔ˘Ì ٷ ‰‡Ô ¿ÎÚ·, fiˆ˜ ÛÙÔ ·Ú·¿Óˆ ·Îψ̷ ÙÔ˘ Û¯. 8.2.2·, Ô-fiÙ ÌÂÙÚ¿Ì ÌfiÓÔ Ù· ÛÙÔȯ›· Ô˘ ‚Ú›ÛÎÔÓÙ·È ÂÓ ÛÂÈÚ¿.
∏ ¤ÎÊÚ·ÛË ÁÈ· ÙË Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Â›Ó·È:
8.2.1
fiÔ˘ ¶Ú¤ÂÈ Ó· ÛËÌÂÈÒÛÔ˘Ì fiÙÈ ÛÙ· ËÏÂÎÙÚÔÓÈο ÙȘ ÂÚÈÛÛfiÙÂÚ˜ÊÔÚ¤˜ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ÙÔ j Î·È fi¯È ÙÔ i ‰ÈfiÙÈ ÙÔ ÙÂÏÂ˘Ù·›Ô ÌÔÚ› Ó· ·ÓÙÈÛÙÔÈ-¯Â› ÛÙÔ Ú‡̷ Ô˘ ¿ÁÂÈ ¤Ó· Û‹Ì· (‚Ï. “°ÂÓÈο ∏ÏÂÎÙÚÔÓÈο).
∏ Û‡ÓıÂÙË ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· ›ӷÈ:
8.2.12
¶ÏËÚÔÊÔڛ˜ ÁÈ· ÙË Û‡ÓıÂÙË ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· ÌÔÚԇ̠ӷ ¿ÚÔ˘Ì ·Ó ıˆڋ-ÛÔ˘Ì ÙÔ Î‡Îψ̷ ÙÔ˘ Û¯.8.2.2‚. ∆· ÛÙÔȯ›· Ô˘ Â›Ó·È Û˘Ó‰Â‰Â̤ӷ ÂÓ ÛÂÈÚ¿Â›Ó·È ·ÓÔȯٿ ÎÈ, ÂÔ̤ӈ˜, ÌÔÓfi Ù· ·Ú¿ÏÏËÏ· ÛÙÔȯ›· Ï·Ì‚¿ÓÔÓÙ·È ˘fi„Ë.
Y = G + j ˆ C
j = – 1 .
Z = R + j ˆ L
260 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
™¯‹Ì· 8.2.2 (·) ª¤ÙÚËÛË Û‡ÓıÂÙ˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Î·È (‚) Û‡ÓıÂÙ˘ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜
8.2.3 ¶·Ú¿ÌÂÙÚÔÈ ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜
Ÿˆ˜ ›‰·Ì ·Ú·¿Óˆ, Ù· Ù¤ÛÛÂÚ· ÛÙÔȯ›· Ô˘ ··ÚÙ›˙Ô˘Ó ÙÔ ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ·Îψ̷ ¯ˆÚ›˙ÔÓÙ·È Û ‰‡Ô ÔÌ¿‰Â˜, Ì ÛÙÔȯ›· Û ÛÂÈÚ¿ Î·È ÛÙÔȯ›· ÂÓ ·-Ú·Ïϋψ ÚÔÛ‰ÈÔÚ›˙ÔÓÙ·˜ ·ÓÙ›ÛÙÔȯ· ÙËÓ Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Î·È ÙË Û‡ÓıÂÙË·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ∞fi ·˘Ù¿ Ù· ‰‡Ô ÌÂÁ¤ıË ÂÍ¿ÁÔÓÙ·È ‰‡ÔÔχ ÛËÌ·ÓÙÈΤ˜ ·Ú¿ÌÂÙÚÔÈ.
∏ Ì›· ·Ú¿ÌÂÙÚÔ˜ ηÏÂ›Ù·È ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË, ∑0, ηÈ, ÁÈ· οıÂÔÌÔÈÔÁÂÓ‹ ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, ÂÎÊÚ¿˙ÂÙ·È ˆ˜:
8.2.3
∏ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ∑√ Â›Ó·È ·ÓÂÍ¿ÚÙËÙË ÙÔ˘ Ì‹ÎÔ˘˜ Î·È ¤¯ÂÈ ÌÔ-Ó¿‰Â˜ ø. ∂Âȉ‹ Â‰Ò ¤¯Ô˘Ì ÙË ‰È·›ÚÂÛË ‰‡Ô ÌÈÁ·‰ÈÎÒÓ ·ÚÈıÌÒÓ, Ë ∑√ ¤¯ÂÈ Ê¿-ÛË Ë ÔÔ›· Û ¯·ÌËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ÌÔÚ› Ó· Â›Ó·È ÛËÌ·ÓÙÈ΋. ™Â ˘„ËϤ˜ Û˘-¯ÓfiÙËÙ˜ fï˜ Ë Î·Ù¿ÛÙ·ÛË Â›Ó·È ‰È·ÊÔÚÂÙÈ΋. ∞Ó Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ¤¯ÂÈ Û¯ÂÙÈο ÌÈ-ÎÚ¤˜ ·ÒÏÂȘ, Ë ˘„ËÏ‹ ÙÈÌ‹ Ù˘ Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ ˆ ı· ¤¯ÂÈ ˆ˜ ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÔÈ ·-Ú¿ÌÂÙÚÔÈ R Î·È G Ó· Â›Ó·È ·ÌÂÏË٤˜, Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ë Ê¿ÛË Ó· Â›Ó·È Ô˘ÛÈ·ÛÙÈ-ο Ìˉ¤Ó. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ·˘Ù‹, Ù¿ÛË Î·È Ú‡̷ Â›Ó·È Û˘ÌÊ·ÛÈο. ∏ ¯·Ú·ÎÙË-ÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÙfiÙ Á›ÓÂÙ·È:
Z 0 =Z
Y=
R + j ˆ L
G + j ˆ C
L
∑
µÚ·¯˘Î‡Îψ̷ R
C G
L µÚ·¯˘Î‡Îψ̷
À
R
(·)
(‚)
C G∞ÓÔÈÎÙfi ·Îψ̷
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 261
8.2.4
∏ ¿ÏÏË ·Ú¿ÌÂÙÚÔ˜ ηÏÂ›Ù·È ÛÙ·ıÂÚ¿ ‰È¿‰ÔÛ˘, Á, Î·È ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â-͛ۈÛË :
8.2.5
∏ ÛÙ·ıÂÚ¿ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È ¤Ó·˜ ÌÈÁ·‰ÈÎfi˜ ·ÚÈıÌfi˜, ÔfiÙ ÁÂÓÈο ı· ÂÎÊÚ¿-˙ÂÙ·È ˆ˜:
8.2.6
fiÔ˘ Ë · ηÏÂ›Ù·È ÛÙ·ıÂÚ¿ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛ˘ Î·È Ë ‚ ηÏÂ›Ù·È ÛÙ·ıÂÚ¿ ÌÂÙ·ÙfiÈÛ˘
Ê¿Û˘. √È ÌÔÓ¿‰Â˜ Ù˘ ÛÙ·ıÂÚ¿˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È “·Ó¿ ÌÔÓ¿‰· Ì‹ÎÔ˘˜” (m-1).ŒÙÛÈ, Û ̛· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ô˘ ¤¯ÂÈ ·ÒÏÂȘ ÌÔÚԇ̠ӷ ˘ÔÏÔÁ›-
ÛÔ˘Ì ÙËÓ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË Ì¤Ûˆ Ù˘ ÛÙ·ıÂÚ¿˜ ·. ŸÙ·Ó Â›Ó·È ÁÓˆÛÙ‹ Ë ÙÈÌ‹ Ù˘ÛÙ·ıÂÚ¿˜, ÌÔÚԇ̠ӷ ˘ÔÏÔÁ›ÛÔ˘Ì ÙȘ Û˘ÓÔÏÈΤ˜ ·ÒÏÂȘ ÁÈ· ÙË ÁÚ·ÌÌ‹ÔÏÏ·Ï·ÛÈ¿˙ÔÓÙ·˜ ÙË ÛÙ·ıÂÚ¿ Ì ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜. ∏ ÛÙ·ıÂÚ¿ ‚ ÚÔ-ÛʤÚÂÈ ¤Ó· ̤ÙÚÔ Ù˘ ÁˆÓ›·˜ ηٿ ÙËÓ ÔÔ›· ÌÂÙ·ÙÔ›˙ÂÙ·È Ë Ê¿ÛË ÙÔ˘ ·̷-ÙÔ˜ fiÙ·Ó ÙÔ Î‡Ì· ‰È·‰›‰ÂÙ·È Ì¤Ûˆ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜.
8.2.4 ¶ÚfiÛÙˆÛË Î·È ·Ó¿ÎÏ·ÛË Î‡Ì·ÙÔ˜
∏ Ù¿ÛË Ô˘ ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È Û ̛· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÔÚ› Ó· ÁÚ·Ê› Û ÂÎıÂ-ÙÈ΋ ÌÔÚÊ‹ ˆ˜:
8.2.7
fiÔ˘ V1p Â›Ó·È Ë Ù¿ÛË ÎÔÚ˘Ê‹˜. ∆Ô Ú‡̷, ÂÔ̤ӈ˜, Ô˘ ‰È·ÚÚ¤ÂÈ ÙË ÁÚ·ÌÌ‹ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÔÚ› Ó· ÁÚ·Ê› Ì ·ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ô ÙÚfiÔ:
8.2.8
∏ ÌÈÁ·‰È΋ ÌÔÚÊ‹ ·Ó··Ú¿ÛÙ·Û˘, ·ÓÙ› Ù˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔ›ËÛ˘ ÙˆÓ ËÌÈÙfi-ÓˆÓ, ÁÈ· ÙȘ ÂÓ·ÏÏ·ÛÛfiÌÂÓ˜ Ù¿ÛÂȘ Î·È Ú‡̷ٷ ‰È¢ÎÔχÓÂÈ ÛËÌ·ÓÙÈο ÙËÓ ·-ÓÙÈÌÂÙÒÈÛË Î·È Ï‡ÛË ÙˆÓ ÚÔ‚ÏËÌ¿ÙˆÓ ÛÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ∞Ó ÌÈ· Ù¿-ÛË ÂÊ·ÚÌÔÛÙ› ÛÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙfiÙ ı· ‰È·‰Ôı› ¤Ó· ·̷ ηٿ Ì‹ÎÔ˜Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜. ∏ ÌÔÚÊ‹ Ù˘ Ù¿Û˘ ÁÚ¿ÊÂÙ·È:
I1
= I1p
ej t
V1
= V1p
ej t
Á = · + j ‚
Á = ZY = R + j ˆ L ⋅ G + j ˆ C
Z 0 =L
C
262 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
8.2.9
™¯‹Ì· 8.2.3 °Ú·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÂÚÌ·ÙÈṲ̂ÓË ÌÂ Ù˘¯·›· ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘
∏ ÂÍ.8.2.9 ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ ÙÔÓ ·Ú¿ÁÔÓÙ· ÂÍ·Ûı¤ÓÈÛ˘ Î·È ·ÏÏ·Á‹˜ Ê¿Û˘ηٿ ÙË ‰È¿‰ÔÛË ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜ ̤۷ ·fi ÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ∆Ô ·ÓÙ›ÛÙÔȯÔÚ‡̷ Ô˘ ı· ‰È·ÚÚ¤ÂÈ ÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ı· ›ӷÈ:
8.2.10
™ÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· ıˆÚԇ̠fiÙÈ Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ‰ÂÓ ¤¯ÂÈ ¿ÂÈÚÔ Ì‹ÎÔ˜. ∞˘Ùfi ÛËÌ·›ÓÂÈfiÙÈ Û οÔÈÔ ÛËÌÂ›Ô Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì ̛· ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ ∑L, fi-ˆ˜ Ê·›ÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯. 8.2.3.
∞Ó Ë ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ ZL, ‰ÂÓ Â›Ó·È ›ÛË Ì ÙË ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛËÙ˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, ÙfiÙ ÛÙÔ ÊfiÚÙÔ ‰ÂÓ ı· ·ÔÚÚÔÊËı› fiÏË Ë ÂÓ¤ÚÁÂÈ·Ô˘ ‰È·‰›‰ÂÙ·È Î·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ Î·È ¤Ó· ̤ÚÔ˜ Ù˘ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ ÙÔ˘ ·̷-ÙÔ˜ ı· ·Ó·ÎÏ·ÛÙ›. ∂Ô̤ӈ˜, ÛÙÔ ÊfiÚÙÔ, ÁÈ· ÙËÓ Ù¿ÛË Î·È ÙÔ Ú‡̷ ı· ÈÛ¯‡-Ô˘Ó ÔÈ ÂÍ‹˜ ÂÍÈÛÒÛÂȘ:
8.2.11
fiÔ˘ Ù· ÌÂÁ¤ıË V1 Î·È I1 ·ÓÙÈÛÙÔÈ¯Ô‡Ó ÛÙÔ ÚÔÛ›ÙÔÓ Û‹Ì· Î·È V2 Î·È π2 ÛÙÔ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ. √È ·Ú·¿Óˆ ÂÍÈÛÒÛÂȘ Â›Ó·È ÌÈÁ·‰ÈΤ˜ Î·È ÚÔ·ÙÔ˘Ó ·fiÙËÓ Ï‡ÛË ÙˆÓ ÂÍÈÛÒÛÂˆÓ Maxwell ÛÙËÓ ÂÈÊ¿ÓÂÈ· ·Ó¿ÎÏ·Û˘, ‰ËÏ·‰‹ ÛÙÔ˘˜ ·-ÎÚÔ‰¤ÎÙ˜ ÙÔ˘ ÊfiÚÙÔ˘.
∏ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
I L = I 1 – I 2 =V1
Z 0
–V2
Z 0
VL = V1 + V2
I = I1
eÁ
L R
C G
V = V1
eÁ
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 263
8.2.12
∂Âȉ‹ ÙÔ ÚÔÛ›ÙÔÓ Î·È ÙÔ ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ Î‡Ì· ‰È·‰›‰ÔÓÙ·È Î·Ù¿ Ì‹ÎÔ˜Ù˘ ›‰È·˜ ÁÚ·ÌÌ‹˜, Ô˘ ¤¯ÂÈ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Z0, ÌÔÚԇ̠ӷ ÁÚ¿-„Ô˘ÌÂ:
8.2.13
∞fi ÙȘ ·Ú·¿Óˆ ÂÍÈÛÒÛÂȘ ηٷϋÁÔ˘Ì ÛÙËÓ:
8.2.14
∞˘Ù‹ ‰Â›¯ÓÂÈ fiÙÈ Ù· Ï¿ÙË Î·È ÔÈ Ê¿ÛÂȘ Î·È ÙˆÓ ‰‡Ô Î˘Ì¿ÙˆÓ Î·ıÔÚ›˙Ô-ÓÙ·È ·fi ÙËÓ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ Ô˘ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÈ ÙË ÁÚ·ÌÌ‹.
™Â ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÔÚ›˙ÂÙ·È ¤Ó·˜ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ °, Ô ÔÔ›-Ô˜ ÂÎÊÚ¿˙ÂÈ ÙÔ ÔÛÔÛÙfi ÙÔ˘ ÚÔÛ›ÙÔÓÙÔ˜ Û‹Ì·ÙÔ˜ Ô˘ ·Ó·ÎÏ¿Ù·È ÏfiÁˆ Ù˘·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ ZL. ∂Ô̤ӈ˜ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ ı· ›ӷÈ:
8.2.15
fiÔ˘ ∂1 Î·È ∂2 Â›Ó·È ÙÔ ÚÔÛ›ÙÔÓ Î·È ÙÔ ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ Î‡Ì·, ·ÓÙ›ÛÙÔȯ·. √Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ ·›ÚÓÂÈ ÙÈ̤˜ ÌÂٷ͇ 0 Î·È 1. ŸÙ·Ó Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ÙÂÚÌ·Ù›-˙ÂÙ·È ÛÙË ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Ù˘ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË, ÙfiÙ ÚÔÊ·ÓÒ˜ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿-ÎÏ·Û˘ Â›Ó·È Ìˉ¤Ó. ∂ÈϤÔÓ, ÛÙË ·Ú·¿Óˆ ¤ÎÊÚ·ÛË ÂÚȤ¯ÔÓÙ·È ÏËÚÔÊÔ-ڛ˜ ÁÈ· ÙÔ Ì¤ÙÚÔ Î·È ÙË Ê¿ÛË ÙÔ˘ °, ÔfiÙÂ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ ı· ›ӷÈÌÈÁ·‰È΋ ÔÛfiÙËÙ·.
ª›· ÈÛÔ‰‡Ó·ÌË ¤ÎÊÚ·ÛË ÁÈ· ÙÔ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ °, Ë ÔÔ›· ÂÚȤ¯ÂÈ ÙȘ Û‡ÓıÂÙ˜·ÓÙÈÛÙ¿ÛÂȘ ZL Î·È ∑0, ›ӷÈ:
8.2.10
√ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ Â›Ó·È Ìˉ¤Ó fiÙ·Ó Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÂÚÌ·Ù›-˙ÂÙ·È Û ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ›ÛË ÚÔ˜ ÙË ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Ù˘. ∞Ó Ë ·ÓÙ›ÛÙ·ÛËÊfiÚÙÔ˘ Â›Ó·È Ìˉ¤Ó (‚Ú·¯˘Î‡Îψ̷) ‹ ¿ÂÈÚË (·ÓÔÈÎÙfi ·Îψ̷) ÙfiÙÂ Ô Û˘-ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ Á›ÓÂÙ·È –1 ‹ 1 ·ÓÙ›ÛÙÔȯ·. ∆Ô ÚfiÛËÌÔ (-) ‰ËÏÒÓÂÈ ·ÏÏ·-Á‹ Ê¿Û˘ ηٿ ÙËÓ ·Ó¿ÎÏ·ÛË.
° =Z L – Z 0
Z L + Z 0
° =E 2
E 1
V2
V1
=Z L – Z 0
Z L + Z 0
V1
I 1
=V2
I 2
= Z 0
Z L =VL
I L
264 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ŸÙ·Ó ·Ó·ÎÏ¿Ù·È ¤Ó· ·̷ ÙfiÙ ÙÔ ÚÔÛ›ÙÔÓ Î‡Ì· Û˘Ì‚¿ÏÏÂÈ Ì ÙÔ ·Ó·-ÎÏÒÌÂÓÔ Î·È ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È ¤Ó· ÛÙ¿ÛÈÌÔ Î‡Ì·. ∆· ̤ÁÈÛÙ· Î·È ÂÏ¿¯ÈÛÙ· ÙÔ˘ÛÙ¿ÛÈÌÔ˘ ·̷ÙÔ˜ ı· ÂÍ·ÚÙÒÓÙ·È ·fi ÙÔ Ï¿ÙÔ˜ ÙÔ˘ ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ˘ ·̷ÙÔ˜ Â-ÓÒ Ë ı¤ÛË ÙÔ˘˜, Û ۯ¤ÛË Ì ÙË ı¤ÛË Ù˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ ÊfiÚÙÔ˘, ı· ÂÍ·ÚÙ¿Ù·È ·fiÙËÓ ·ÏÏ·Á‹ Ê¿Û˘ Ô˘ ÂÈÛ¿ÁÂÙ·È Î·Ù¿ ÙËÓ ·Ó¿ÎÏ·ÛË (Û¯.8.2.4).
™¯‹Ì· 8.2.4 ª¤ÁÈÛÙ· Î·È ÂÏ¿¯ÈÛÙ· ÛÙ¿ÛÈÌÔ˘ ·̷ÙÔ˜ ·fi ·Ó¿ÎÏ·ÛË
ŒÓ·˜ Â˘Ú‡Ù·Ù· ‰È·‰Â‰Ô̤ÓÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ÚÔÛ‰ÈÔÚÈÛÌÔ‡ ÙÔ˘ ÛˆÛÙÔ‡ ÙÂÚÌ·ÙÈ-ÛÌÔ‡ ÌÈ·˜ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È Ô ˘ÔÏÔÁÈÛÌfi˜ ÙÔ˘ VSWR (ÏfiÁÔ˜ ÛÙ¿ÛÈ-ÌÔ˘ ·̷ÙÔ˜ Ù¿Û˘). ∆Ô VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) Â›Ó·È Ô ÏfiÁÔ˜ÙˆÓ ÌÂÁ›ÛÙˆÓ Î·È ÂÏ·¯›ÛÙˆÓ Ù¿ÛÂˆÓ Ô˘ ÌÂÙÚÒÓÙ·È ÛÙÔ ÛÙ¿ÛÈÌÔ Î‡Ì· ηٿ̋ÎÔ˜ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ Î·È ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.2.17
∆Ô VSWR ÌÔÚ› Ó· ÂÎÊÚ·ÛÙ› Î·È Ì ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· ÙÔ˘ ̤ÙÚÔ˘ ÙÔ˘ Û˘ÓÙÂÏÂ-ÛÙ‹ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ |°| ηٿ ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.2.18
∞fi ·˘Ùfi ÙÔÓ Ù‡Ô Û˘Ó¿ÁÂÙ·È fiÙÈ fiÙ·Ó ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ ·Ó¿ÎÏ·ÛË ÙÔ VSWRÂ›Ó·È ÌÔÓ¿‰· Î·È ·˘Í¿ÓÂÙ·È fiÛÔ ·˘Í¿ÓÂÈ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘. ŸÙ·Ó ÔÛ˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ Á›ÓÂÈ ÌÔÓ¿‰· ÙÔ VSWR Ù›ÓÂÈ ÛÙÔ ¿ÂÈÚÔ.
ªÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ 50ø ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì ÌÈ· ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË 70ø. ¡· ˘ÔÏÔÁ›-ÛÂÙ ÙÔ VSWR.
¶·Ú¿‰ÂÈÁÌ· 8.2.1
VSWR = Û =1 + °
1 – °
VSWR = Û =E max
E min
Emax
Emin
E
x
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 265
§‡ÛË
∂Âȉ‹ Ë ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ Â›Ó·È ˆÌÈ΋ ÙÔ ° ı· Â›Ó·È Ú·ÁÌ·ÙÈÎfi˜ ·ÚÈıÌfi˜, ›-ÛÔ˜ ÌÂ
ÕÚ· ÙÔ VSWR ı· ›ӷÈ
™Â ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, Ë ÔÔ›· ‰ÂÓ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È ÛˆÛÙ¿, ÌÂÙÚ¿ÌÂEmax=2.5Volt Î·È Emin=0.2Volt. ¡· ˘ÔÏÔÁ›ÛÂÙ ÙÔ VSWR.
§‡ÛË
To VSWR ı· ›ӷÈ
ªÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì ˆÌÈÎfi ÊÔÚÙ›Ô. ªÂÙ¿ ·fi ÌÂÙÚ‹ÛÂȘ ˘-ÔÏÔÁ›˙Ô˘Ì ÙÔ VSWR Î·È ‚Ú›ÛÎÔ˘Ì fiÙÈ Â›Ó·È 8. ¡· ÚÔÛ‰ÈÔÚ›ÛÂÙ ÙËÓ ·ÓÙ›-ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ ·Ó Ë ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ›ӷÈ50ø.
§‡ÛË
∫·Ù’ ·Ú¯‹Ó ˘ÔÏÔÁ›˙Ô˘Ì ÙÔ Ì¤ÙÚÔ ÙÔ˘ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ·Ó¿ÎÏ·Û˘. ∞fi ÙËÓÂÍ.8.2.18 ‚Ú›ÛÎÔ˘ÌÂ
° =1 – Û
1 + Û=
1 – 8
1 + 8= 0.778
¶·Ú¿‰ÂÈÁÌ· 8.2.3
VSWR = Û =E max
E min
=2.5
0.2= 12.5
¶·Ú¿‰ÂÈÁÌ· 8.2.2
VSWR = Û =1 + °
1 – °=
1 + 0.167
1 – 0.167= 1.4
° =Z L – Z 0
Z L + Z 0
=70 – 50
70 + 50=
20
120= 0.167
266 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
∂Âȉ‹ Ë ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ Â›Ó·È ˆÌÈ΋, ÙfiÙÂ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ ı· ›-Ó·È Ú·ÁÌ·ÙÈÎfi˜ ·ÚÈıÌfi˜ Î·È fi¯È ÌÈÁ·‰ÈÎfi˜. ∂ÈϤÔÓ ÂÂȉ‹ Ô ˘ÔÏÔÁÈÛÌfi˜ÙÔ˘ VSWR ÂÚȤ¯ÂÈ ÙÔ Ì¤ÙÚÔ ÙÔ˘ ° ı· Ú¤ÂÈ Ó· ÂÍÂÙ¿ÛÔ˘Ì ‰‡Ô ÂÚÈÙÒÛÂȘ°>0 Î·È °<0.
∞) °>0 ÙfiÙ ÈÛ¯‡ÂÈ °=|°| Î·È ·fi ÙËÓ ÂÍ.8.2.16 ‚Ú›ÛÎÔ˘ÌÂ
µ) °<0 ÙfiÙ ÈÛ¯‡ÂÈ °=-|°| Î·È ·fi ÙËÓ ÂÍ.8.2.16 ‚Ú›ÛÎÔ˘ÌÂ
8.2.4 ∆ÚfiÔÈ (modes) ‰È¿‰ÔÛ˘ ÛÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜
∆· ËÏÂÎÙÚÈο Î·È Ù· Ì·ÁÓËÙÈο ‰›· Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙ÔÓÙ·È ÏfiÁˆ Ù˘ Ù¿Û˘ ηÈÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ Û ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È Î·È ·˘Ù¿ ÂÚÈÔ‰Èο. ŸÙ·Ó ·˘Í¿-ÓÔ˘Ì ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ·, ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÙÔ˘ ‰È·‰È‰fiÌÂÓÔ˘ ·̷ÙÔ˜ ÂÏ·ÙÙÒÓÂ-Ù·È Î·È Á›ÓÂÙ·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌÔ Ì ÙȘ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ∞˘Ùfi ¤-¯ÂÈ Û·Ó ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙÔ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ Ó· ÌÔÚ› Ó· ‰È·‰Ôı› Ì Â-ÚÈÛÛfiÙÂÚÔ˘˜ ÙÔ˘ ÂÓfi˜ ÙÚfiÔ˘˜ ÛÙË Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ∞Ó Ë Û˘-¯ÓfiÙËÙ· ‰È¿‰ÔÛ˘ Á›ÓÂÈ ¿ÂÈÚË ÙfiÙ ı· ˘¿ÚÍÂÈ ¿ÂÈÚÔ˜ ·ÚÈıÌfi˜ ÙÚfiˆÓ ‰È¿-‰ÔÛ˘ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜ ̤۷ ·fi ÙË ÁÚ·ÌÌ‹. ∞˘ÙÔ› ÔÈ ÔÔ›Ôȉȿ‰ÔÛ˘ ηÏÔ‡ÓÙ·È ÙÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘ ( high – order modes ofpropagation ).
√ ·ÚÈÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È ÂΛÓÔ˜ Ô ÔÔ›Ô˜ ÌÂٷʤÚÂÈ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· Û fi-Ϙ ÙȘ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. √È ÙÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘ ‰È·‰›‰Ô˘Ó ÙÔ Î‡Ì·ÌfiÓÔ ¿Óˆ ·fi ÌÈ· Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ô˘ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙÔÓ Î¿ıÂıˆÚÔ‡ÌÂÓÔ ÙÚfiÔ. ∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·˘Ù‹ ÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ (cut-off frequency) ÁÈ· ÙÔ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓÔ ÙÚfiÔ.
ŸÙ·Ó ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÂÈÙÚ¤ÂÈ ¤Ó· ÌfiÓÔ ÙÚfiÔ ‰È¿‰ÔÛ˘ ϤÌ fiÙÈÂ›Ó·È ÁÚ·ÌÌ‹ ÂÓfi˜ ÌfiÓÔ ÙÚfiÔ˘ (single mode line). ™Â ·ÓÙ›ıÂÙË ÂÚ›ÙˆÛË Ï¤ÌÂfiÙÈ Â›Ó·È ÁÚ·ÌÌ‹ ÔÏÏÒÓ ÙÚfiˆÓ (multimode line).
Z L = Z 0 ⋅1 + – °
1 – – °= 50 ⋅
1 – 0.778
1 + 0.778ø = 6.24 ø
Z L = Z 0 ⋅1 + °
1 – °= 50 ⋅
1 + 0.778
1 – 0.778ø = 400 ø
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 267
™¯‹Ì· 8.2.5 ∆ÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜ Û ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎfi ηÏÒ‰ÈÔ
™Â ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, ·Ó Û οı ÛËÌÂ›Ô ÙÔ˘ ¯ÒÚÔ˘ ÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ηÈÙÔ Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô Â›Ó·È Î¿ıÂÙ· ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜ Î·È Î¿ıÂÙ· ÚÔ˜ ÙË ‰È‡ı˘ÓÛˉȿ‰ÔÛ˘ ϤÌ fiÙÈ Ô ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È ∆∂ª, Ô˘ ÚÔ·ÙÂÈ ·fi Ù· ·Ú¯È-ο ÙÔ˘ ·ÁÁÏÈÎÔ‡ fiÚÔ˘ “Transverse Electro-Magnetic waves”. ∞Ó Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ·‰È¿‰ÔÛ˘ ·˘ÍËı› ÙfiÛÔ ÒÛÙ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÙÔ˘ ‰È·‰È‰fiÌÂÓÔ˘ ·̷ÙÔ˜ Ó·Û˘ÁÎÚ›ÓÂÙ·È Ì ÙȘ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙfiÙ ÌÔÚ› Ó· ˘¿Ú-ÍÔ˘Ó Î·È ÙÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ·˘Ù‹ οÔÈ· Û˘ÓÈ-ÛÙÒÛ· ÙÔ˘ ‰›Ô˘ ı· ‰Â›¯ÓÂÈ ÚÔ˜ ÙËÓ Î·Ù‡ı˘ÓÛË Ù˘ ‰È¿‰ÔÛ˘. ∞Ó¿ÏÔÁ· ÌÂÔÈ· Û˘ÓÈÛÙÒÛ· ‰Â›¯ÓÂÈ ÚÔ˜ ÙËÓ Î·Ù‡ı˘ÓÛË Ù˘ ‰È¿‰ÔÛ˘, ı· ¤¯Ô˘Ì ÙË ‰È¿-‰ÔÛË ∏- ‹ ∂- ·̷ÙÔ˜. ∆Ô ∏-·̷ Â›Ó·È ·˘Ùfi Ô˘ Ì›· ÙÔ˘Ï¿¯ÈÛÙÔ Û˘ÓÈÛÙÒÛ·ÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ ‰Â›¯ÓÂÈ ÚÔ˜ ÙËÓ Î·Ù‡ı˘ÓÛË Ù˘ ‰È¿‰ÔÛ˘. ∞˘Ùfi˜ ÔÙÚfiÔ˜ ηÏÂ›Ù·È ÙÚfiÔ˜ ∆∂ (Transverse Electric). ∆Ô ∂-·̷ ı· ¤¯ÂÈ Ì›· ÙÔ˘-Ï¿¯ÈÛÙÔ Û˘ÓÈÛÙÒÛ· ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ Ô˘ ı· ‰Â›¯ÓÂÈ ÚÔ˜ ÙËÓ Î·Ù‡ı˘ÓÛË Ù˘‰È¿‰ÔÛ˘. √ ÙÚfiÔ˜ ·˘Ùfi˜ ηÏÂ›Ù·È ∆ª (Transverse Magnetic). √ ·ÚÈıÌfi˜ ÙˆÓÙÚfiˆÓ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÌÔÚ› Ó· Â›Ó·È ¿ÂÈÚÔ˜, ÂÍ·ÚÙ¿Ù·È ‰Â ·fi ÙȘ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘÙ˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ™ÙÔ Û¯.8.2.5 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ‰È¿ÊÔÚÔÈ ÙÚfiÔÈ ‰È¿‰Ô-Û˘ ∆ª Î·È ∆∂ ÂÓfi˜ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜.
∆¤ÏÔ˜, ÛËÌÂÈÒÓÔ˘Ì fiÙÈ Û ¤Ó· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ Ô˘ ÌÂٷʤÚÂÈ ÏË-ÚÔÊÔÚ›· ‰È·ÎÚ›ÓÔ˘Ì ‰‡Ô ›‰Ë Ù·¯˘Ù‹ÙˆÓ: ÙËÓ ÔÌ·‰È΋ Î·È ÙË Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙË-Ù·. ∏ ÔÌ·‰È΋ Ù·¯‡ÙËÙ· Â›Ó·È Ë Ù·¯‡ÙËÙ· Ì ÙËÓ ÔÔ›· ÔÏfiÎÏËÚË Ë ÔÌ¿‰· ·-Ì·ÙÔ˜ ÎÈÓÂ›Ù·È Ì¤Û· ÛÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, Â›Ó·È ‰Â Ë Ù·¯‡ÙËÙ· Ì ÙËÓ ÔÔ›·ÌÂٷʤÚÂÙ·È Ë ÂÓ¤ÚÁÂÈ· Ù˘ ÏËÚÔÊÔÚ›·˜, ÂÓÒ Ë Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙËÙ· Â›Ó·È Ë Ù·¯‡-ÙËÙ· Ì ÙËÓ ÔÔ›· ÌÂٷʤÚÂÙ·È ÙÔ Ì¤ÙˆÔ Ù˘ Ê¿Û˘ ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜, ÂÚÈÏ·Ì‚¿-ÓÂÈ ‰Â ÙȘ ÏËÚÔÊÔڛ˜ ÁÈ· ÙȘ Ê¿ÛÂȘ ÙˆÓ ÂÈ̤ÚÔ˘˜ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ÙÔ˘ ÌÂÙ·ÊÂ-
268 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ÚfiÌÂÓÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜. ™ÙÔÓ ∆∂ª ÙÚfiÔ ‰È¿‰ÔÛ˘ Ë ÔÌ·‰È΋ Î·È Ë Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙË-Ù· Û˘Ì›ÙÔ˘Ó ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜. ™Â ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ¯ˆÚ›˜ ‰ÈËÏÂÎÙÚÈÎfi ˘ÏÈ-Îfi, ÙÔ Î‡Ì· ‰È·‰›‰ÂÙ·È Ì ÙËÓ Ù·¯‡ÙËÙ· ÙÔ˘ ʈÙfi˜:
8.2.15
™Â ÙÚfiÔ˘˜ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘, Ë ÔÌ·‰È΋ Î·È Ë Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙËÙ· ‰Â Û˘Ì›-ÙÔ˘Ó ·ÏÏ¿ Û¯ÂÙ›˙ÔÓÙ·È ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜ Ì ‚¿ÛË ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.2.16
fiÔ˘ ˘g Ë ÔÌ·‰È΋ Î·È ˘p Ë Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙËÙ·.
8.2.5 ∂›‰Ë ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜
Ÿˆ˜ ·Ó·Ê¤Ú·Ì ÚÔËÁÔ˘Ì¤Óˆ˜Ì ÌÈ· Ù˘È΋ ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ·ÔÙÂÏ›ٷȷfi ¤Ó·Ó ‹ ÂÚÈÛÛfiÙÂÚÔ˘˜ ·Ú¿ÏÏËÏÔ˘˜ ·ÁˆÁÔ‡˜. ¶Ôχ ÁÓˆÛÙ¿ ·Ú·‰Â›ÁÌ·-Ù· ·ÔÙÂÏÔ‡Ó Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ì ‰‡Ô ·Ú¿ÏÏËÏÔ˘˜ ·ÁˆÁÔ‡˜ Î·È ÙÔ ÔÌÔ·-ÍÔÓÈÎfi ηÏÒ‰ÈÔ. ∞˘Ù¿ Ù· ·Ú·‰Â›ÁÌ·Ù· ··ÓÙÒÓÙ·È Û˘¯Ó¿ ÛÙ· ÁÓˆÛÙ¿ ηÏÒ-‰È· ÎÂÚ·›·˜ ÙËÏÂfiÚ·Û˘, Ì ‰È·ÙÔ̤˜ Ô˘ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.2.6. ™’ ·˘-Ùfi ÙÔ Û¯‹Ì· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È Î·È ÔÈ ÈÛÔ‰˘Ó·ÌÈΤ˜ ÁÚ·Ì̤˜ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ Â-‰›Ô˘ (Û˘Ó¯›˜) Î·È ÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ (‰È·ÎÂÎÔÌ̤Ó˜) ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓË-ÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜ Ô˘ ‰È·‰›‰ÂÙ·È ÛÙȘ ۯ‰ȷṲ̂Ó˜ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ηıÒ˜Î·È ÙÔ Ú‡̷ Ô˘ ԉ‡ÂÈ ÚÔ˜ ÙÔ ÊfiÚÙÔ Î·È ÙÔ Ú‡̷ Ô˘ ÂÈÛÙÚ¤ÊÂÈ.
™¯‹Ì· 8.2.6 (·) ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ‰‡Ô ·Ú¿ÏÏËÏˆÓ ·ÁˆÁÒÓ Î·È (‚) ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÔÌÔ·ÍÔÓÈÎfi ηÏÒ‰ÈÔ
c = υg
⋅ υp
c = 300000 km / s
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 269
∂ÎÙfi˜ ·fi ·˘Ù¤˜ ÙȘ ‰‡Ô Ôχ ÁÓˆÛÙ¤˜ ÂÚÈÙÒÛÂȘ ˘¿Ú¯ÂÈ Î·È Ô ·Ïfi˜·ÁˆÁfi˜, Ô˘ fï˜ Û¿ÓÈ· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ˆ˜ ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ‰ÈfiÙÈ Ôχ‰‡ÛÎÔÏ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Û fiÏÔ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ÙÔ˘ Û·Ó ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Î·È fi¯È Û·ÓÎÂÚ·›·. °È’ ·˘Ùfi ÙÔÓ ÏfiÁÔ ·˘Ù‹ Ë ÂÚ›ÙˆÛË ‰Â ı· ÂÍÂÙ·ÛÙ›.
∏ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÓfi˜ ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎÔ‡ ηψ‰›Ô˘ Î·È ÌÈ·˜ ÁÚ·Ì-Ì‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ‰‡Ô ·ÁˆÁÒÓ ÂÍ·ÚÙ¿Ù·È ·fi ÙȘ ÁˆÌÂÙÚÈΤ˜ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ Ù˘ÁÚ·ÌÌ‹˜. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË Ô˘ ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ Î¿ÔÈÔ ÌÔÓˆÙÈο ·Ú¿ ÌfiÓÔ ·¤Ú·˜Ë ÂÍ¿ÚÙËÛË Ù˘ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ·fi ÙȘ ÁˆÌÂÙÚÈΤ˜‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ ‰›ÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.2.7.
™¯‹Ì· 8.2.7 ∂Í¿ÚÙËÛË Ù˘ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ ·fi ÙȘ ÁˆÌÂÙÚÈΤ˜ ‰È·-ÛÙ¿ÛÂȘ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜
™ÙËÓ Î·ÙËÁÔÚ›· ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ·Ó‹ÎÔ˘Ó Î·È ÔÈ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔ-Ú¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ (Û¯.8.2.8) Ô˘ ‚Ú›ÛÎÔ˘Ó ÂÊ·ÚÌÔÁ‹ Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ΢ÎÏÒ-Ì·Ù· Ì ÙË ÌÔÚÊ‹ Ù˘ˆÌ¤ÓˆÓ ΢Îψ̿وÓ.
™¯‹Ì· 8.2.8 °Ú·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜
À¿Ú¯Ô˘Ó ‰È¿ÊÔÚ· ›‰Ë ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ fiˆ˜ ·˘Ù‹ ÙÔ˘Û¯.8.2.8, Ë ÁÚ·ÌÌ‹ Ô˘ ‚Ú›ÛÎÂÙ·È ·Ó¿ÌÂÛ· Û ‰‡Ô ·ÁÒÁÈÌ· ›‰· (strip line)ηıÒ˜ Î·È Ë Û˘ÓÂ›Â‰Ë ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ (coplanar). ™Â οı ÂÚ›ÙˆÛË Ë¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÚÔÛ‰ÈÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙË Ï‡ÛË ÙˆÓ ÂÍÈ-ÛÒÛÂˆÓ Maxwell ÁÈ· ÙËÓ ÂȉÈ΋ ÁˆÌÂÙÚ›· ÙÔ˘ Û˘ÛÙ‹Ì·ÙÔ˜. ™Â fiϘ ÙȘ ÂÚÈ-
270 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ÙÒÛÂȘ ÙÔ ‰ÈËÏÂÎÙÚÈÎfi ˘fiÛÙڈ̷ Ú¤ÂÈ Ó· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ ÌÈÎÚ¤˜ ·ÒÏÂȘ۠˘„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ (>10GHz). ∆¤ÏÔ˜ ÛËÌÂÈÒÓÔ˘Ì fiÙÈ ÛÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔ-Ú¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ Ô Î‡ÚÈÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È Ô ∆∂ª, fiÏÔÈ ‰Â ÔÈ ¿ÏÏÔÈÙÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘.
8.3 ∫Àª∞∆√¢∏°√π
Ÿˆ˜ ‹‰Ë ·Ó·Ê¤ÚıËÎÂ, ÛÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ‰‡Ô ·Ú¿ÏÏËÏˆÓ ·ÁˆÁÒÓ, ÛÙȘ ÔÌԷ͈-ÓÈΤ˜ ÁÚ·Ì̤˜ Î·È ÛÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ Ô Î‡ÚÈÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿-‰ÔÛ˘ Â›Ó·È Ô ∆∂ª. ∫¿ÔȘ ¿ÏϘ fï˜ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ÌÂ-ٷʤÚÔ˘Ó ¤Ó· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ ÌfiÓÔ Ì ÙÚfiÔ˘˜ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘. ™ÂÌÈ· ÚÒÙË ÚÔÛ¤ÁÁÈÛË, ÌÔÚԇ̠ӷ ÔÚ›ÛÔ˘Ì ÙÔ˘˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜ ˆ˜ ÂΛӘÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ô˘ ÌÂٷʤÚÔ˘Ó ¤Ó· ·̷ ÌfiÓÔ Ì ÙÚfiÔ˘˜ ·ÓÒÙÂÚ˘ٿ͢. √È Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ› Â›Ó·È “ۈϋÓ˜” Ì ‰È·ÙÔ̤˜ ‰È·ÊfiÚˆÓ Û¯ËÌ¿ÙˆÓ, Ì·ÁÒÁÈÌ· ÙÔȯÒÌ·Ù· ‹ ηٷÛ΢·Ṳ̂ÓÔÈ ·fi ‰ÈËÏÂÎÙÚÈÎfi, .¯. ÔÈ ÔÙÈΤ˜ ›Ó˜.√È ÙÚfiÔÈ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ Ì¤Û· ·fi ·˘ÙÔ‡˜ ÚÔ-·ÙÔ˘Ó ·fi ÙË Ï‡ÛË ÙˆÓ ÂÍÈÛÒÛÂˆÓ Maxwell Ï·Ì‚¿ÓÔÓÙ·˜ ˘fi„Ë Ù· fiÚÈ·Ô˘ ı¤ÙÔ˘Ó Ù· ÙÔȯÒÌ·Ù· ÙÔ˘ οıÂ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡. ∫¿ı ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ¤¯ÂÈÙË ‰È΋ ÙÔ˘ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜.
™¯‹Ì· 8.3.1 √ÚıÔÁÒÓÈÔ˜, ΢ÏÈÓ‰ÚÈÎfi˜ Î·È ÂÏÏÂÈ„ÔÂȉ‹˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜ Ì ÙÔ˘˜ ·ÓÙ›-ÛÙÔÈ¯Ô˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ‰È¿‰ÔÛ˘
√ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Ô˘ ¤¯ÂÈ ÙË ¯·ÌËÏfiÙÂÚË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ηÏ›ٷÈÂÈÎÚ·ÙÒÓ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ (dominant mode). ∞˘Ùfi˜ Ô ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ›ӷÈÔ ÌfiÓÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Ì ÙÔÓ ÔÔ›Ô ÙÔ Î‡Ì· ‰È·‰›‰ÂÙ·È ¯ˆÚ›˜ Ó· Û˘Ì‚¿ÏÂÈÌ ¿ÏÏÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ‰È¿‰ÔÛ˘, fiˆ˜ Û˘Ì‚·›ÓÂÈ Ì ¿ÏÏÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ·-ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘.
™ÙÔ Û¯.8.3.1 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ÙÚÂȘ Ù‡ÔÈ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÒÓ Ì ‰È·ÙÔ̤˜ Û¯‹Ì·-ÙÔ˜ ÔÚıÔÁˆÓ›Ô˘, ·ÎÏÔ˘ Î·È ¤ÏÏÂȄ˘. ™Â οıÂ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ·Ó·ÁÚ¿ÊÂÙ·È Ô Â-ÈÎÚ·ÙÒÓ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Î·È ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È Ë Î·Ù·ÓÔÌ‹ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ηÈÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘. ™Â οı ÂÚ›ÙˆÛË ·Ú·ÙËÚԇ̠fiÙÈ Ô ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰Ô-Û˘ ¤¯ÂÈ ‰‡Ô ‰Â›ÎÙ˜ (∆∂10 ‹ ∆∂11) ÔÈ ÔÔ›ÔÈ Î·ıÔÚ›˙ÔÓÙ·È ·fi ÙËÓ Î·Ù·ÓÔÌ‹ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ Î·È ÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ ÛÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 271
ÙÔ˘ ÂÏÏÂÈÙÈÎÔ‡ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡, ÂÂȉ‹ Ë ¤ÏÏÂÈ„Ë ¤¯ÂÈ ‰‡Ô ¿ÍÔÓ˜ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈ›-Ù·È ·ÎfiÌ· ¤Ó·˜ ‰Â›ÎÙ˘ Ô˘ ‰ËÏÒÓÂÈ ÙÔÓ ¿ÍÔÓ· (e ‹ Ô).
™Â ¤Ó· Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi Ë ˆÊ¤ÏÈÌË ˙ÒÓË ‰È¿‰ÔÛ˘ Â›Ó·È ÂΛÓË ÛÙË ÔÔ›· ΢-Úȷگ› Ô ÂÈÎÚ·ÙÒÓ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘. ∞˘Ù‹ Ë ˙ÒÓË Î·ıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙË Û˘-¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ÙÔ˘ ÂÈÎÚ·ÙÔ‡ÓÙÔ˜ ÙÚfiÔ˘ ‰È¿‰ÔÛ˘ Î·È ·fi ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ··ÔÎÔ‹˜ ÙÔ˘ ÙÚfiÔ˘ ‰È¿‰ÔÛ˘ Ù˘ ‰Â‡ÙÂÚ˘ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘. ™Â ¤Ó· Î˘Ì·ÙÔ-‰ËÁfi ¤Ó· ·̷ ‰Â ‰È·‰›‰ÂÙ·È fiˆ˜ ÛÙÔ ÎÂÓfi. √ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜,Ô ÔÔ›Ô˜ ÛÙËÓ Ú¿ÍË ÚÔ·ÙÂÈ ·fi ÔÏϷϤ˜ ·Ó·ÎÏ¿ÛÂȘ ÛÙ· ÙÔȯÒÌ·Ù·ÙÔ˘ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡, ηıÔÚ›˙ÂÈ Î·È ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜. ∆Ô ÂÓÂÚÁfi Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜(Ïg) Û ¤Ó· Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÛÙÔ ÎÂÓfi (Ï) Î·È ·-fi ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜, ¿Ú· ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ·ÔÎÔ‹˜ (Ïc) ÙÔ˘ Û˘ÁÎÂ-ÎÚÈ̤ÓÔ˘ ÙÚfiÔ˘ ‰È¿‰ÔÛ˘.
8.2.16
∞fi ÙËÓ ÂÍ.8.3.1 ηı›ÛÙ·Ù·È ÚÔÊ·Ó¤˜ fiÙÈ fiÙ·Ó Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÙÔ˘ ԉ‡ÔÓÙ·˜Î‡Ì·ÙÔ˜ ÂÏ·ÙÙÒÓÂÙ·È Î·È ÚÔÛÂÁÁ›˙ÂÈ ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ÙfiÙ ÙÔ Ì‹ÎԘ·̷ÙÔ˜ Ù›ÓÂÈ ÛÙÔ ¿ÂÈÚÔ, Ô˘ ÛËÌ·›ÓÂÈ fiÙÈ ÙÔ Î‡Ì· ‰ÂÓ ÌÔÚ› Ó· ‰È·‰Ôı›̤۷ ·fi ÙÔÓ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓÔ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi. ∞ÓÙ›ıÂÙ·, fiÙ·Ó Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·˘Í¿ÓÂ-Ù·È ÙfiÙ ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ̤۷ ÛÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ÚÔÛÂÁÁ›˙ÂÈ ÙÔ Ì‹-ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÛÙÔ ÎÂÓfi.
∞. √ÚıÔÁÒÓÈÔ˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜
∏ ‰È·ÙÔÌ‹ ÂÓfi˜ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ˘ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡ Â›Ó·È ÔÚıÔÁÒÓÈÔ ·Ú·ÏÏËÏ›-Â‰Ô Ì ϿÙÔ˜ · Î·È ‡„Ô˜ ‚ (·>‚). ™ÙÔÓ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ‰È·‰›‰ÔÓÙ·ÈÌfiÓÔ ÔÈ ÙÚfiÔÈ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘ (∆∂ ‹ ∆ª).
Ï g=
Ï
1 –Ï
Ï c
272 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
™¯‹Ì· 8.3.2 √ÚıÔÁÒÓÈÔ˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜
ŒÓ· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ Ô˘ ÌÂÙ·ÊÂÙ·È Ì¤Û· ·fi ¤Ó· ÔÚıÔÁÒÓÈÔ Î˘-Ì·ÙÔ‰ËÁfi ‰È·‰›‰ÂÙ·È Ì ÙÚfiÔ ·ÓÒÙÂÚ˘ Ù¿Í˘, ∆∂ ‹ ∆ª. √È ÙÚfiÔÈ Ô˘ ÌÔ-ÚÔ‡Ó Ó· ‰È·‰ÔıÔ‡Ó ¤¯Ô˘Ó ·Î¤Ú·ÈÔ ·ÚÈıÌfi ËÌÈ-ÌËÎÒÓ Î‡Ì·ÙÔ˜ (Ï/2) ÛÙȘ ‰‡Ô‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ ÙÔ˘ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡. °È’ ·˘Ùfi ÙÔ ÏfiÁÔ Û οı ÙÚfiÔ ·ÓÙÈÛÙÔȯԇ̉‡Ô ‰Â›ÎÙ˜ ¤Ó· ÁÈ· οı ‰È¿ÛÙ·ÛË ÙÔ˘ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ˘ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡. √ Û˘Ì‚ÔÏÈ-ÛÌfi˜ Â›Ó·È .¯. ÁÈ· ÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô (∆∂) ∆∂mn fiÔ˘ Ô ‰Â›ÎÙ˘ m ‰ËÏÒÓÂÈÙÔÓ ·ÚÈıÌfi ËÌÈ-ÌËÎÒÓ Î‡Ì·ÙÔ˜ ÛÙË ÌÂÁ¿ÏË ‰È¿ÛÙ·ÛË Î·È Ô n ÛÙË ÌÈÎÚ‹. ∞Ó¿-ÏÔÁ· ÈÛ¯‡Ô˘Ó Î·È ÁÈ· ÙÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ (∆ª). ∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·-ÔÎÔ‹˜ ÂÓfi˜ ÙÚfiÔ˘ ‰È¿‰ÔÛ˘ ∆∂mn ‹ ∆ªmn ‰›ÓÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.3.2
fiÔ˘ c Â›Ó·È Ë Ù·¯‡ÙËÙ· ÙÔ˘ ʈÙfi˜. ∆Ô Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ Ô˘ ·ÓÙÈÛÙÔȯ› ÛÙË Û˘-¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ›ӷÈ:
8.3.3
∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ÙÔ˘ ÂÈÎÚ·ÙÔ‡ÓÙÔ˜ ÙÚfiÔ˘ ‰È¿‰ÔÛ˘ (∆∂10) ÚÔ·-ÙÂÈ ·Ó ıˆڋÛÔ˘Ì m=1 Î·È n=0. °È· ·˘Ù‹
8.3.4
ŒÓ·˜ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜ ηٷÛ΢¿˙ÂÙ·È ¤¯ÔÓÙ·˜ ˘fi„Ë Ù· ·Ú·-οو ‰Â‰Ô̤ӷ:
ñ ∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙË ‰È¿ÛÙ·ÛË ·
Ï cTE 10= 2·
Ï c= 2
m·
2+ n
‚2
fc=
12
⋅ c m·
2+ n
‚2
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 273
ñ ∏ ‰È¿ÛÙ·ÛË ‚ ÂÈϤÁÂÙ·È Ì ‚¿ÛË Ù· ÂÍ‹˜ ÎÚÈÙ‹ÚÈ·:
1. ∏ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË ·˘Í¿ÓÂÈ fiÛÔ ÂÏ·ÙÙÒÓÂÙ·È ÙÔ ‚
2. ∏ ‰È¿ÛÙ·ÛË ‚ ηıÔÚ›˙ÂÈ ÙËÓ Ù¿ÛË ‰È¿Û·Û˘ ̤۷ ÛÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfiÎ·È ¤ÙÛÈ Î·ıÔÚ›˙ÂÈ ÙË Ì¤ÁÈÛÙË ÂÈÙÚÂÔ̤ÓË ÈÛ¯‡ Ô˘ ÌÔÚ› Ó· ÌÂÙ·-ÊÂÚı› ̤۷ ·fi ÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi.
∏ Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÓfi˜ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ˘ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙȘ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ ÙÔ˘ Î·È ÙÔÓ ÙÚfiÔ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ÙÔ˘ÙÚfiÔ˘ ∆∂ Ë Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ‰›ÓÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.3.5
ÂÓÒ ÛÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ÙÔ˘ ÙÚfiÔ˘ ∆ª Ë Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ‰›ÓÂÙ·È ·fi ÙËÓ ÂÍ›-ÛˆÛË:
8.3.6
fiÔ˘ Ë Â›Ó·È Ë ÂÓ‰ÔÁÂÓ‹˜ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÙÔ˘ ̤ÛÔ˘, .¯. 377ø ÛÙÔÓ ·¤Ú·.
µ. ∫˘ÏÈÓ‰ÚÈÎfi˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜
√È Î˘ÏÈÓ‰ÚÈÎÔ› Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ› ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È È‰›ˆ˜ Û ÂÚÈÛÙÚÂÊfiÌÂÓÔ˘˜Û˘Ó‰¤ÛÌÔ˘˜, fiÔ˘ Ê˘ÛÈο ÔÈ ÔÚıÔÁÒÓÈÔÈ ‰ÂÓ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ‹ÛÔ˘Ó.
™¯‹Ì· 8.3.3 ∫˘ÏÈÓ‰ÚÈÎfi˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜
™ÙÔ˘˜ ΢ÏÈÓ‰ÚÈÎÔ‡˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜ Ô ÂÈÎÚ·ÙÒÓ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ‰ÂÓ ¤¯ÂÈ
Z TM= Ë ⋅ 1 –
Ï
Ï c
2
Z TE=
Ë
1 –Ï
Ï c
2
274 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ÙfiÛÔ Â˘Ú›· ˙ÒÓË ‰È¿‰ÔÛ˘ fiÛÔ ÛÙÔ˘˜ ÔÚıÔÁÒÓÈÔ˘˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜. √ ÂÈÎÚ·-ÙÒÓ ÙÚfiÔ˜ ÛÙÔ˘˜ ΢ÏÈÓ‰ÚÈÎÔ‡˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜ Â›Ó·È Ô ∆∂11.
°. ∂ÏÏÂÈÙÈÎfi˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi˜
√È ÂÏÏÂÈÙÈÎÔ› Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ› ‰Â ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û˘¯Ó¿. √È Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ› ·˘-ÙÔ› ÌÂÏÂÙÒÓÙ·È ÁÈ· Ó· ·ÓÙÈÌÂÙˆÈÛÙÔ‡Ó ÚÔ‚Ï‹Ì·Ù· Ô˘ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È Î·-Ù¿ ÙËÓ ·Ú·ÌfiÚʈÛË ÙˆÓ Î˘ÏÈÓ‰ÚÈÎÒÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÒÓ, ÛÙË ‰È¿ÚÎÂÈ· Ù˘ ηٷ-Û΢‹˜ ÙÔ˘˜ ‹ ÛÙË ‰È¿ÚÎÂÈ· Ù˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔ›ËÛ‹˜ ÙÔ˘˜. ŒÙÛÈ, ·Ó Ô ÂÈÎÚ·ÙÒÓÙÚfiÔ˜ ‰È·‰›‰ÂÙ·È Û ¤Ó·Ó ΢ÏÈÓ‰ÚÈÎfi Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi Ô ÔÔ›Ô˜ ÏfiÁˆ ·Ú·ÌfiÚ-ʈÛ˘, ÌÂÙ·ÙÚ¤ÂÙ·È ÙÔÈο Û ÂÏÏÂÈÙÈÎfi ÙfiÙÂ Ô ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ ‰È·¯ˆÚ›˙Â-Ù·È Û ¤Ó· ∆∂11 ÛÙÔ ÌÂÁ¿ÏÔ ¿ÍÔÓ· Ù˘ ¤ÏÏÂȄ˘ (ÂÚÈÙÙfi Ì ‰Â›ÎÙË o, Ô∆∂11)Î·È ¤Ó· ∆∂11 ÛÙÔ ÌÈÎÚfi ¿ÍÔÓ· Ù˘ ¤ÏÏÂȄ˘ (¿ÚÙÈÔ Ì ‰Â›ÎÙË e, e∆∂11) (Û¯.8.3.1). √È ‰‡Ô ÙÚfiÔÈ ·˘ÙÔ› ¤¯Ô˘Ó ‰È·ÊÔÚÂÙÈο ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈο ‰È¿‰ÔÛ˘, ‰Ë-Ï·‰‹ Ê·ÛÈ΋ Ù·¯‡ÙËÙ·, ÂÍ·Ûı¤ÓËÛË Î·È Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ·ÔÎÔ‹˜.
8.4 ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¶∏°∂™
√È ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ ËÁ¤˜, fiˆ˜ Î·È Î¿ı ËÁ‹ ‹ ÁÂÓÓ‹ÙÚÈ· ·Ì›ˆÙˆÓ Ù·Ï·-ÓÙÒÛˆÓ, ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ηٷÛ΢·ÛÙÔ‡Ó, Ì ËÌÈ·ÁˆÁÈο ÛÙÔȯ›· ‹ ÌÂ Ï˘¯Ó›Â˜.∆· ËÌÈ·ÁˆÁÈο ÛÙÔȯ›·, ÛÙËÓ ·ÚÔ‡Û· Ê¿ÛË, ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Î˘Ú›ˆ˜ Û Â-Ê·ÚÌÔÁ¤˜ ¯·ÌËÏ‹˜ ÈÛ¯‡Ô˜. ∞ÓÙ›ıÂÙ· ÔÈ Ï˘¯Ó›Â˜ ˘ÂÚÙÂÚÔ‡Ó ·ÎfiÌ· ÙˆÓ ËÌÈ·-ÁˆÁÈÎÒÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ Û ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ˘„ËÏfiÙÂÚ˘ ÈÛ¯‡Ô˜. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË, fï˜,ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, fiÔ˘ Ù· Ì‹ÎË ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚfi‰ÈˆÓ Â›Ó·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌ· Ì ÙÔ Ì‹-ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜ Ù˘ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘, ÔÈ Ï˘¯Ó›Â˜ ‰È·Ê¤ÚÔ˘Ó ÛËÌ·ÓÙÈο ·fi ÙȘ ·ÓÙ›-ÛÙÔȯ˜ ÎÏ·ÛÈΤ˜ Ï˘¯Ó›Â˜ ÙˆÓ ¯·ÌËÏÒÓ ‹ ·ÎfiÌ· Î·È ˘„ËÏÒÓ Û˘¯ÓÔًوÓ(VHF).
™ÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ÔÈ ·ÎÚÔ‰¤ÎÙ˜ Ù˘ ‚¿Û˘ ÌÈ·˜ Ï˘¯Ó›·˜ ÂÈ-Û¿ÁÔ˘Ó ÛËÌ·ÓÙÈ΋ ·˘Ù·ÁˆÁ‹ Û ÛÂÈÚ¿ Ì ÙÔ Î‡Îψ̷ ηıÒ˜ Î·È ·Ú·ÛÈÙÈ΋¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ· Ì ·Úfi‚ÏÂÙ˜ ÂȉڿÛÂȘ ÛÙË ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ηÈÛ˘ÓÂÒ˜ ÛÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘. ™ËÌÂÈÒÓÔ˘Ì ›Û˘ fiÙÈ Ô ÂÂÚ·Ṳ̂ÓÔ˜¯ÚfiÓÔ˜ ‰È¤Ï¢Û˘ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ·fi ÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô ÛÙËÓ ¿ÓÔ‰Ô, Ô˘ Ú¤ÂÈÓ· Â›Ó·È ÌÈÎÚfiÙÂÚÔ˜ Ù˘ ÂÚÈfi‰Ô˘ ÙÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜, ¿Ú· Ôχ ÌÈÎÚfi˜ ÛÙËÓ ÂÚ›-ÙˆÛË ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, ÚÔηÏ› ¤Ó· ÛËÌ·ÓÙÈÎfi ÂÚÈÔÚÈÛÌfi ÛÙËÓ ·fiÎÚÈ-ÛË Î·Ù¿ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÙˆÓ Ï˘¯ÓÈÒÓ.
√È Ï˘¯Ó›Â˜ Ô˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ Â›Ó·È ËÌ¿ÁÓÂÙÚÔÓ, Ë ÎχÛÙÚÔÓ Î·È Ë Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜. ∏ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÔÚÈṲ̂-ÓˆÓ ·fi ·˘Ù¤˜ ÂÎÙ›ÓÂÙ·È ÛÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ ÙˆÓ UHF. ™ÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· ı· ÂÍÂÙ¿ÛÔ˘ÌÂ
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 275
οı ÌÈ· ·fi ·˘Ù¤˜ Î·È ı· ÂÈÛËÌ¿ÓÔ˘Ì ÙȘ ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÙÔ˘˜.
∞. ª¿ÁÓÂÙÚÔÓ (Magnetron)
∏ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Â›Ó·È Ë ·Ï·ÈfiÙÂÚË ËÁ‹ ÈÛ¯‡Ô˜ ÁÈ· ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿-ÙˆÓ. ¶·Ú·Ì¤ÓÂÈ, ·ÎfiÌ· Î·È Û‹ÌÂÚ· ˆ˜ Ë ÌfiÓË ËÁ‹ Ì ÙÔ ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚÔ Û˘ÓÙÂÏÂ-ÛÙ‹ ·fi‰ÔÛ˘, 50% ¤ˆ˜ 80%, Î·È Ì ‰˘Ó·ÙfiÙËÙ· ÈÛ¯‡Ô˜ ÂÍfi‰Ô˘ Ù˘ Ù¿Í˘ ÙÔ˘ÌÂÁ·‚¿Ù fiÙ·Ó ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› ·ÏÌÈο Î·È ·ÚÎÂÙÒÓ ÎÈÏÔ‚¿Ù ÛÂ Û˘Ó¯‹ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·(Û¯.8.4.1).
™¯‹Ì· 8.4.1 πÛ¯‡˜ ÂÍfi‰Ô˘ ÌÈ·˜ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Û ‰È¿ÊÔÚÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜
√È Ù·Ï·Óو٤˜ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ¤¯Ô˘Ó ÂÚÈÔÚÈṲ̂Ó˜ ‰˘Ó·ÙfiÙËÙ˜ ÌÂÙ·‚ÔÏ‹˜ ÙË˜Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ Ì ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎfi ÙÚfiÔ Î·È ÌÈÎÚ‹ ¢¯¤ÚÂÈ· ‰È·ÌfiÚʈÛ˘. °È’ ·˘ÙfiÙÔ ÏfiÁÔ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Î·Ù¿ ‚¿ÛË Û ·Ï¿ Ú·ÓÙ¿Ú Î·È ˆ˜ ËÁ‹ ı¤ÚÌ·ÓÛ˘RF ÛÂ Û˘Û΢¤˜ fiˆ˜ ÔÈ ÊÔ‡ÚÓÔÈ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, ÛÙȘ ‰È·ıÂỨ˜, ÁÈ· ÙÔ ÁÚ‹-ÁÔÚÔ ÛÙ¤Áӈ̷ ÚÔÏÒÓ ˘Ê·ÛÌ¿ÙˆÓ ÛÙËÓ ˘Ê·ÓÙÔ˘ÚÁ›·, ÎÏ.
™¯‹Ì· 8.4.2 ¢ÔÌ‹ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜
À¿Ú¯Ô˘Ó ÙÚ›· ›‰Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ: Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Î˘ÎÏÔÙÚÔÓÈ΋˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜
(cyclotron frequency), Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ·ÚÓËÙÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ (negative resistance)Î·È Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ (multicavity). ∏ ϤÔÓ Û˘Ó‹ı˘, Û‹ÌÂ-Ú·, Â›Ó·È Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ (Û¯.8.4.2) ÏfiÁˆ Ù˘ ¢ÎÔÏ›·˜ η-Ù·Û΢‹˜ Ù˘ Î·È Ù˘ ˘„ËÏ‹˜ ·fi‰ÔÛ˘ ·˘Ù‹˜.
276 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
∏ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È ·fi:
ñ ªÈ· ¿ÓÔ‰Ô Ì ÔÏÏ·Ï‹ ÎÔÈÏfiÙËÙ·
ñ ªÈ· οıÔ‰Ô ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎÔ‡ Ù‡Ô˘
ñ ŒÓ·Ó ·ÎÚÔ‰¤ÎÙË Û‡˙¢Í˘ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜ Ô˘ ‰ËÌÈ-Ô˘ÚÁÂ›Ù·È ÛÙȘ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜
ñ ŒÓ· ÌfiÓÈÌÔ Ì·ÁÓ‹ÙË, Ô˘ ·Ú¤¯ÂÈ ÙÔ ··Ú·›ÙËÙÔ Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô ηٿ̋ÎÔ˜ ÙÔ˘ ¿ÍÔÓ· Ù˘ ÔÌÔ·ÍÔÓÈ΋˜ ηıfi‰Ô˘ Î·È Î¿ıÂÙ· ÛÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi‰›Ô Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙ÂÙ·È ÌÂٷ͇ Ù˘ ·Ófi‰Ô˘ Î·È Ù˘ ηıfi‰Ô˘.
∏ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· Ù˘ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ·˘Ù‹˜ ‚·Û›˙ÂÙ·È ÛÙË ‰È·‰Èηۛ· Ô˘ ¯ÚËÛÈÌÔ-ÔÈÂ›Ù·È ÛÙÔ Î‡ÎÏÔÙÚÔÓ. ∆· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Ô˘ ÂΤÌÔÓÙ·È ·fi ÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô ÂÈ-Ù·¯‡ÓÔÓÙ·È ·fi ÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙ÂÙ·È ÌÂٷ͇ Ù˘ ·Ófi‰Ô˘ ηÈÙ˘ ηıfi‰Ô˘. ∆Ô Î¿ıÂÙÔ Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô Ù· ·Ó·Áο˙ÂÈ Ó· ·ÔÎÏ›ÓÔ˘Ó ·fi ÙËÓ¢ı‡ÁÚ·ÌÌË ÔÚ›· Ô˘ ÙÔ˘˜ ˘·ÁÔÚÂ‡Ô˘Ó ÔÈ ‰˘Ó·ÌÈΤ˜ ÁÚ·Ì̤˜ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈ-ÎÔ‡ ‰›Ô˘. ŒÙÛÈ, ÙÂÏÈο, ÂÎÙÂÏÔ‡Ó ÂÏÈÎÔÂȉ‹ ÙÚԯȿ ·fi ÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô ÚÔ˜ ÙËÓ¿ÓÔ‰Ô. ∞Ó ÙÔ Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô ˘Âڂ› Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ÙÈÌ‹ µmin, Ë ÔÔ›· ÂÍ·Ú-Ù¿Ù·È ·fi ÙËÓ Ù¿ÛË ·Ófi‰Ô˘ Î·È ÙËÓ ·fiÛÙ·ÛË ·Ófi‰Ô˘-ηıfi‰Ô˘, ÂÏ¿¯ÈÛÙ· ËÏÂ-ÎÙÚfiÓÈ· ı· Êı¿ÓÔ˘Ó ÛÙËÓ ¿ÓÔ‰Ô. ∞˘Ùfi ÔÊ›ÏÂÙ·È ÛÙÔ ÁÂÁÔÓfi˜ fiÙÈ Ù· ÂÚÈÛÛfi-ÙÂÚ· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ı· ÂÎÙÂÏÔ‡Ó ÙfiÙ ÌÈ· ΢ÎÏÈ΋ ÙÚԯȿ Î·È ı· ÂÈÛÙÚ¤ÊÔ˘ÓÛÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô.
∂ÎÙÂÏÒÓÙ·˜ ·˘Ù‹ ÙËÓ ÙÚԯȿ, Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ÂÚÓÔ‡Ó ÌÚÔÛÙ¿ ·fi ÙȘ ÎÔÈ-ÏfiÙËÙ˜ Ù˘ ·Ófi‰Ô˘. ∞˘Ùfi ¤¯ÂÈ Û·Ó ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ó· ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÔ‡Ó ÌÈ· ËÏÂÎÙÚÈ΋‰È·Ù·Ú·¯‹ Ë ÔÔ›· ÈÛÔ‰˘Ó·Ì› Ì ÙË ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›ÔÏÔ˘ ÛÙÔ ÛÙfi-ÌÈÔ Î¿ı ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜, ÙÔ ‰Â ÙÔ›¯ˆÌ· ÌÚÔÛÙ¿ ·fi ÙÔ ÔÔ›Ô ÂÚÓÔ‡Ó Á›ÓÂÙ·ÈıÂÙÈÎfiÙÂÚÔ. ŒÙÛÈ, οı ÎÔÈÏfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Û·Ó ¤Ó· ·Îψ̷ LC ÌÂ, .¯., ÙÔÓ˘ÎÓˆÙ‹ Ó· ·ÓÙÈÛÙÔȯ› ÛÙÔ ÛÙfiÌÈÔ Î·È ÙÔ ËÓ›Ô ÛÙÔ ÎÔ›ÏÔ Ì¤ÚÔ˜. ™˘ÓÂÒ˜,οı ‰ÈÂÚ¯fiÌÂÓÔ ËÏÂÎÙÚfiÓÈÔ ‰ÈÂÁ›ÚÂÈ ÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ· Ë ÔÔ›· ÛÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· Â-ÎÙÂÏ› Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ fiˆ˜ ¤Ó· ·Îψ̷ LC.
™¯‹Ì· 8.4.3 πÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Ê›ÏÙÚÔ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ
C
L
CC
C
L
CC
C
L
CC
C
L
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 277
∫·ıÒ˜ Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ÂÚÓÔ‡Ó ‰È·‰Ô¯Èο ÌÚÔÛÙ¿ ·fi fiϘ ÙȘ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È ¤Ó· ԉ‡ÔÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ ÙÔ ÔÔ›Ô ÎÈÓÂ›Ù·È Ì ÙËÓ ›-‰È· Ù·¯‡ÙËÙ· Ì ·˘Ù‹ Ô˘ ¤¯Ô˘Ó Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ·. ∂ÈϤÔÓ ˘¿Ú¯ÂÈ ËÏÂÎÙÚÔÌ·-ÁÓËÙÈ΋ Û‡˙¢ÍË Î¿ı ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ Ì ÙË ÁÂÈÙÔÓÈ΋ Ù˘ Î·È ÔÈ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ Ù·Ï·-ÓÙÒÓÔÓÙ·È Ì ‰È·ÊÔÚ¿ Ê¿Û˘, Ë ÔÔ›· ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙË ÁˆÓȷ΋ Ù·¯‡ÙËÙ·ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ. ∫¿Ùˆ ·fi ·˘Ù¤˜ ÙȘ Û˘Óı‹Î˜ ÙÔ Ô‰Â‡ÔÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi·̷ ·ÏÏËÏÂȉڿ Ì ÙÔ ÂÚÈÛÙÚÂÊfiÌÂÓÔ Ó¤ÊÔ˜ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Î·È ÙÔ Û‡-ÛÙËÌ· “Û˘˙¢Á̤Ó˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ – Ó¤ÊÔ˜ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ” Û˘ÌÂÚÈʤÚÂÙ·È Û·Ó ¤Ó·Ê›ÏÙÚÔ ‰È¤Ï¢Û˘ ˙ÒÓ˘ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ (Û¯.8.4.3). ∆Ô Ê›ÏÙÚÔ ·˘Ùfi Â›Ó·È ÛÙÂÓfi, ˆ˜ÚÔ˜ ÙË ˙ÒÓË ‰È¤Ï¢Û˘ ÙÔ˘, ‰ÈfiÙÈ Ë Û˘Óı‹ÎË Ù˘ ΢ÎÏÈ΋˜ ΛÓËÛ˘ ÙˆÓ ËÏÂ-ÎÙÚÔÓ›ˆÓ Î·È Ù·˘Ùfi¯ÚÔÓ˘ ‰È¤ÁÂÚÛ˘ ÙˆÓ ÎÔÈÏÔÙ‹ÙˆÓ ‰ÂÓ ÂÈÙÚ¤ÂÈ ÛËÌ·ÓÙÈ-Τ˜ ·ÔÎÏ›ÛÂȘ Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ·fi Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ÙÈÌ‹.
∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ÌÈ·˜ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ ‰›ÓÂÙ·È·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.4.1
fiÔ˘ ÔÈ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ Cc Î·È C ηıÔÚ›˙ÔÓÙ·È ·fi Ù· ηٷÛ΢·ÛÙÈο ÛÙÔÈ-
¯Â›· Ù˘ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Î·È ∏ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ ÔÏÏ·Ï‹˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜
ÌÔÚ› Ó· ÂÎÙÂϤÛÂÈ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ Î·È Ì ¿ÏÏÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ÙˆÓ ÔÔ›ˆÓ ÔÈ Û˘-¯ÓfiÙËÙ˜ Â›Ó·È ·Ú·Ï‹ÛȘ Ì ·˘Ù‹ Ù˘ ÂÍ.8.4.1. ∆ÚÔÔÔÈ‹ÛÂȘ ÛÙË Î·Ù·-Û΢‹ Ù˘ ÂÈÙÚ¤Ô˘Ó ÙËÓ Û˘ÌÊ·ÛÈ΋ Ù·Ï¿ÓÙˆÛË Î¿ı ‰Â‡ÙÂÚ˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜Î·È ηْ ·˘ÙfiÓ ÙÔÓ ÙÚfiÔ ÙËÓ ÂÈÏÔÁ‹ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓÔ˘ ÙÚfiÔ˘.
µ. ∫χÛÙÚÔÓ (Klystron)
H ÎχÛÙÚÔÓ Â›Ó·È Ï˘¯Ó›· Ë ÔÔ›· ÌÔÚ› Ó· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› ›ÙÂ Û·Ó ÁÂÓÓ‹ÙÚÈ· Ù·-Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ Â›ÙÂ Û·Ó ÂÓÈÛ¯˘Ù‹˜ ÈÛ¯‡Ô˜ Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜.
ˆ 0=
1L ⋅ C
.
ˆ r=
ˆ 0
1 +C c
4 ⋅ C
278 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
™¯‹Ì· 8.4.4 πÛ¯‡˜ ÂÍfi‰Ô˘ ÎχÛÙÚÔÓ ÁÈ· ‰È¿ÊÔÚÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜
√È ÎχÛÙÚÔÓ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡Ó ÁÈ· Ù· ΢ÎÏÒÌ·Ù· ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È Ù· ΢ÎÏÒÌ·Ù·ÂÍfi‰Ô˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ ÌÈÎÚÔ‡ ·ÓÔ›ÁÌ·ÙÔ˜ Ô˘ ÙÔ˘˜ ÂÈÙÚ¤Ô˘Ó Ó· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó ÛÂÛ˘¯ÓfiÙËÙ˜ ¤ˆ˜ Î·È 100GHz. ªÔÚÔ‡Ó Ó· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó ·ÏÌÈο ‹ Û˘Ó¯Ҙ(Û¯.8.4.4), Ì ÌÈÎÚfi ‡ÚÔ˜ ˙ÒÓ˘ (2-15% Ù˘ ÎÂÓÙÚÈ΋˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜) Î·È ÌÂÁ¿ÏË·ÔÏ·‚‹ (15-70dB).
™¯‹Ì· 8.4.5 ™¯ËÌ·ÙÈ΋ ‰ÔÌ‹ ÎχÛÙÚÔÓ Ì ‰‡Ô ÎÔÈÏfiÙËÙ˜
∆Ô ‰È¿ÁÚ·ÌÌ· ÌÈ·˜ ÎχÛÙÚÔÓ Ì ‰‡Ô ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ Ê·›ÓÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.4.5. ∆·ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ÂΤÌÔÓÙ·È ·fi ÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô (∫) Î·È ÂÈÙ·¯‡ÓÔÓÙ·È ·fi ÙÔ ‰˘Ó·-ÌÈÎfi Ù˘ ·Ófi‰Ô˘ (∞). ∏ ¿ÓÔ‰Ô˜ ¤¯ÂÈ ¤Ó· ¿ÓÔÈÁÌ· Ô˘ ÂÈÙÚ¤ÂÈ ÛÙ· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ·Ó· ÙËÓ ÚÔÛÂÚ¿ÛÔ˘Ó Î·È Ó· ÂÚ¿ÛÔ˘Ó Ì¤Û· ·fi ÙÔ ‰È¿ÎÂÓÔ Ù˘ ÚÒÙ˘ ÎÔÈ-ÏfiÙËÙ·˜ (g1) Î·È ÛÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· Ù˘ ‰Â‡ÙÂÚ˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ (g2) ¤ÙÛÈ ÒÛÙ ӷ ηٷ-Ï‹ÍÔ˘Ó ÛÙÔ Û˘ÏϤÎÙË. ∆Ô ¿ÓÔÈÁÌ· Ù˘ ÚÒÙ˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ ¤¯ÂÈ ÙË ÌÔÚÊ‹ Û¯¿-
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 279
Ú·˜ Î·È ÙÔ Â‡ÚÔ˜ ÙÔ˘ ‰È·Î¤ÓÔ˘ Â›Ó·È dg1 (Û¯.8.4.5). ∆· ËÏÂÎÙÚfi‰È· ÙÔ˘ ‰È¿ÎÂÓÔ˘Î¿ı ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ Û¯ËÌ·Ù›˙Ô˘Ó ¤Ó·Ó ˘ÎÓˆÙ‹ ÛÙÔÓ ÔÔ›Ô ·ÔıË·ÂÙ·È ÂÓ¤Ú-ÁÂÈ· ηıÒ˜ ÂÚÓÔ‡Ó Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Î·È Â¿ÁÔ˘Ó ËÏÂÎÙÚÔÛÙ·ÙÈο ÊÔÚÙ›·. ∆·‰È¿ÎÂÓ· Ú¤ÂÈ Ó· Â›Ó·È Ôχ ÌÈÎÚ¿ ¤ÙÛÈ ÒÛÙÂ Ô ·ÓÙ›ÛÙÔȯԘ ¯ÚfiÓÔ˜ ‰È¤Ï¢ÛË˜ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Ó· Â›Ó·È Ôχ ÌÈÎÚfiÙÂÚÔ˜ ·fi ÙËÓ ÂÚ›Ô‰Ô ÙÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜, ÛÙËÛ˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ Ù˘ ÎχÛÙÚÔÓ.
ŸÙ·Ó Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ÂÈÛ¤ÏıÔ˘Ó ÛÙÔ ‰È¿ÎÂÓÔ Ù˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ ÌÂÙ·‚¿ÏÏÂÙ·È ËÙ·¯‡ÙËÙ· ÙÔ˘˜ ÂÍ·ÈÙ›·˜ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Ô˘ ÂÌÊ·Ó›˙ÂÙ·È ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ¿-ÎÚˆÓ ÙÔ˘ ‰È·Î¤ÓÔ˘. ∏ Ù·¯‡ÙËÙ· ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ı· ·˘ÍËı› ‹ ı· ÌÂȈı› ·-Ó¿ÏÔÁ· Ì ÙË ÊÔÚ¿ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘. ∞Ó ÛÙ· ¿ÎÚ· ÙÔ˘ ‰È·Î¤ÓÔ˘ ÙÔ ËÏÂ-ÎÙÚÈÎfi ‰›Ô Â›Ó·È ÂÓ·ÏÏ·ÛÛfiÌÂÓÔ ÙfiÙÂ Ë ˘ÎÓfiÙËÙ· Ù˘ ‰¤ÛÌ˘ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔ-Ó›ˆÓ ‰È·ÌÔÚÊÒÓÂÙ·È ·ÓÙ›ÛÙÔȯ·. ∆Ô Ï¿ÙÔ˜ Ù˘ ‰È·ÌfiÚʈÛ˘ Ù˘ ˘ÎÓfiÙËÙ·˜ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Ù˘ ‰¤ÛÌ˘ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›-Ô˘ ÙÔ˘ ‰È·Î¤ÓÔ˘ Î·È ÙËÓ ·fiÛÙ·ÛË ·fi ÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ· C1 ¤ˆ˜ ÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ·C2. ∏ ·fiÛÙ·ÛË ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ‰‡Ô ÎÔÈÏÔÙ‹ÙˆÓ Î·ıÔÚ›˙ÂÈ ÙÔ ¯ÚfiÓÔ ‰È·‰ÚÔÌ‹˜Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÙÔÓ ··ÈÙÔ‡ÌÂÓÔ ¯ÚfiÓÔ ÁÈ· Ó· ·˘ÍËı› Ôχ ‹ Ï›ÁÔ Ë ˘ÎÓfiÙËÙ·ÙÔ˘ Ó¤ÊÔ˘˜ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ. ∆· ˘ÎÓÒÌ·Ù· Î·È ·Ú·ÈÒÌ·Ù· ÙÔ˘ Ó¤ÊÔ˘˜ ËÏÂ-ÎÙÚÔÓ›ˆÓ, Ô˘ ·ÓÙÈÛÙÔÈ¯Ô‡Ó Û ·ÏÌÔ‡˜ Ú‡̷ÙÔ˜, Êı¿ÓÔ˘Ó ÛÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ·C2 Î·È ÙË ‰ÈÂÁ›ÚÔ˘Ó, ηıÒ˜ ÙËÓ ÚÔÛÂÚÓÔ‡Ó Ô‰Â‡ÔÓÙ·˜ ÚÔ˜ ÙÔ Û˘ÏϤÎÙË.∆Ô Î‡Ì· Ô˘ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È Û˘ÏϤÁÂÙ·È Ì ¤Ó· ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎfi ·ÎÚÔ‰¤ÎÙË Û‡˙¢-͢. ∂Âȉ‹ Ë Ì¤ÛË Ù·¯‡ÙËÙ· ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Â›Ó·È ÛÙ·ıÂÚ‹, Ë ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ˘-ÎÓˆÌ¿ÙˆÓ Î·È ·Ú·ÈˆÌ¿ÙˆÓ ı· Ú˘ıÌ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ ·fiÛÙ·ÛË ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ÎÔÈ-ÏÔًوÓ. ™˘ÓÂÒ˜ ·˘Ù‹ Ë ·fiÛÙ·ÛË, Ô˘ Ú˘ıÌ›˙ÂÙ·È Ì Ì˯·ÓÈÎfi ÙÚfiÔ, η-ıÔÚ›˙ÂÈ ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜.
∞Ó Ì¤ÚÔ˜ ÙÔ˘ ·̷ÙÔ˜ ÂÍfi‰Ô˘ ·ӷÙÚÔÊÔ‰ÔÙ›ٷ ÛÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ· C1 ÙfiÙÂË ÎχÛÙÚÔÓ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Û·Ó Ù·Ï·Óوً˜ (Û¯.8.4.5), ·ÏÏÈÒ˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Û·Ó ÌÈ-ÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfi˜ ÂÓÈÛ¯˘Ù‹˜.
∏ ·ÔÏ·‚‹ ÌÈ·˜ ÎχÛÙÚÔÓ Ì ‰‡Ô ÎÔÈÏfiÙËÙ˜, fiÙ·Ó ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Û·Ó ÂÓÈÛ¯˘-Ù‹˜, Â›Ó·È Ù˘ Ù¿Í˘ ÙˆÓ 10dB. ∏ ÂÈÛ·ÁˆÁ‹ ÂÈϤÔÓ ÎÔÈÏÔÙ‹ÙˆÓ ÌÂٷ͇ Ù˘ C1
Î·È Ù˘ C2 ·˘Í¿ÓÂÈ ÙËÓ ·ÔÏ·‚‹ ·˘Ù‹ ¤ˆ˜ Î·È 70dB.ªÂÁ·Ï‡ÙÂÚË ·fi‰ÔÛË fiÛÔÓ ·ÊÔÚ¿ ÙË ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· Ù˘ ˆ˜ ËÁ‹ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂ-
ˆÓ, ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÂÙ·È Ì ÌÈ· ÙÚÔÔÔÈË̤ÓË ÎχÛÙÚÔÓ Ë ÔÔ›· ¤¯ÂÈ ÌÈ· ÌfiÓÔ ÎÔÈ-ÏfiÙËÙ· (Û¯. 8.4.6). ™Â ·˘Ù‹ ÙËÓ ÎχÛÙÚÔÓ ÙÔ ËÏÂÎÙÚfi‰ÈÔ ÙÔ˘ Û˘ÏϤÎÙË ÔÏÒÓÂ-Ù·È Ì ·ÚÓËÙÈ΋ Ù¿ÛË (Vr) ÁÈ· Ó· ·ˆı› Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Î·È Ó· Ù· ·Ó·ÁοÛÂÈÓ· ÂÈÛÙÚ¤„Ô˘Ó ÛÙËÓ ÎÔÈÏfiÙËÙ·. °È’ ·˘Ùfi ÙÔ ÏfiÁÔ ÙÔ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓÔ ËÏÂÎÙÚfi‰ÈÔÌÂÙÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È Û ·ˆıËÙ‹ Î·È Ë Ï˘¯Ó›· Û ·Ó·ÎÏ·ÛÙÈ΋ ÎχÛÙÚÔÓ (reflexklystron).
280 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
™¯‹Ì· 8.4.6 ¢ÔÌ‹ ·Ó·ÎÏ·ÛÙÈ΋˜ ÎχÛÙÚÔÓ
°. §˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ (TWT)
∏ ‰ÔÌ‹ ÌÈ·˜ Ï˘¯Ó›·˜ ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ (traveling wave tube, TWT) Ê·›ÓÂÙ·ÈÛÙÔ Û¯.8.4.7.
™¯‹Ì· 8.4.7 ¢ÔÌ‹ Ï˘¯Ó›·˜ ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜
ªÈ· Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ:
ñ ŒÓ· ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎfi ˘ÚÔ‚fiÏÔ Ì ΢ÏÈÓ‰ÚÈ΋ οıÔ‰Ô
ñ ªÈ· ¿ÓÔ‰Ô Ì ¿ÓÔÈÁÌ· ÁÈ· Ó· ÙËÓ ÚÔÛÂÚÓÔ‡Ó Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ·
ñ ªÈ· ÂÏÈÎÔÂȉ‹ ‰ÔÌ‹ ÛÙËÓ ÔÔ›· ‰È·‰›‰ÂÙ·È ÙÔ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷.∏ ‰ÔÌ‹ ·˘Ù‹ ÌÔÚ› Ó· ÔÈΛÏÂÈ, ·Ó¿ÏÔÁ· Ì ÙË Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ÂÊ·ÚÌÔÁ‹Î·È ÙËÓ ÈÛ¯‡ ÂÍfi‰Ô˘ (Û¯.8.4.8)
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 281
ñ ŒÓ· Û˘ÏϤÎÙË ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ, ÛÙÔ Ù¤ÏÔ˜ Ù˘ ‰È·‰ÚÔÌ‹˜ ÙÔ˘˜
ñ ™˘˙‡ÎÙ˜ ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È ÂÍfi‰Ô˘, ÛÙËÓ ·Ú¯‹ Î·È ÙÔ Ù¤ÏÔ˜ Ù˘ ÂÏÈÎÔÂȉԇ˜‰ÔÌ‹˜
™¯‹Ì· 8.4.8 ∞ÓÙÈηٿÛÙ·ÛË ¤ÏÈη˜ ÌÂ Û˘˙¢Á̤Ó˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜
™Â ÌÈ· Ù˘È΋ TWT Ë ¿ÓÔ‰Ô˜, Ë ÂÏÈÎÔÂȉ‹˜ ‰ÔÌ‹ Î·È Ô Û˘ÏϤÎÙ˘ ‚Ú›ÛÎÔ-ÓÙ·È Û ›‰ÈÔ ‰˘Ó·ÌÈÎfi. ∆ËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ÂÊ·ÚÌÔÁÒÓ ÈÛ¯‡Ô˜, Ë ¤ÏÈη ·ÓÙÈηı›-ÛÙ·Ù·È Ì ‰È·‰Ô¯ÈΤ˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ Û˘˙¢Á̤Ó˜ ̤ۈ ηٷÏÏ‹ÏˆÓ ·ÓÔÈÁÌ¿ÙˆÓ(Û¯.8.4.8).
∏ Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› ˆ˜ ÂÍ‹˜:
ñ ∆· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Ô˘ ÂΤÌÔÓÙ·È ·fi ÙËÓ Î¿ıÔ‰Ô ÂÈÙ·¯‡ÓÔÓÙ·È ·fi ÙÔ‰˘Ó·ÌÈÎfi Ù˘ ·Ófi‰Ô˘.
ñ ªfiÏȘ ·˘Ù¿ ‰È¤ÏıÔ˘Ó ·fi ÙÔ ¿ÓÔÈÁÌ· Ù˘ ·Ófi‰Ô˘ ÂÈÛ¤Ú¯ÔÓÙ·È ÛÙÔ ¯ÒÚÔÙ˘ ¤ÏÈη˜.
ñ ∆Ô ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ ÂÈÛ¿ÁÂÙ·È ·fi ÙÔ ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎfi ηÏÒ‰ÈÔ ‹ ÙÔÓÎ˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ÂÈÛfi‰Ô˘, ÛÙÔ Û˘˙‡ÎÙË ÂÈÛfi‰Ô˘, Î·È ‰È·‰›‰ÂÙ·È Ì¤Û· ·fi ÙËÓ¤ÏÈη ‹ ÙȘ Û˘˙¢Á̤Ó˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ ԉ‡ÔÓÙ·˜ ÚÔ˜ ÙËÓ ¤ÍÔ‰Ô.
ñ ∏ ¤ÏÈη ‹ ÔÈ Û˘˙¢Á̤Ó˜ ÎÔÈÏfiÙËÙ˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û·Ó ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜.
ñ ª¤Û· ÛÙËÓ ¤ÏÈη ÙÔ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ ·ÏÏËÏÂȉڿ Ì ٷ ËÏÂ-ÎÙÚfiÓÈ· ̤ۈ Ù˘ ËÏÂÎÙÚÈ΋˜ Û˘ÓÈÛÙÒÛ·˜ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›-Ô˘ Î·È ·˘ÍÔÌÂÈÒÓÂÈ ÙËÓ ˘ÎÓfiÙËÙ· ÙÔ˘˜.
ñ §fiÁˆ Û˘Ó¯ԇ˜ ·ÏÏËÏ›‰Ú·Û˘ Ì ÙÔ Ô‰Â‡ÔÓ Î‡Ì· ÔÈ ÏËı˘ÛÌÔ› ÙˆÓ Ë-ÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ÛÙ· ˘ÎÓÒÌ·Ù· ·˘Í¿ÓÔÓÙ·È Î·È ·Ú·ÈÒÌ·Ù· ÂÏ·ÙÙÒÓÔÓÙ·ÈηıÒ˜ Ô‰Â‡Ô˘Ó ÚÔ˜ ÙÔ Û˘ÏϤÎÙË.
ñ √È ¤ÙÛÈ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÔ‡ÌÂÓÔÈ ·ÏÌÔ› Ú‡̷ÙÔ˜ ·˘Í¿ÓÔ˘Ó ÙÔ Ï¿ÙÔ˜ ÙÔ˘ Ô-‰Â‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜.
ñ ªÂ ·˘Ù‹ ÙË ‰È·‰Èηۛ· ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÂÙ·È ÂÓ›Û¯˘ÛË ÙÔ˘ Ï¿ÙÔ˘˜ Î·È Û˘ÓÂ-Ò˜ Ù˘ ÈÛ¯‡Ô˜ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜.
∂Âȉ‹ Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ηٿ ÙË ‰È·‰ÚÔÌ‹ ÙÔ˘˜ ÚÔ˜ ÙÔ Û˘ÏϤÎÙË, ¯¿ÓÔ˘Ó Ì¤-ÚÔ˜ Ù˘ ·Ú¯È΋˜ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ Ô˘ ·¤ÎÙËÛ·Ó ÎÈÓÔ‡ÌÂÓ· ÌÂٷ͇ ·Ófi‰Ô˘-ηıfi‰Ô˘,ÌÂÚÈΤ˜ ÊÔÚ¤˜ Ô Û˘ÏϤÎÙ˘ Ú¤ÂÈ Ó· ‚Ú›ÛÎÂÙ·È Û ÂÏ·ÊÚÒ˜ ¯·ÌËÏfiÙÂÚÔ ‰˘Ó·-ÌÈÎfi.
282 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
∏ Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ÌÔÚ› Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËı› Î·È ÁÈ· ÙËÓ ·Ú·-ÁˆÁ‹ ·Ì›ˆÙˆÓ Ù·Ï·ÓÙÒÛˆÓ. °È· ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚË ·fi‰ÔÛË ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È Ë Ï˘-
¯Ó›·-Ù·Ï·Óوً˜ ·Ó¿‰ÚÔÌÔ˘ ·̷ÙÔ˜ (backward-wave oscillator, BWO). ™Â·˘Ù‹ ÙË Ï˘¯Ó›· Ô ·ÎÚÔ‰¤ÎÙ˘ Ù˘ ¤ÏÈη˜ Ô˘ ‚Ú›ÛÎÂÙ·È ÚÔ˜ ÙËÓ ÏÂ˘Ú¿ ÙÔ˘Û˘ÏϤÎÙË ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È, ÚÔηÏÒÓÙ·˜ ¤ÙÛÈ ÙË ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ·Ó¿‰ÚÔÌÔ˘ ·̷ÙÔ˜.∆Ô Î‡Ì· ·˘Ùfi, ԉ‡ÔÓÙ·˜ ·Ó¿ÛÙÚÔÊ· ÂͤگÂÙ·È ·fi ÙÔ ¿ÎÚÔ Ù˘ ¤ÏÈη˜ Ô˘‚Ú›ÛÎÂÙ·È ÚÔ˜ ÙËÓ ÏÂ˘Ú¿ Ù˘ ·Ófi‰Ô˘. ŒÙÛÈ, Ë ‰¤ÛÌË ‰È·ÌÔÚÊÒÓÂÙ·È ·fi ÙËÓ·Ú¯‹ Ì ÙÔ˘˜ ·ÏÌÔ‡˜ ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ “ÂÍfi‰Ô˘” ∏ ·Ó·ÙÚÔÊÔ‰fiÙËÛË ·˘Ù‹ ›ӷÈıÂÙÈ΋ Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ó· ·Ú¿ÁÔÓÙ·È Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ, Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÙˆÓ ÔÔ›ˆÓ Â-Í·ÚÙ¿Ù·È ·fi Ù· ÁˆÌÂÙÚÈο ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈο Ù˘ ¤ÏÈη˜ Î·È ÙË Ì¤ÛË Ù·¯‡ÙËÙ·ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ.
√È Ï˘¯Ó›Â˜ ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜, TWT, ˆ˜ ÂÓÈÛ¯˘Ù¤˜ ¤¯Ô˘Ó Ôχ ÌÂÁ¿ÏÔ Â‡-ÚÔ˜ ˙ÒÓ˘ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ (2:1), ÙÔ ÔÔ›Ô ‰ÂÓ ÌÔÚ› Ó· ÂÈÙ¢¯ı› Ì ÙȘ Ì¿ÁÓÂ-ÙÚÔÓ Î·È ÙȘ ÎχÛÙÚÔÓ. ∞ÓÙ›ÛÙÔȯ˜ Â›Ó·È ÔÈ ÂȉfiÛÂȘ Ù˘ Û·Ó ËÁ‹ Ù·Ï·ÓÙÒ-ÛÂˆÓ (BWO). ÿÚȘ Û ·˘Ù¤˜ ÙȘ ȉÈfiÙËÙ˜, ·Ó Î·È Ë ·fi‰ÔÛË ÙÔ˘˜ Â›Ó·È ÌÈ-ÎÚfiÙÂÚË Ù˘ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Î·È ÎχÛÙÚÔÓ, ÔÈ Ï˘¯Ó›Â˜ ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ ¯ÚËÛÈÌÔ-ÔÈÔ‡ÓÙ·È Û ‰ÔÚ˘ÊÔÚÈΤ˜ ÂÈÎÔÈӈӛ˜ Î·È Û ڷÓÙ¿Ú Ô˘ ‰ÂÓ ÂËÚ¿˙ÔÓÙ·È·fi ·ÚÂÌ‚ÔϤ˜ ηıÒ˜ Î·È ÁÈ· ·Ú·ÁˆÁ‹ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ ·ÓÙÈ̤ÙÚˆÓ.
8.5 ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∞ ™∆√πÃ∂π∞
∞. ¢π√¢√™ GUNN
º·ÈÓfiÌÂÓÔ Gunn: ∏ ‰›Ô‰Ô˜ Gunn ¤Ï·‚ ÙÔ fiÓÔÌ· Ù˘ ·fi ÙÔÓ J. B. Gunn(1963) ÛÙËÓ πµª, Ô˘ ·Ó·Î¿Ï˘„ ÙËÓ ÂÌÊ¿ÓÈÛË ÂÚÈÔ‰ÈÎÒÓ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ ÛÙÔÚ‡̷ Ô˘ ‰È¤ÚÚ ÏÂÙ¿ ‰Â›ÁÌ·Ù· ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô˘ °·ÏÏ›Ô˘ (GaAs)‹ ºˆÛÊÔÚÔ‡¯Ô˘ πÓ‰›Ô˘ (InP) Ù‡Ô˘ ¡. √ J. B. Gunn ·Ú·Ù‹ÚËÛ fiÙÈ Ë ÂÚ›Ô-‰Ô˜ ÙˆÓ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ ·˘ÙÒÓ ‹Ù·Ó ·Ó¿ÏÔÁË ÙÔ˘ ¿¯Ô˘˜ ÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ Î·È fiÙÈÔÈ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ ÂÌÊ·Ó›˙ÔÓÙ·Ó fiÙ·Ó ÛÙ· ‰Â›ÁÌ·Ù· ÂÊ·ÚÌÔ˙fiÙ·Ó Â·ÚÎÒ˜ ˘„Ë-Ïfi ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô.
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 283
™¯‹Ì· 8.5.1 ∂Í¿ÚÙËÛË Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ (v) ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ·fi ÙËÓ ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ (Â)
∆Ô Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ ·˘Ùfi ÂÚÌËÓ‡ÙËΠ̠ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· Ù˘ ıˆÚ›· Ù˘ ·ÚÓËÙÈ΋˜‰È·ÊÔÚÈ΋˜ ¢ÎÈÓËÛ›·˜ Ô˘ ›¯Â ÚÔÙ·ı› ·fi ÙÔÓ C. Hilsum (1962). ™‡ÌʈӷÌ ·˘Ù‹, fiÙ·Ó ÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô ÛÙÔ ÂÛˆÙÂÚÈÎfi ÂÓfi˜ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ˘Âڂ› ÌÈ·ÙÈÌ‹ ηوÊÏ›Ô˘ (ÂT), Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Ù˘ ˙ÒÓ˘ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜ ·ÔÎÙÔ‡Ó ·ÚÎÂ-Ù‹ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· ÒÛÙ ӷ ·ÓÂ‚Ô‡Ó Û ˘„ËÏfiÙÂÚ˜ ÂÓÂÚÁÂȷΤ˜ ˙ÒÓ˜. ∂Λ Ë Ê·ÈÓfi-
ÌÂÓË (ÂÓÂÚÁfi˜) Ì¿˙· ÙÔ˘˜ Â›Ó·È ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚË Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙËÓ Ì›ˆÛË Ù˘ ¢-
ÎÈÓËÛ›·˜ Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÙËÓ ÂÏ¿ÙÙˆÛË Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ ÙÔ˘˜. ∏ ÂÍ¿ÚÙËÛË Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚfiÓÈˆÓ ·fi ÙËÓ ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈ-
ÎÔ‡ ‰›Ô˘ ÛÙÔ ÂÛˆÙÂÚÈÎfi ÙˆÓ ËÌÈ·ÁˆÁÒÓ ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô-°¿ÏÏÈÔ Î·È ÙÔ ºˆ-ÛÊÔÚÔ‡¯Ô-ÿÓ‰ÈÔ, Û ıÂÚÌÔÎÚ·Û›· ÂÚÈ‚¿ÏÏÔÓÙÔ˜, 27Æ C (300∫), ‰›‰ÂÙ·È ÛÙÔÛ¯. 8.5.1.
∂›Ó·È ÁÓˆÛÙfi fiÙÈ ÙÔ Ú‡̷ π Ô˘ ‰È·ÚÚ¤ÂÈ ¤Ó· ˘ÏÈÎfi Â›Ó·È ·Ó¿ÏÔÁÔ ÚÔ˜ ÙÔÁÈÓfiÌÂÓÔ Ù˘ ˘ÎÓfiÙËÙ·˜ ÙˆÓ ÂÏ¢ı¤ÚˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ › ÙËÓ Ù·¯‡ÙËÙ· ÙÔ˘˜.ŒÙÛÈ, Ë ÂÍ¿ÚÙËÛË ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ π ·fi ÙËÓ Ù¿ÛË V Ô˘ ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È ÛÙ· ¿ÎÚ· Â-Ófi˜ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡, ÛÙÔÓ ÔÔ›Ô ÂÌÊ·Ó›˙ÂÙ·È ÙÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Gunn, ı· Â›Ó·È ·Úfi-ÌÔÈ· Ì ·˘Ù‹ ÙÔ˘ Û¯.8.5.1. ∂ÈϤÔÓ Ë ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Ú‡̷ÙÔ˜-Ù¿Û˘ ›ӷÈÛ˘ÌÌÂÙÚÈ΋, ‰ËÏ·‰‹ ›‰È· Î·È ÁÈ· ÙȘ ‰‡Ô ÊÔÚ¤˜ ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ (Û¯.8.5.2).
™¯‹Ì· 8.5.2 ÷ڷÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Ú‡̷ÙÔ˜ Ù¿Û˘ Ê·ÈÓÔ̤ÓÔ˘ Gunn
(Â∆)
π
V
(Â∆)
284 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
¶ÂÚ·ÈÙ¤Úˆ ·‡ÍËÛË Ù˘ Ù¿Û˘ ÛÙ· ¿ÎÚ· ÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡, ‰ËÏ·‰‹ Ù˘ ¤ÓÙ·Û˘ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘, ‰ÂÓ Ô‰ËÁ› Û ·‡ÍËÛË ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜. ŒÙÛÈ, Ë ¯·Ú·ÎÙË-ÚÈÛÙÈ΋ Ú‡̷ÙÔ˜-Ù¿Û˘ ÂÓfi˜ Ù¤ÙÔÈÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ı· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ ÌÈ· ̤ÁÈÛÙËÙÈÌ‹ Ú‡̷ÙÔ˜, Ô˘ ·ÓÙÈÛÙÔȯ› ÛÙËÓ ÙÈÌ‹ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ ÂT. °È· Ù¿-ÛÂȘ ÔÈ Ôԛ˜ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÔ‡Ó ˘„ËÏfiÙÂÚ· ËÏÂÎÙÚÈο ‰›· ÛÙÔ ÂÛˆÙÂÚÈÎfi ÙÔ˘ Ë-ÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ÙÔ Ú‡̷ ·Ú·Ì¤ÓÂÈ ÛÙ·ıÂÚfi ‰ÈfiÙÈ Ë Ì¤ÛË Ù·¯‡ÙËÙ· ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔ-Ó›ˆÓ ‰Â ÌÂÙ·‚¿ÏÏÂÙ·È Ï¤ÔÓ Ì ÙÔ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô (Û¯.8.5.1)
∞ÚÓËÙÈ΋ ‰È·ÊÔÚÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË: ø˜ ÁÓˆÛÙfiÓ, Ë ‰˘Ó·ÌÈ΋ ‹ ‰È·ÊÔÚÈ΋ ·ÓÙ›-ÛÙ·ÛË ÂÓfi˜ ˘ÏÈÎÔ‡ ‹ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÔ‡ ÛÙÔÈ¯Â›Ô˘ ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.5.1
ŒÙÛÈ, Ë ‰˘Ó·ÌÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÓfi˜ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡, ÛÙÔÓ ÔÔ›Ô ÂÌÊ·Ó›˙ÂÙ·È ÙÔÊ·ÈÓfiÌÂÓÔ Gunn, ı· Â›Ó·È ıÂÙÈ΋ ÛÙ· ÙÌ‹Ì·Ù· Ù˘ ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Ú‡̷ÙÔ˜Ù¿Û˘ Ô˘ ·˘Í¿ÓÂÙ·È Ë ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ Û˘Ó·ÚÙ‹ÛÂÈ Ù˘ Ù¿Û˘ Î·È ·ÚÓËÙÈ-΋ ÛÙ· ÙÌ‹Ì·Ù· Ô˘ ÂÏ·ÙÙÒÓÂÙ·È ÙÔ Ú‡̷ fiÙ·Ó ·˘Í¿ÓÂÙ·È Ë Ù¿ÛË. ∂›Ó·È ÚÔ-Ê·Ó¤˜ fiÙÈ ÁÈ· οı ÙÈÌ‹ Ù˘ Ù¿Û˘ ÙÔ ËÏ›ÎÔ V/I, Ô˘ Â›Ó·È Ë ÛÙ·ÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·-ÛË, ·Ú·Ì¤ÓÂÈ ¿ÓÙ· ıÂÙÈÎfi, ‚Ϥ ۯ.8.5.2. µ¤‚·È·, Û ¤Ó· ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎfi ·-Îψ̷ ÂÓ·ÏÏ·ÛÛÔ̤ÓÔ˘ (AC) Û‹Ì·ÙÔ˜ ÂÎÌÂÙ·ÏÏ¢fiÌ·ÛÙ ¿ÓÙ· ÙË ‰È·ÊÔÚÈÎ‹Î·È fi¯È ÙË ÛÙ·ÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË.
°ÂÓÈο, ÙÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Ù˘ ÂÏ¿ÙÙˆÛ˘ ÙÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜, Ô˘ ‰È·ÚÚ¤ÂÈ ÌÈ· ‰È¿Ù·-ÍË, fiÙ·Ó ·˘Í¿ÓÂÙ·È Ë ÂÊ·ÚÌÔ˙fiÌÂÓË ÛÙ· ¿ÎÚ· Ù˘ Ù¿ÛË, ÙÔ ¯·Ú·ÎÙËÚ›˙Ô˘Ì Ϥ-ÁÔÓÙ·˜ fiÙÈ ¤¯Ô˘Ì ÂÌÊ¿ÓÈÛË ·ÚÓËÙÈ΋˜ ‰È·ÊÔÚÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘.
¢›Ô‰Ô˜ Gunn. ¢ÔÌ‹ Î·È ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷: ∏ ‰ÔÌ‹ ÌÈ·˜ Ù˘È΋˜ ‰Èfi‰Ô˘Gunn ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.5.3· . ∏ ‰›Ô‰Ô˜ ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È ‚·ÛÈο ·fi ¤Ó· Â-ÓÂÚÁfi ÛÙÚÒÌ· (∂.™.), ÙÔ ÔÔ›Ô Â›Ó·È ¡-Ù‡Ô˘ ËÌÈ·ÁˆÁfi˜ ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô˘-°·ÏÏ›-Ô˘ (GaAs) ‹ ºˆÛʈÚÔ‡¯Ô˘-πÓ‰›Ô˘ (InP). ∆Ô ¿¯Ô˜ ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ÛÙÚÒÌ·ÙÔ˜ η-ıÔÚ›˙ÂÈ, fiˆ˜ ı· ‰Ô‡Ì ·Ú·Î¿Ùˆ, ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘.
™Â ·˘Ùfi ÙÔ ÛËÌÂ›Ô ı· Ú¤ÂÈ Ó· ÂÈÛËÌ·Óı› fiÙÈ Ë ‰›Ô‰Ô˜ Gunn ηٷ¯ÚË-ÛÙÈο ÌfiÓÔ ÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È ‰›Ô‰Ô˜ ÂÂȉ‹ ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È ·fi ¤Ó· ÌfiÓÔ ÔÌÔÁÂÓ‹ ËÌÈ·-ÁˆÁfi Ù‡Ô˘-¡. √ fiÚÔ˜ “‰›Ô‰Ô˜” ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ‰ÈfiÙÈ Ë ‰È¿Ù·ÍË ¤¯ÂÈ ‰‡Ô ·-ÎÚÔ‰¤ÎÙ˜, fiˆ˜ ÔÈ Û˘Ó‹ıÂȘ ‰›Ô‰ÔÈ. ∂ÈϤÔÓ, ¿ÓÔ‰Ô˜ Î·È Î¿ıÔ‰Ô˜ ı· ›ӷÈÔÈ ·ÎÚÔ‰¤ÎÙ˜ ÛÙÔ˘˜ ÔÔ›Ô˘˜, οı ÊÔÚ¿, Û˘Ó‰¤ÂÙ·È Ô ıÂÙÈÎfi˜ Î·È Ô ·ÚÓËÙÈÎfi˜fiÏÔ˜ Ù˘ ËÁ‹˜, ·ÓÙ›ÛÙÔȯ·.
r =dVdI
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 285
· ‚
™¯‹Ì· 8.5.3 (·) ¢ÔÌ‹ Î·È (‚) Ù˘ÈÎfi ÂÚ›‚ÏËÌ· ‰Èfi‰Ô˘ Gunn
∏ ‰›Ô‰Ô˜ Gunn ÙÔÔıÂÙÂ›Ù·È Û ¤Ó· Î¤Ï˘ÊÔ˜ ‹ ÂÚ›‚ÏËÌ· (package) ÙÔ Ô-Ô›Ô Â›Ó·È Î·Ù¿ÏÏËÏÔ ÁÈ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜, .¯. ̤۷Û ¤Ó· Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi. ∆˘ÈÎfi ‰Â›ÁÌ· Ù¤ÙÔÈÔ˘ ÎÂχÊÔ˘˜ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔÛ¯.8.5.3‚. ™Â ·˘Ùfi ÙÔ ÂÚ›‚ÏËÌ· ÔÈ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ Î·È ·˘Ù·Áˆ-Á¤˜ ÂÏ·¯ÈÛÙÔÔÈÔ‡ÓÙ·È, ¯ˆÚ›˜, fï˜, ÙÂÏÈο Ó· ÌˉÂÓÈÛÙÔ‡Ó Ï‹Úˆ˜.
™¯‹Ì· 8.5.4 πÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷ ‰Èfi‰Ô˘ Gunn
∆Ô ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷ ÌÈ·˜ ‰Èfi‰Ô˘ Gunn (‚Ϥ ۯ.8.5.4) ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ ÙȘ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ C· Î·È Cb, Ô˘ ÔÊ›ÏÔÓÙ·È ÛÙÔ ÂÚ›‚ÏËÌ·, ÙËÓ ·˘-Ù·ÁˆÁ‹ LP, Ô˘ ÔÊ›ÏÂÙ·È ÛÙÔÓ ·ÁˆÁfi Û‡Ó‰ÂÛ˘ ÙÔ˘ ÂÚÈ‚Ï‹Ì·ÙÔ˜ Ì ÙË ‰›Ô-‰Ô, Î·È ÙËÓ ·Ú·ÛÈÙÈ΋ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ· Cd ηıÒ˜ Î·È ÙËÓ ·ÚÓËÙÈ΋ ‰È·ÊÔÚÈ΋ ·-ÓÙ›ÛÙ·ÛË –Rd Ô˘ ÔÊ›ÏÔÓÙ·È ÛÙËÓ ›‰È· ÙË ‰›Ô‰Ô.
∆ÚfiÔÈ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ Gunn: ∞fi ÙËÓ ÂÔ¯‹ Ù˘ ·Ó·Î¿Ï˘„˘ ÙÔ˘Ê·ÈÓÔ̤ÓÔ˘ Gunn ̤¯ÚÈ Û‹ÌÂÚ· ¤¯Ô˘Ó ÂÓÂÚÁÔÔÈËı› Î·È ÌÂÏÂÙËı› ‰È¿ÊÔÚÔÈÙÚfiÔÈ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ Gunn.
ŸÙ·Ó ÂÊ·ÚÌÔÛÙ› ÛÙË ‰›Ô‰Ô Gunn ¤Ó· ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô ÙÔ˘ ÔÔ›Ô˘ Ë ¤ÓÙ·ÛËÂ›Ó·È ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚË ·fi ÙËÓ ÂT, ¤¯Ô˘Ì ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Ô˘ ı· ÎÈÓÔ‡ÓÙ·È Ì ˘„ËÏ‹Ù·¯‡ÙËÙ· ÛÙË ˙ÒÓË ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜ Î·È ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· Ô˘ ı· ÎÈÓÔ‡ÓÙ·È Ì ¯·ÌËÏ‹Ù·¯‡ÙËÙ· Û ˘„ËÏfiÙÂÚ˜ ÂÓÂÚÁÂȷΤ˜ ˙ÒÓ˜. ∞˘Ùfi, Ì·ÎÚÔÛÎÔÈο, ¤¯ÂÈ ˆ˜ ·Ô-
C· Cb Cd
LP
¶∂ƒπµ§∏ª∞ ¢π√¢√À ¢π√¢√™ GUNN
-Rd
GaAs ÷ÌËÏ‹˜ ∞ÓÙ›ÛÙ·Û˘
GaAs ÷ÌËÏ‹˜ ∞ÓÙ›ÛÙ·Û˘
nGaAs Ú~0.5ø/cm (∂.™.)
~0.001ø/cm
1 - 2 Ìm
~8 Ìm ÁÈ· 16 GHz
~10 Ìm ÁÈ· 10 GHz
100
- 15
0 Ìm
286 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
Ù¤ÏÂÛÌ· ÙËÓ ÂÏ¿ÙÙˆÛË Ù˘ ̤Û˘ ÙÈÌ‹˜ Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Î·È ÙËÓÂÌÊ¿ÓÈÛË Ù˘ ·ÚÓËÙÈ΋˜ ‰È·ÊÔÚÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘, Ô˘ ›‰·Ì ÚÔËÁÔ‡ÌÂÓ·.
¶¤Ú· fï˜ ·fi ·˘Ùfi, ÂÌÊ·Ó›˙ÂÙ·È Î·È ¤Ó· ¿ÏÏÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ ÙÔ ÔÔ›Ô ÌÔ-Ú› Ó· ÂÚÈÁÚ·Ê› ·Ï¿ ·Ú·Î¿Ùˆ Ì ÙÔÓ ÂÍ‹˜ ÙÚfiÔ:
ñ ∫¿ı ËÏÂÎÙÚfiÓÈÔ Ô˘ ÌÂÙ·‚·›ÓÂÈ Û ˘„ËÏfiÙÂÚË ˙ÒÓË (·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜) Â-È‚Ú·‰‡ÓÂÙ·È ·fiÙÔÌ·.
ñ ∏ ·fiÙÔÌË ÂÈ‚Ú¿‰˘ÓÛË ·˘ÙÒÓ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ› ÌÈ· Û˘ÛÛÒ-Ú¢ÛË ·ÚÓËÙÈÎÔ‡ ÊÔÚÙ›Ô˘.
ñ ™Â ÔÏϤ˜ ÂÚÈÙÒÛÂȘ Ë ‰È·Ù·Ú·¯‹ ·˘Ù‹, ‰ËÏ·‰‹ Ë Û˘ÛÛÒÚ¢ÛË ·ÚÓËÙÈ-ÎÔ‡ ÊÔÚÙ›Ô˘, ¤¯ÂÈ Û·Ó ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙËÓ ÂÌÊ¿ÓÈÛË ÂÓfi˜ ÎÂÓÔ‡ ·ÚÓËÙÈÎÔ‡ÊÔÚÙ›Ô˘ (‰ËÏ·‰‹ ¤Ó· ıÂÙÈÎfi ÊÔÚÙ›Ô), ÙÔ ÔÔ›Ô ÚÔËÁÂ›Ù·È ÙÔ˘ ·ÚÓËÙÈÎÔ‡ÊÔÚÙ›Ô˘, Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È ¤Ó· ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›ÔÏÔ.
ñ §fiÁˆ ÙÔ˘ ÈÛ¯˘ÚÔ‡ ÙÔÈÎÔ‡ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Ë ‰È·Ù·Ú·¯‹ ÙÔ˘ ÊÔÚÙ›Ô˘·˘Í¿ÓÂÙ·È Ì Ôχ ÁÚ‹ÁÔÚÔ Ú˘ıÌfi.
ñ ∞˘Ù‹ Ë ‰È·Ù·Ú·¯‹ ÎÈÓÂ›Ù·È ÚÔ˜ ÙËÓ ¿ÓÔ‰Ô fiÔ˘ ÂÍ·Ê·Ó›˙ÂÙ·È.
ñ ∏ ‰È·‰Èηۛ· ·ӷϷ̂¿ÓÂÙ·È ·Ì¤Ûˆ˜ ÌÂÙ¿ ÙËÓ ÂÍ·Ê¿ÓÈÛË Ù˘ ‰È·Ù·-Ú·¯‹˜.
ñ ∏ ÂÍ·Ê¿ÓÈÛË Î¿ı ‰È·Ù·Ú·¯‹˜ ¿ÁÂÈ ·ÏÌfi Ú‡̷ÙÔ˜ ÛÙÔ Â͈ÙÂÚÈÎfi·Îψ̷.
∏ ÂÌÊ¿ÓÈÛË ·ÚÓËÙÈ΋˜ ‰È·ÊÔÚÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Î·È ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›ÔÏÔ˘ ÛÙˉ›Ô‰Ô Gunn ·Ú¤¯ÂÈ ÙË ‰˘Ó·ÙfiÙËÙ· ·Ú·ÁˆÁ‹˜ ËÏÂÎÙÚÈÎÒÓ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ ÌÂÔÏÏÔ‡˜ ÙÚfiÔ˘˜. √È ÙÚfiÔÈ ·˘ÙÔ› ÂÚÈÁÚ¿ÊÔÓÙ·È ·Ú·Î¿Ùˆ.
1. ∆ÚfiÔ˜ Ê·ÈÓÔ̤ÓÔ˘ Gunn ‹ ¯ÚfiÓÔ˘ ‰È¤Ï¢Û˘: √ ÙÚfiÔ˜ ·Ú·ÁˆÁ‹˜ Ù·Ï·-ÓÙÒÛÂˆÓ Ô˘ ‚·Û›˙ÂÙ·È Î·ı·Ú¿ ÛÙÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Gunn (Gunn mode) ÛÙËÚ›˙ÂÙ·ÈÛÙË ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ‰È·Ù·Ú·¯‹˜ ÊÔÚÙ›Ô˘ ‹ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›ÔÏÔ˘ ÙÔ ÔÔ›Ô Ô‰Â‡ÂÈ Ì¤-Û· ÛÙË ‰›Ô‰Ô. ∂Âȉ‹ ÌfiÓÔ ÌÈ· ‰È·Ù·Ú·¯‹ ÌÔÚ› Ó· ‰ËÌÈÔ˘ÚÁËı› οı ÊÔÚ¿,Ë ÂÚ›Ô‰Ô˜ Ù˘ ·ÓÙ›ÛÙÔȯ˘ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙÔ ¯ÚfiÓÔ ‰È¤Ï¢Û˘(Ùt) Ù˘ ‰È·Ù·Ú·¯‹˜. √ ¯ÚfiÓÔ˜ ‰›‰ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.5.1
fiÔ˘ L Â›Ó·È ÙÔ ¿¯Ô˜ ÙÔ˘ ÂÓÂÚÁÔ‡ ÙÌ‹Ì·ÙÔ˜ Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ Î·È ˘S Ë Ù·¯‡ÙËÙ· ÙˆÓËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ (‚Ϥ ۯ.8.5.3·). °È’ ·˘Ùfi ÙÔ ÏfiÁÔ ·˘Ùfi˜ Ô ÙÚfiÔ˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È Î·È ÙÚfiÔ˜ ¯ÚfiÓÔ˘ ‰È¤Ï¢Û˘ (transit time mode). ∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·-Ï¿ÓÙˆÛ˘ ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ÙÚfiÔ˘ ‰›ÓÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
Ù t =L
˘ s
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 287
8.5.2
∆Ô ·ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ô Ú‡̷ Ô˘ ‰È·ÚÚ¤ÂÈ ÙË ‰›Ô‰Ô ¤¯ÂÈ ÌÔÚÊ‹ fiˆ˜ ·˘Ù‹ Ô˘ ‰Â›-¯ÓÂÈ ÙÔ Û¯.8.5.5 .
™¯‹Ì· 8.5.5 ∫˘Ì·ÙÔÌÔÚÊ‹ Ú‡̷ÙÔ˜ ÏfiÁˆ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ Ê·ÈÓÔ̤ÓÔ˘ Gunn
∂ÈϤÔÓ Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ‰ÂÓ ÂËÚ¿˙ÂÙ·È ·fi ÙÔ Â͈ÙÂÚÈÎfi ·-Îψ̷, ÙÔ ÔÔ›Ô ÁÈ ·˘Ùfi ÙÔ ÏfiÁÔ Â›Ó·È ˆÌÈÎfi.
™Â Ì›· ‰›Ô‰Ô Gunn Ù· ¿¯Ë ÙÔ˘ ÂÓÂÚÁÔ‡ ÙÌ‹Ì·ÙÔ˜ Â›Ó·È L=10Ìm (‚ϤÂÛ¯.8.5.3). ∞Ó Ë Ù·¯‡ÙËÙ· ÎfiÚÔ˘ ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ Â›Ó·È ˘S=107cm/sec Ó· ˘ÔÏÔ-Á›ÛÂÙ ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ÏfiÁˆ ÙÚfiÔ˘ ¯ÚfiÓÔ˘ ‰È¤Ï¢Û˘.
§‡ÛË
ÃÚËÛÈÌÔÔÈÒÓÙ·˜ ÙËÓ ÂÍ. 8.5.2 ‚Ú›ÛÎÔ˘ÌÂ:
2. ∆ÚfiÔ˜ Û˘ÓÙÔÓÈṲ̂ÓÔ˘ Ê·ÈÓÔ̤ÓÔ˘ Gunn: ™Â ·˘Ù‹ ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ¯ÚËÛÈÌÔ-ÔÈÂ›Ù·È Û˘ÓÙÔÓÈṲ̂ÓÔ Î‡Îψ̷ ÛÙÔ ÔÔ›Ô Û˘Ó‰¤ÂÙ·È Ë ‰›Ô‰Ô˜. ∏ ÂÓ·ÏÏ·ÛÛfi-ÌÂÓË Ù¿ÛË Ô˘ ·Ó·Ù‡ÛÛÂÙ·È ÛÙ· ¿ÎÚ· ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ‰È·ÌÔÚÊÒÓÂÈÙËÓ ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Ô˘ ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È Ì¤Ûˆ Ù˘ Û˘Ó¯ԇ˜ (DC)fiψÛ˘. ∏ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÙÔ˘ Û˘ÓÙÔÓÈṲ̂ÓÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ÂÈϤÁÂÙ·È Ó· Â›Ó·È ›-ÛË Ì ·˘Ù‹ Ô˘ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙÔ ¯ÚfiÓÔ ‰È¿‚·Û˘ (Ùt) ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓ›ˆÓ (ÂÍ.8.5.2). ∞·Ú·›ÙËÙË ÚÔ¸fiıÂÛË ÁÈ· ÙËÓ ˘ÏÔÔ›ËÛË ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ÙÚfiÔ˘ Ù·Ï¿-ÓÙˆÛ˘ Â›Ó·È Ë ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Ó· ÌË Á›ÓÂÈ ÌÈÎÚfiÙÂÚË ·fi ÂS,
f =˘ s
L=
107
cm / sec
10 ⋅ 10– 4
cm= 10
10Hz = 10 GHz
¶·Ú¿‰ÂÈÁÌ· 8.5.1
f =1
T=
˘ s
L
288 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
‚Ϥ ۯ.8.5.6·.
· ‚™¯‹Ì· 8.5.6 (·) ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Ù·¯‡ÙËÙ·˜-¤ÓÙ·Û˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Î·È (‚) Â-
Í¿ÚÙËÛË Ù˘ ¤ÓÙ·Û˘ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ ·fi ÙÔ ¯ÚfiÓÔ
™Â ·˘Ùfi ÙÔÓ ÙÚfiÔ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ Ë ‰È·Ù·Ú·¯‹ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ÊÔÚÙ›Ô˘ Û˘-ÓÙËÚÂ›Ù·È Û fiÏË ÙË ‰È¿ÚÎÂÈ· Ù˘ ÂÚÈfi‰Ô˘ ∆ (Û¯.8.5.6‚) Î·È Ë ·fi‰ÔÛË Ù˘ ‰Èfi-‰Ô˘ Gunn ‰Â ÍÂÂÚÓ¿ ÙÔ 10%. ªÈÎÚ‹ ÂÏ¿ÙÙˆÛË Ù˘ Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ ÙÔ˘ Û˘ÓÙÔÓÈ-Ṳ̂ÓÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜, ÒÛÙ ÙÔ ÊÔÚÙ›Ô Ó· Û˘ÏϤÁÂÙ·È ÛÙË ‰È¿ÚÎÂÈ· Ù˘ ·ÚÓËÙÈ-΋˜ ËÌÈÂÚÈfi‰Ô˘ (Û¯.8.5.6‚), ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÂÈ ·‡ÍËÛË Ù˘ ·fi‰ÔÛ˘ Ë ÔÔ›· ÌÔÚ›ӷ Êı¿ÛÂÈ ÙÔ 20%.
3. ∆ÚfiÔ˜ ÂÚÈÔÚÈṲ̂Ó˘ Û˘ÛÛÒÚ¢Û˘ ÊÔÚÙ›Ô˘ ¯ÒÚÔ˘ ‹ LSA: ŸÙ·Ó ÙÔ Ï¿-ÙÔ˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ·˘ÍËı› ÛËÌ·ÓÙÈο Ë ¤ÓÙ·ÛË ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ Á›ÓÂÙ·ÈÌÈÎÚfiÙÂÚË ·fi ÌÈ· ÙÈÌ‹ ÂS, Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙËÓ ‰È¿Ï˘ÛË Ù˘ ‰È·Ù·Ú·¯‹˜ ÙÔ˘ Ë-ÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ÊÔÚÙ›Ô˘ ÚÈÓ ·˘Ù‹ Êı¿ÛÂÈ ÛÙËÓ ¿ÓÔ‰Ô. ∞Ó Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù˘ Ù·Ï¿-ÓÙˆÛ˘ Â›Ó·È ·ÚÎÂÙ¿ ˘„ËÏ‹, ÙfiÙ ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ Ô ··Ú·›ÙËÙÔ˜ ¯ÚfiÓÔ˜ ÁÈ· Ó·‰ËÌÈÔ˘ÚÁËı› Ë Û˘ÛÛÒÚ¢ÛË ÙÔ˘ ÊÔÚÙ›Ô˘ Î·È Ë ‰›Ô‰Ô˜ ‰È·ÙËÚ› ÌfiÓÔ ÙÔ ¯·Ú·-ÎÙËÚÈÛÙÈÎfi Ù˘ ·ÚÓËÙÈ΋˜ ‰È·ÊÔÚÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘. ™Â ·˘Ùfi ÙÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ ‚·Û›-˙ÂÙ·È Ô ÙÚfiÔ˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘, Ô˘ Â›Ó·È ÁÓˆÛÙfi˜ ˆ˜ ÙÚfiÔ˜ ÂÚÈÔÚÈṲ̂Ó˘ Û˘Û-
ÛÒÚ¢Û˘ ÊÔÚÙ›Ô˘-¯ÒÚÔ˘ (Limited Space-charge Accumulation, LSA). ∞˘Ù‹ ËηٿÛÙ·ÛË Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ·Ô‰›‰ÂÙ·È ÛÙÔ Û¯. 8.5.7
™¯‹Ì· 8.5.7 ™˘Óı‹Î˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ÙÚfiÔ˘ LSA
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 289
∏ ·fi‰ÔÛË Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ ÛÙËÓ Ù·Ï¿ÓÙˆÛË Ì ÙÚfiÔ LSA ÌÔÚ› Ó· Êı¿ÛÂÈÛÙÔ 20%. ∂ÈϤÔÓ Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘ ÌÔÚ› Ó· Á›ÓÂÈ ÔÏÏ·Ï¿ÛÈ· ÙË˜Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ Ô˘ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙÔ ¯ÚfiÓÔ ‰È¿‚·Û˘.
∂Ê·ÚÌÔÁ‹ ÙˆÓ ‰Èfi‰ˆÓ Gunn: √È ‰›Ô‰ÔÈ Gunn ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ÁÈ· ÙËÓ Î·Ù·-Û΢‹ Ù·Ï·ÓÙˆÙÒÓ Ô˘ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ™Â Ì›·‰›Ô‰Ô Gunn ÙÔ ¿¯Ô˜ ÙÔ˘ ÂÓÂÚÁÔ‡ ÛÙÚÒÌ·ÙÔ˜ ÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ηıÔÚ›˙ÂÈ ÙËÓÙ¿ÛË Î·ÙˆÊÏ›Ô˘ VT (VT = ÂT
. L) Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÙËÓ Ù·Ï¿ÓÙˆÛË ÙÚfiÔ˘ ¯ÚfiÓÔ˘‰È¤Ï¢Û˘. °È’ ·˘Ùfi ÙÔ ÏfiÁÔ ÔÈ Î·Ù·Û΢·ÛÙ¤˜ ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÔ˘Ó ÛÙ· Ù¯ÓÈÎ¿Ê˘ÏÏ¿‰È· ÙÔ˘˜ ÙÔ ÂÍ‹˜ ‰È¿ÁÚ·ÌÌ·:
™¯‹Ì· 8.5.8 ∂Í¿ÚÙËÛË ÙÔ˘ ηÓÔÓÈÎÔÔÈË̤ÓÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ ·fi ÙËÓ Î·ÓÔÓÈÎÔÔÈË̤-ÓË Ù¿ÛË Û ÌÈ· ‰›Ô‰Ô Gunn
™ÙÔ ‰È¿ÁÚ·ÌÌ· ·˘Ùfi ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È Ë ÂÍ¿ÚÙËÛË ÙÔ˘ ÏfiÁÔ˘ π/π∆ Û˘Ó·ÚÙ‹ÛÂÈÙÔ˘ ÏfiÁÔ˘ V/VT, fiÔ˘ π∆ Î·È VT Â›Ó·È ÙÔ Ú‡̷ ÛÙË ı¤ÛË Î·ÙˆÊÏ›Ô˘ Î·È Ë Ù¿ÛËηوÊÏ›Ô˘, ·ÓÙ›ÛÙÔȯ·. ∆Ô ‰È¿ÁÚ·ÌÌ· ·˘Ùfi ηıÔÚ›˙ÂÈ ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ Ù¿Û˘ ÏÂÈ-ÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÁÈ· ÙÔ˘˜ ‰È¿ÊÔÚÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘. ∂ÈϤÔÓ, ÙÔ ‰È¿ÁÚ·ÌÌ·ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ ¤Ó·Ó ›Ó·Î· Ô˘ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ ÙË ˙ÒÓË Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜Î·È ÙËÓ ·ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ë Ù¿ÛË Î·ÙˆÊÏ›Ô˘ ‰È·ÊfiÚˆÓ ‰Èfi‰ˆÓ Gunn Ù˘ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤-Ó˘ ÔÈÎÔÁÂÓ›·˜ ‰Èfi‰ˆÓ.
Ÿˆ˜ ›·ÌÂ, Ì›· ‰›Ô‰Ô˜ Gunn ÌÔÚ› Ó· ·Ú¿ÁÂÈ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ Ì ‰È¿ÊÔ-ÚÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜. ™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË Ô˘ ÂÎÌÂÙ·ÏÏ¢fiÌ·ÛÙ ÙÚfiÔ˘˜ Ù·Ï¿ÓÙˆÛ˘‰È·ÊÔÚÂÙÈÎÔ‡˜ ·fi ÙÔÓ ÙÚfiÔ ¯ÚfiÓÔ˘ ‰È¤Ï¢Û˘, ··ÈÙÂ›Ù·È Ë ¯Ú‹ÛË ËÏÂÎÙÚÔ-Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·ÓÙË¯Â›Ô˘, ÙÔ ÔÔ›Ô Ó· ¤¯ÂÈ Ôχ ˘„ËÏfi Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ÔÈfiÙËÙ·˜ Q.
290 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
∏ Û˘ÁÎÚfiÙËÛË ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ Ù·Ï·Óوً ÂÈÎÔÓ›˙ÂÙ·È ÛÙÔ Û¯. 8.5.9.
™¯‹Ì· 8.5.9 ∆·Ï·Óوً˜ Ì ‰›Ô‰Ô Gunn
∏ ‰›Ô‰Ô˜ ÙÔÔıÂÙÂ›Ù·È ÛÂ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ı¤ÛË Ù˘ ÎÔÈÏfiÙËÙ·˜ ÙÔ˘ ·ÓÙË¯Â›Ô˘ÒÛÙ ӷ ·ÍÈÔÔÈËı› ÛÙÔ ¤·ÎÚÔ Ë ·Ó·ÙÚÔÊÔ‰fiÙËÛË ÁÈ· ÛˆÛÙ‹ Û˘ÓÙ‹ÚËÛË Ù˘ٷϿÓÙˆÛ˘. ∏ ÙÚÔÊÔ‰ÔÛ›· Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÂÙ·È Ì¤Ûˆ ÛÙÚ·ÁÁ·ÏÈÛÙÈÎÔ‡ËÓ›Ô˘, ηٿÏÏËÏ· ۯ‰ȷṲ̂ÓÔ˘ ÁÈ· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜, ÂÓÒ Ë Û‡-˙¢ÍË Ì ÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ‰È· ÙÔ˘ ÔÔ›Ô˘ ‰ÈÔ¯ÂÙ‡ÂÙ·È ÙÔ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi·̷ ÚÔ˜ ÙÔ ÊfiÚÙÔ, Á›ÓÂÙ·È Ì¤Ûˆ ‰È·ÊÚ¿ÁÌ·ÙÔ˜ ÙÔ˘ ÔÔ›Ô˘ ÙÔ ·Ú¿ı˘ÚÔ Â›-Ó·È Î·ıÔÚÈṲ̂ÓÔ ÁÈ· ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÙÔ˘ Ù·Ï·Óوً. ∞ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ë Â›-Ó·È Ë ‰ÔÌ‹ ÙÔ˘ Ù·Ï·Óوً ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎÔ‡ ·ÓÙË¯Â›Ô˘ ‹ ·ÓÙË¯Â›Ô˘ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜.™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË Î·Ù¿ ÙËÓ ÔÔ›· ÂÈı˘Ìԇ̠ӷ ÌÂÙ·‚¿ÏÔ˘Ì ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ·ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÙÔ˘ Ù·Ï·Óوً, ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ÌÈ· µ·Ú¿ÎÙÔÚ (‰›Ô‰Ô˜ ÌÂÙ·‚ÏË-Ù‹˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ·˜, varactor) Ë ÔÔ›· ÙÔÔıÂÙÂ›Ù·È Û ٤ÙÔÈ· ı¤ÛË ÒÛÙ ӷ ÌÂ-Ù·‚¿ÏÏÂÈ ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÙÔ˘ ·ÓÙË¯Â›Ô˘ Ì ÙÔÓ Î·Ï‡ÙÂÚÔ ‰˘Ó·ÙfiÙÚfiÔ.
µ. ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫√ ∆ƒ∞¡∑π™∆√ƒ
∆· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¯ˆÚ›˙ÔÓÙ·È Î·È ·˘Ù¿ Û ‰‡Ô ‚·ÛÈΤ˜ ηÙËÁÔ-ڛ˜, Ù· ‰ÈÔÏÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ (BJT) Î·È Ù· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ Â›‰Ú·Û˘ ‰›Ô˘(FET), fiˆ˜ Ù· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ Ô˘ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ¯·ÌËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ∫¿ı ›-‰Ô˜ ·fi ·˘Ù¿ Ù· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, ÁÈ· Ó· ÌÔÚ¤ÛÂÈ Ó· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ‹ÛÂÈ Û ·˘Ù¤˜ ÙȘ ˘-„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜, ¤¯ÂÈ ˘ÔÛÙ› οÔȘ ÙÚÔÔÔÈ‹ÛÂȘ Û ۯ¤ÛË Ì ÙÔÓ ·Ú¯ÈÎfiÙ‡Ô ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, Ô˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È Û ¯·ÌËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜.
™ÙȘ ÂÚÈÛÛfiÙÂÚ˜ ÂÚÈÙÒÛÂȘ, ·˘Ù¤˜ ÔÈ ÙÚÔÔÔÈ‹ÛÂȘ ÂÓÙÔ›˙ÔÓÙ·È ÛÙËÓ·ÏÏ·Á‹ ÙˆÓ ‰È·ÛÙ¿ÛÂˆÓ ÙˆÓ Â·ÊÒÓ, ÙÔ˘ ÂÚÈ‚Ï‹Ì·ÙÔ˜ Î·È Ù¤ÏÔ˜ ÛÙËÓ ·ÏÏ·-
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 291
Á‹ ÙÔ˘ ›‰Ô˘˜ ÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ·fi ÙÔÓ ÔÔ›Ô Â›Ó·È Î·Ù·Û΢·Ṳ̂ÓÔ ÙÔ ÙÚ·Ó˙›-ÛÙÔÚ. §fiÁˆ Ù˘ ÌÂÁ¿Ï˘ ÔÈÎÈÏ›·˜ ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ Û οı ηÙËÁÔÚ›· Î·È ÙÔ˘Û˘Ó¯Ҙ ·˘Í·ÓfiÌÂÓÔ˘ Ê¿ÛÌ·ÙÔ˜ ÙˆÓ ÂÊ·ÚÌÔÁÒÓ ÙÔ˘˜ Û ˘„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ı· ÂÍÂÙ·ÛÙ› οı ›‰Ô˜ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¯ˆÚÈÛÙ¿. ™Â οı ÂÚ›ÙˆÛË ı· ÂÈÛËÌ·Ó-ı› ÙÔ Â‰›Ô ÂÊ·ÚÌÔÁ‹˜ ÙÔ˘ ÂÍÂÙ·˙fiÌÂÓÔ˘ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ.
π. ¢ÈÔÏÈÎfi ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¶˘ÚÈÙ›Ô˘
∆· ‰ÈÔÏÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ˘ÚÈÙ›Ô˘, ÁÈ· ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì¿ÙˆÓ, ·ÔÙÂ-ÏÔ‡ÓÙ·È Î·È ·˘Ù¿ ·fi ‰‡Ô ‰Èfi‰Ô˘˜ Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙ÔÓÙ·È ÛÙȘ ·ʤ˜ ‚¿Û˘ ηÈÛ˘ÏϤÎÙË Î·ıÒ˜ Î·È ‚¿Û˘ Î·È ÂÎÔÌÔ‡ Î·È ‰ÂÓ ‰È·Ê¤ÚÔ˘Ó ÛËÌ·ÓÙÈο ·fi Ù·ÎÔÈÓ¿ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, Ô˘ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ¯·ÌËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. √È Î‡ÚȘ ηٷ-Û΢·ÛÙÈΤ˜ ‰È·ÊÔÚ¤˜ ÙÔ˘˜ ÂÈÎÂÓÙÚÒÓÔÓÙ·È ÛÙ· ÂÍ‹˜ ÛËÌ›·:
™¯‹Ì· 8.5.10 ∆‡ÔÈ ÂÚÈ‚Ï‹Ì·ÙÔ˜ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ ‰ÈÔÏÈÎÒÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ
ñ ∆Ô ÛÙÚÒÌ· Ù˘ ‚¿Û˘ Â›Ó·È ÈÔ ÏÂÙfi ÒÛÙÂ Ô ¯ÚfiÓÔ˜ ‰È¤Ï¢Û˘ ÙˆÓ ÊÔ-Ú¤ˆÓ ·Ó Û˘ÓÙÔ̇ÂÙ·È ÛËÌ·ÓÙÈο.
ñ √È ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ ÙˆÓ Â·ÊÒÓ ‚¿Û˘-ÂÎÔÌÔ‡ (CEB) ηȂ¿Û˘-Û˘ÏϤÎÙË (CCB) ¤¯Ô˘Ó ÂÏ·ÙÙˆı› ÛËÌ·ÓÙÈο, ÙfiÛÔ ÒÛÙ ÔÈ ÙÈ̤˜ÙÔ˘˜ Ó· Â›Ó·È ÌÈÎÚfiÙÂÚ˜ ‹ ›Û˜ Ì ϛÁ· pF.
ñ ∆Ô ÂÚ›‚ÏËÌ· Â›Ó·È ÂȉÈο ۯ‰ȷṲ̂ÓÔ (Û¯.8.5.10) ÒÛÙ ӷ ÌÂȈıÔ‡Ó ÔÈ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ ηıÒ˜ Î·È ÔÈ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ·˘Ù·ÁˆÁ¤˜ ÙˆÓ·ÁˆÁÒÓ Û‡Ó‰ÂÛ˘ ÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ Ì ÙÔ˘˜ ·ÎÚÔ‰¤ÎÙ˜ ÙÔ˘ ÂÚÈ‚Ï‹Ì·ÙÔ˜.
ŸÏ˜ ·˘Ù¤˜ ÔÈ ÙÚÔÔÔÈ‹ÛÂȘ ¤¯Ô˘Ó Û·Ó ÌÔÓ·‰ÈÎfi ÛÙfi¯Ô ÙËÓ ·‡ÍËÛË ÙË˜Û˘¯ÓfiÙËÙ·˜ ·fiÎÚÈÛ˘ ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·˘ÙÒÓ.
∆· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËıÔ‡Ó Û fiϘ ÙȘÁÓˆÛÙ¤˜ Û˘Ó‰ÂÛÌÔÏÔÁ›Â˜ (∫∂, ∫µ Î·È ∫™). ∂Âȉ‹ Û οıÂ Û˘Ó‰ÂÛÌÔÏÔÁ›· ËÛ‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È Ë Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÍfi‰Ô˘ ÙÔ˘ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ‰ÂÓ Â›Ó·È 50ø Î·È ÂÈϤÔÓ ÌÂÙ·‚¿ÏÏÂÙ·È Ì ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ·, ÛÙÔ Û¯Â‰È·ÛÌfi ÂÓfi˜ÂÓÈÛ¯˘Ù‹ Ì ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ›‰Ô˘˜ ‰›ÓÂÙ·È È‰È·›ÙÂÚË ÚÔÛÔ¯‹. ™ÙËÓ ÂÈ-ÏÂÁ̤ÓË ˙ÒÓË Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÚÔÛÙ›ıÂÓÙ·È ÔÈ ··Ú·›ÙËÙ˜ ·˘Ù·-ÁˆÁ¤˜ ‹ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ ¤ÙÛÈ ÒÛÙÂ Ë ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È Ë ÂÍfi‰Ô˘ ÙÔ˘ ÂÓÈ-
EE
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BXXX
C
C
292 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
Û¯˘Ù‹, ÌÂÙÚÔ‡ÌÂÓ˜ ·fi ÙËÓ ÏÂ˘Ú¿ Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, Ô˘ Â›Ó·È 50ø,Ó· Â›Ó·È Â›Û˘ 50ø. ŒÙÛÈ, ÂÌÔ‰›˙ÂÙ·È Ë ·Ó¿ÎÏ·ÛË ÙÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜ ηٿ ÙËÓ Â›-ÛÔ‰Ô Î·È ¤ÍÔ‰Ô ÙÔ˘ Î·È ·ÔʇÁÂÙ·È Ë ‰˘ÛÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜. ∏ ÂÈ-ÏÔÁ‹ Ù˘ ÛˆÛÙ‹˜ ÚÔÛ·ÚÌÔÁ‹˜ ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È ÂÍfi‰Ô˘ ÙÔ˘ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÌÂÈÒÓÂÈ ÙÔÏfiÁÔ Û‹Ì·ÙÔ˜ ÚÔ˜ ıfiÚ˘‚Ô ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜, Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙÔ fiÊÂÏÔ˜ Ó· ›-Ó·È ‰ÈÏfi.
∆· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û˘Ó‹ıˆ˜ Ì ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂ-Ù·ÊÔÚ¿˜ Ù‡Ô˘ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ (microstrip). ™Â ·˘Ù¿ Ù· ΢ÎÏÒÌ·Ù· ÔÈ ·˘Ù·-ÁˆÁ¤˜ Î·È ÔÈ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÔÓÙ·È Ì ηٿÏÏËÏ· Ì‹ÎË Î·È ¯·Ú·ÎÙË-ÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜. ™Â ÔÚÈṲ̂Ó˜ ÂÚÈÙÒÛÂȘ ÙÔ Û¯‹-Ì· Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ηıÔÚ›˙ÂÈ ÙËÓ ÈηÓfiÙËÙ· ÚÔÛ·ÚÌÔÁ‹˜ ÙÔ˘ ΢ÎÏÒ-Ì·ÙÔ˜ ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ÂÍfi‰Ô˘. ™ÙÔ Î‡Îψ̷ ÙÔ˘ Û¯.8.5.11· ·-ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ¤Ó·˜ ÂÓÈÛ¯˘Ù‹˜ ÛÂ Û˘Ó‰ÂÛÌÔÏÔÁ›· ÎÔÈÓ‹˜ ‚¿Û˘. °È· Ó· ÂÍ·ÛÊ·ÏÈ-ÛÙ› Ë Î·Ï‹ Á›ˆÛË, ÛÙȘ Ôχ ˘„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜, ÙÔ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ Ì·˙› Ì ÙȘÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÂÈÛfi‰Ô˘ Î·È ÂÍfi‰Ô˘ ÙÔÔıÂÙÔ‡ÓÙ·È Û ‚¿ÛË ¯·ÏÎÔ‡ ‹ ·-ÏÔ˘ÌÈÓ›Ô˘ (Û¯. 8.5.11‚).
· ‚
™¯‹Ì· 8.5.11 ·) ·Îψ̷ ÂÓÈÛ¯˘Ù‹ ∫µ Î·È ‚) Ë ˘ÏÔÔ›ËÛË ÙÔ˘ Ì ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔ-Ú¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜
ππ. ¢ÈÔÏÈÎfi ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¶˘ÚÈÙ›Ô˘-°ÂÚÌ·Ó›Ô˘ (SiGe)
∆· ‰ÈÔÏÈο ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ‰ÂÓ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËıÔ‡Ó Û Ôχ ˘„ËϤ˜ Û˘-¯ÓfiÙËÙ˜. √ ÂÚÈÔÚÈÛÌfi˜ ÔÊ›ÏÂÙ·È ÛÙÔ ÂÂÚ·Ṳ̂ÓÔ ¿¯Ô˜ Ù˘ ‚¿Û˘ Î·È ÙÔıfiÚ˘‚Ô Ô˘ ÂÈÛ¿ÁÂÙ·È ÛÙȘ ˘„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ŒÙÛÈ, Ù· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ˘ÚÈÙ›Ô˘¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ¢Ú›·˜ ηٷӿψÛ˘ ̤¯ÚÈ ÙË Û˘¯ÓfiÙËÙ·ÙˆÓ 2GHz, ÂÚ›Ô˘. ™Â ÂÚÈÔ¯¤˜ ˘„ËÏfiÙÂÚˆÓ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·ÈÙ· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ “ÂÙÂÚÔ·ʋ˜” ˘ÚÈÙ›Ô˘-ÁÂÚÌ·Ó›Ô˘ (SiGe). ∆· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·˘Ù¿ÔÓÔÌ¿˙ÔÓÙ·È ÂÙÂÚÔ·ʋ˜ ‰ÈfiÙÈ Ô Û‡ÓıÂÙÔ˜ ËÌÈ·ÁˆÁfi˜ ˘Ú›ÙÈÔ-ÁÂÚÌ¿ÓÈÔ ¯ÚË-ÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È ÁÈ· ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ Ù˘ ‚¿Û˘ Î·È ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÂ›Ù·È ÌÈ· ÂÙÂÚÔÂȉ‹˜ ·-
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 293
Ê‹ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ˘ÚÈÙ›Ô˘ Ì ¤Ó· Û‡ÓıÂÙÔ ËÌÈ·ÁˆÁfi ÙÔ ˘Ú›ÙÈÔ-ÁÂÚÌ¿ÓÈÔ. ™Ù·ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·˘Ù¿ ÙÔ ¿¯Ô˜ Ù˘ ‚¿Û˘ ÌÔÚ› Ó· ÂÏ·ÙÙˆı› ÛËÌ·ÓÙÈο. ∂ÈϤ-ÔÓ, Ë ·ÚÔ˘Û›· ÙÔ˘ Û‡ÓıÂÙÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ ÛÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ Ù˘ ‚¿Û˘ ¤¯ÂÈ Û·Ó ·Ô-Ù¤ÏÂÛÌ· ÙË ‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ÂÓfi˜ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÛÙÔ ÔÔ›Ô ÔÈ ÊÔÚ›˜ ÎÈÓÔ‡ÓÙ·È Ì ÌÂ-Á·Ï‡ÙÂÚ˜ Ù·¯‡ÙËÙ˜. ∞˘Ùfi ¤¯ÂÈ Û·Ó ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ ÙÔ˘˜Ó· Â›Ó·È ˘„ËÏfiÙÂÚË ·fi ÙËÓ ·ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ë ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ˘ÚÈÙ›Ô˘ Î·È Ô Û˘ÓÙÂ-ÏÂÛÙ‹˜ ıÔÚ‡‚Ô˘ (noise figure) ÌÈÎÚfiÙÂÚÔ˜.
ŒÓ· ÛËÌ·ÓÙÈÎfi ÏÂÔÓ¤ÎÙËÌ· ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÂÙÂÚÔ·ʋ˜ ˘ÚÈÙ›Ô˘-ÁÂÚÌ·-Ó›Ô˘ Â›Ó·È fiÙÈ Ë Ù¯ÓÔÏÔÁ›· ηٷÛ΢‹˜ ÙÔ˘˜ ‰Â ‰È·Ê¤ÚÂÈ ÛËÌ·ÓÙÈο ·fi ÙËÓÙ¯ÓÔÏÔÁ›· ηٷÛ΢‹˜ ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ˘ÚÈÙ›Ô˘. ∞˘Ù¿ Ù· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ¯ÚËÛÈ-ÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û·Ó ‰È·ÎÚÈÙ¿ ÛÙÔȯ›· Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ΢ÎÏÒÌ·Ù· ‹ ÁÈ· ÙËÓηٷÛ΢‹ ÔÏÔÎÏËÚˆÌ¤ÓˆÓ Î˘ÎÏˆÌ¿ÙˆÓ ÁÈ· ÙËÓ ÎÈÓËÙ‹ ÙËÏÂʈӛ· Ì ۇÛÙË-Ì· GSM (900ªHz) Î·È DCS (1800-1900MHz) ÙfiÛÔ Û ÎÈÓËÙ¿ ÙËϤʈӷ fiÛÔÎ·È Û ·Ó·ÌÂÙ·‰fiÙ˜. ∆· ÔÏÔÎÏËڈ̤ӷ ΢ÎÏÒÌ·Ù· Ô˘ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ÛÂÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ÔÓÔÌ¿˙ÔÓÙ·È ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ªÔÓÔÏÈıÈο √ÏÔ-ÎÏËڈ̤ӷ ∫˘ÎÏÒÌ·Ù· (Microwave Monolithic Integrated Circuits, MMIC).
πππ. ¢ÈÔÏÈÎfi ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ËÌÈ·ÁˆÁÒÓ ÙˆÓ ÔÌ¿‰ˆÓ πππ-V
™Â ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ Ôχ ˘„ËÏfiÙÂÚˆÓ Û˘¯ÓÔًوÓ, ¤ˆ˜ ·ÚÎÂÙ¤˜ ‰Âο‰Â˜ GHz, ¯ÚËÛÈ-ÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÂÙÂÚÔ·ʋ˜ ηٷÛ΢·Ṳ̂ӷ ·fi Û‡ÓıÂÙÔ˘˜ ËÌÈ·Áˆ-ÁÔ‡˜ ÙˆÓ ÔÌ¿‰ˆÓ πππ Î·È V ÙÔ˘ ÂÚÈÔ‰ÈÎÔ‡ Û˘ÛÙ‹Ì·ÙÔ˜. ∆¤ÙÔÈÔÈ ËÌÈ·ÁˆÁÔ› ›-Ó·È ÙÔ ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô °¿ÏÏÈÔ (GaAs), ÙÔ ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô-°¿ÏÏÈÔ-∞ÚÁ›ÏÈÔ (AlGaAs)Î.·. ∆· ˘ÏÈο ·˘Ù¿ ÏÂÔÓÂÎÙÔ‡Ó Û ۯ¤ÛË Ì ÙÔ SiGe ‰ÈfiÙÈ Ù· ËÏÂÎÙÚfiÓÈ· ÌÔ-ÚÔ‡Ó Ó· ÎÈÓËıÔ‡Ó Ì Ôχ ˘„ËÏfiÙÂÚ˜ Ù·¯‡ÙËÙ˜ Ì ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ó· ÂÈÙ˘Á¯¿-ÓÔÓÙ·È Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ·ÔÎÔ‹˜ Ù˘ ٿ͈˜ ÙˆÓ 70GHz ‹ ·ÎfiÌ· ˘„ËÏfiÙÂÚ˜.
∆· ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·˘Ù¿ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È È‰È·›ÙÂÚ· Û ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ¯·ÌËÏÔ‡ıÔÚ‡‚Ô‡ ηıÒ˜ Î·È Û ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÈÛ¯‡Ô˜. ∂ÈϤÔÓ, ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ÛÂ Û˘-ÛÙ‹Ì·Ù· ÁÈ· ‰ÔÚ˘ÊÔÚÈ΋ ÙËÏÂfiÚ·ÛË Î·È ‰ÔÚ˘ÊÔÚÈΤ˜ ˙‡ÍÂȘ. ∆¤ÏÔ˜, Â›Ó·È Ù·ÌfiÓ· Ô˘ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËıÔ‡Ó Û ÎÈÓËÙ‹ ÙËÏÂʈӛ· Ì ·Â˘ı›·˜˙‡ÍË Ì ‰ÔÚ˘ÊfiÚÔ ÛÂ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚ˜ ÙˆÓ 50GHz.
º¿ÛÌ· ÂÊ·ÚÌÔÁÒÓ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ ‰ÈÔÏÈÎÒÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ
™ÙÔ Û¯. 8.5.12 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ÔÈ ‰È¿ÊÔÚ˜ ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÙˆÓ ËÌÈ·ÁˆÁÈÎÒÓ ˘ÏÈ-ÎÒÓ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ·fi ÙËÓ ÎÈÓËÙ‹ ÙËÏÂʈӛ· GSM ¤ˆ˜ ÙËÓ‰ÔÚ˘ÊÔÚÈ΋ ÙËÏÂfiÚ·ÛË Î·È ÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ ˙‡ÍÂȘ, Ì·˙› Ì ÙȘ ÂÚÈÔ¯¤˜Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÙÔ˘˜. ™ÙÔ ›‰ÈÔ Û¯‹Ì· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È ÔÈ Ï¤ÔÓ Î·-Ù¿ÏÏËÏÔÈ ËÌÈ·ÁˆÁÔ› ÁÈ· ÙËÓ Î·Ù·Û΢‹ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ ‰È·Ù¿ÍÂˆÓ ÛÙȘ Û˘ÁÎÂ-ÎÚÈ̤Ó˜ ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜.
294 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
™¯‹Ì· 8.5.12 ∂Ê·ÚÌÔÁ¤˜ ÙˆÓ ‰È·ÊfiÚˆÓ ËÌÈ·ÁˆÁÒÓ ÁÈ· ÙËÓ Î·Ù·Û΢‹ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚÎ·È ÔÈ ÂÚÈÔ¯¤˜ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ÙÔ˘˜
πV. ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο FET
∆· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο FET ¯ˆÚ›˙ÔÓÙ·È Î·È ·˘Ù¿ Û ‰‡Ô ηÙËÁÔڛ˜, Ù· FET ·-Ê‹˜ ÌÂÙ¿ÏÏÔ˘-ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡ (MESFET) Î·È Ù· FET ÂÙÂÚÔ·ʋ˜. √È ¯·Ú·ÎÙËÚÈ-ÛÙÈΤ˜ Ú‡̷ÙÔ˜-Ù¿Û˘ ·˘ÙÒÓ ÙˆÓ FET Â›Ó·È Û¯Â‰fiÓ fiÌÔȘ Ì ÂΛӘ ÙˆÓJFET. ∏ ‚·ÛÈ΋ ÙÔ˘˜ ‰È·ÊÔÚÔÔ›ËÛË ÂÓÙÔ›˙ÂÙ·È ÛÙË ·Ô˘Û›· ·ʋ˜ ƒ¡ÛÙËÓ ‡ÏË, Ë ÔÔ›· ¤¯ÂÈ ·ÓÙÈηٷÛÙ·ı› Ì ·ʋ ÌÂÙ¿ÏÏÔ˘ ËÌÈ·ÁˆÁÔ‡, ηÈÛÙȘ Ôχ ÌÈÎÚ¤˜ ‰È·ÛÙ¿ÛÂȘ ÙÔ˘ ηӷÏÈÔ‡, Ô˘ ÌÂÈÒÓÔ˘Ó ÙȘ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆ-ÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ Û ÌÂÚÈο ‰¤Î·Ù· ÙÔ˘ pF.
™¯‹Ì· 8.5.13 IÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÔ‡ FET
™ÙÔ Û¯.8.5.13 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÙÔ ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷ ÂÓfi˜ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÔ‡FET. ª¤Û· ÛÙÔ ‰È·ÎÂÎÔÌ̤ÓÔ Ï·›ÛÈÔ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÙÔ ÈÛÔ‰‡Ó·ÌÔ Î‡Îψ̷Ù˘ „ËÊ›‰·˜ (chip) ÙÔ˘ FET Ì ÙȘ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ Î·È ·ÓÙÈÛÙ¿-ÛÂȘ. ∂ÎÙfi˜ Ï·ÈÛ›Ô˘ Ê·›ÓÔÓÙ·È ÔÈ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜ ·˘Ù·ÁˆÁ¤˜ ÙˆÓ ·ÁˆÁÒÓÛ‡Ó‰ÂÛ˘ Ù˘ „ËÊ›‰·˜ Ì ÙÔ ÂÚ›‚ÏËÌ· Ù˘ ‰È¿Ù·Í˘ ηıÒ˜ Î·È ÔÈ ·Ú·ÛÈÙÈΤ˜¯ˆÚËÙÈÎfiÙËÙ˜ ÙÔ˘ ÂÚÈ‚Ï‹Ì·ÙÔ˜.
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 295
™ÙËÓ ÚÒÙË Î·ÙËÁÔÚ›· ·Ó‹ÎÔ˘Ó Ù· FET ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô˘-°·ÏÏ›Ô˘ Ì ÂÊ·Ú-ÌÔÁ¤˜ ÛÂ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ÌÈÎÚfiÙÂÚ˜ ÙˆÓ 20GHz.
™ÙËÓ ‰Â‡ÙÂÚË Î·ÙËÁÔÚ›· ·Ó‹ÎÔ˘Ó Ù· FET ∞ÚÛÂÓÈÎÔ‡¯Ô˘-°·ÏÏ›Ô˘-∞ÚÁÈÏ›Ô˘Î·È ¶˘ÚÈÙ›Ô˘-°ÂÚÌ·Ó›Ô˘. ∆· ÚÒÙ· ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËıÔ‡Ó Û Ôχ ˘-„ËϤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ™ÙËÓ ·ÚÔ‡Û· Ù¯ÓÔÏÔÁÈ΋ Ê¿ÛË ¤¯Ô˘Ó ηٷÛ΢·ÛÙ› ÂÈ-Ú·Ì·ÙÈο ÚfiÙ˘· ÌÂ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ·ÔÎÔ‹˜ ¤ˆ˜ Î·È 300GHz.
§fiÁˆ ÙÔ˘ Ôχ ¯·ÌËÏÔ‡ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ıÔÚ‡‚Ô˘, ·˘Ù¤˜ ÔÈ ‰È·Ù¿ÍÂȘ ¯ÚËÛÈÌÔ-ÔÈÔ‡ÓÙ·È Û ÂÓÈÛ¯˘Ù¤˜ ¯·ÌËÏÔ‡ ıÔÚ‡‚Ô˘ Î·È Û ÌÔÓ¿‰Â˜ Ì›Í˘ ÛÙȘ ÎÂÚ·›Â˜(10-11GHz) Ù˘ ‰ÔÚ˘ÊÔÚÈ΋˜ ÙËÏÂfiÚ·Û˘. Èڛ˜ ·˘Ù¤˜ ÙȘ ‰È·Ù¿ÍÂȘ Ë ‰È¿ÌÂ-ÙÚÔ˜ ÙˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ Î·ÙfiÙÚˆÓ ı· ¤Ú ӷ Â›Ó·È Ôχ ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚË Î·ÈË Ì¤ıÔ‰Ô˜ Ù˘ ·Â˘ı›·˜ ÌÂÙ¿‰ÔÛ˘ (Direct Broadcasting System, DBS) ı· Û˘-Ó·ÓÙÔ‡Û ÛËÌ·ÓÙÈο ÚÔ‚Ï‹Ì·Ù·.
∏ ÂÚÈÔ¯‹ ÂÊ·ÚÌÔÁ‹˜ ÙˆÓ FET ÂÙÂÚÔ·ʋ˜ ¶˘ÚÈÙ›Ô˘-°ÂÚÌ·Ó›Ô˘ Â›Ó·È ÚÔ˜ÙÔ ·ÚfiÓ ·ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ë Ì ·˘Ù‹ ÙˆÓ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ ÂÙÂÚÔ·ʋ˜ ÙÔ˘ ›‰ÈÔ˘ ˘ÏÈÎÔ‡.
™¯‹Ì· 8.5.14 ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfi ÌÔÓÔÏÈıÈÎfi ÔÏÔÎÏËڈ̤ÓÔ Î‡Îψ̷
V. ªÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÌÔÓÔÏÈıÈο ÔÏÔÎÏËڈ̤ӷ ΢ÎÏÒÌ·Ù·
∆· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÌÔÓÔÏÈıÈο ÔÏÔÎÏËڈ̤ӷ ΢ÎÏÒÌ·Ù· (microwavemonolithic integrated circuits, MMICs) Â›Ó·È ÔÏÔÎÏËڈ̤ӷ ΢ÎÏÒÌ·Ù· Ô˘ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜. ∆· MMIC ˘ÏÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ·ÎÔÏÔ˘-ıÒÓÙ·˜ fiϘ ÙȘ ‰È·‰Èηۛ˜ ÁÈ· ÙËÓ Î·Ù·Û΢‹ ËÌÈ·ÁˆÁÈÎÒÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ, fiˆ˜ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, FET, ‰Èfi‰Ô˘˜ ÎÏ, Ô˘ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁÔ‡Ó Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙË-
296 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
Ù˜ Ì ٷ˘Ùfi¯ÚÔÓË Î·Ù·Û΢‹ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ¿Óˆ ÛÙÔÓ ËÌÈ·ÁˆÁfi. √ÈÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È Ù¯ÓÔÏÔÁ›·˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ Î·È ÌÔÚÔ‡Ó Ó· Û˘ÌÂÚÈ-Ï¿‚Ô˘Ó Î·Ù¢ı˘ÓÙÈÎÔ‡˜ Û˘˙‡ÎÙ˜, ÛÙÔȯ›· ÚÔÛ·ÚÌÔÁ‹˜, fiˆ˜ ËÓ›· Î·È ˘-ÎÓˆÙ¤˜, Î.·. ™ÙÔ Û¯.8.5.14 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ¤Ó· ÌÔÓÔÏÈıÈÎfi ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfi ÔÏÔ-ÎÏËڈ̤ÓÔ Î‡Îψ̷ (∂ÚÁ·ÛÙ‹ÚÈÔ ªÈÎÚÔËÏÂÎÙÚÔÓÈ΋˜ π∆∂, ∫Ú‹Ù˘) fiÔ˘‰È·ÎÚ›ÓÔÓÙ·È Ù· ·Ú·¿Óˆ ÛÙÔȯ›·.
°. ¶√§À£Àƒ∞ ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∞ ™∆√πÃ∂π∞
∆Ô Û¯.8.5.15 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ Û ÁÂÓÈ΋ ·Ó··Ú¿ÛÙ·ÛË, ¤Ó· ÎfiÌ‚Ô ¡ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÒÓ‹ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ô˘ ÙÂÚÌ·Ù›˙Ô˘Ó Û ÌÈ· ÎÔÈÓ‹ ÂÚÈÔ¯‹. ∏ ÂÚÈÔ¯‹ ÌÂÙ·-͇ ÙˆÓ ¡ ÙÂÚÌ·ÙÈÎÒÓ ÂȤ‰ˆÓ (t1, t2, …tN) ÌÔÚ› Ó· ÂÚȤ¯ÂÈ ¤Ó· Û‡ÓÔÏÔ ·-ıËÙÈÎÒÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ ‹ ÂÓÂÚÁÒÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ ‹ Î·È Ù· ‰‡Ô. ŒÓ· Ù¤ÙÔÈÔ Û‡ÛÙËÌ· η-ÏÂ›Ù·È ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfi ·Îψ̷ ¡-ı˘ÚÒÓ (N-port microwave circuit).
™¯‹Ì· 8.5.15 °ÂÓÈ΋ ·Ó··Ú¿ÛÙ·ÛË Ôχı˘ÚÔ˘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÔ‡ ÛÙÔÈ¯Â›Ô˘
∏ ·Ó¿Ï˘ÛË ÂÓfi˜ Ôχı˘ÚÔ˘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÔ‡ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ‹ ÛÙÔÈ¯Â›Ô˘ ÌÔ-Ú› Ó· Á›ÓÂÈ Ì ÙËÓ ˘fiıÂÛË fiÙÈ ÛÙ· ÙÂÚÌ·ÙÈο ›‰· Ù· Ú‡̷ٷ Î·È ÔÈ Ù¿-ÛÂȘ ÚÔ·ÙÔ˘Ó ·fi ÙÔ ÚÔÛ›ÙÔÓ (πn
+, Vn+) Î·È ÙÔ ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ (πn
-, Vn-) ·̷
ÌfiÓÔ. ∏ ·Ó¿Ï˘ÛË ÙÔ˘ Ôχı˘ÚÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ÌÔÚ› Ó· Á›ÓÂÈ Ì ‰È¿ÊÔÚÔ˘˜ÙÚfiÔ˘˜.
∆· Ôχı˘Ú· ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈο ÛÙÔȯ›· Â›Ó·È ·ÚÎÂÙ¿. ™ÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· ı· ÂÍÂÙ¿-ÛÔ˘Ì ٷ ÛËÌ·ÓÙÈÎfiÙÂÚ· ·fi ·˘Ù¿.
π. ∫·Ù¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ ˙‡ÎÙ˘ (Directional Coupler)
√ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ Û˘˙‡ÎÙ˘ ‹ ˙‡ÎÙ˘ Â›Ó·È ¤Ó· ÙÂÙÚ¿ı˘ÚÔ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfiÛÙÔÈ¯Â›Ô Î·È ÙÔ Û¯ËÌ·ÙÈÎfi ‰È¿ÁÚ·ÌÌ· ÙÔ˘ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.5.16. ™Â ¤-
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 297
Ó·Ó È‰·ÓÈÎfi ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfi Û˘˙‡ÎÙË ¤Ó· ·̷ Ô˘ ÂÈÛ¤Ú¯ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 1 ÂͤÚ-¯ÂÙ·È ·fi ÙȘ ı‡Ú˜ 2 Î·È 3 Î·È fi¯È ·fi ÙË ı‡Ú· 4. ŒÙÛÈ, ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ ˙‡ÍË ÌÂ-ٷ͇ ÙˆÓ ı˘ÚÒÓ 1 Î·È 4. ∞ÓÙ›ÛÙÔȯ· ¤Ó· ·̷ Ô˘ ÂÈÛ¤Ú¯ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 2 ‹ 3 Â-ͤگÂÙ·È ·fi ÙȘ ı‡Ú˜ 1 Î·È 4 ÌfiÓÔ. ŒÙÛÈ, ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ ˙‡ÍË ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ı˘-ÚÒÓ 2 Î·È 3.
™¯‹Ì· 8.5.16 ∫·Ù¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ ˙‡ÎÙ˘
√È Î·Ù¢ı˘ÓÙÈÎÔ› Û˘˙¢ÎÙ¤˜ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Â˘Ú‡Ù·Ù· Û Á¤Ê˘Ú˜ Û‡ÓıÂ-Ù˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ ÁÈ· ÌÂÙÚ‹ÛÂȘ Û ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ Î·È ÁÈ· ̤ÙÚËÛË È-Û¯‡Ô˜. ∆Ô ÁÓˆÛÙfi VSWR-meter, Ô˘ ÌÂÙÚ¿ Ù· ÛÙ¿ÛÈÌ· Ô˘ ‰ËÌÈÔ˘ÚÁÔ‡ÓÙ·ÈÌÂٷ͇ ÎÂÚ·›·˜ Î·È ÔÌÔ‡, Â›Ó·È ÛÙËÓ Ú¿ÍË ¤Ó·˜ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ ˙‡ÎÙ˘ ¯·-ÌËÏÒÓ Û˘¯ÓÔًوÓ.
™ÙË ÂÚ›ÙˆÛË ÂÓfi˜ Ú·ÓÙ¿Ú Ô ÔÌfi˜ Û˘Ó‰¤ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 1, Ë ÎÂÚ·›· ÛÙËı‡Ú· 2, Î·È Ô ‰¤ÎÙ˘ ÛÙË ı‡Ú· 4, ÂÓÒ ÛÙË ı‡Ú· 3 ÌÔÚ› Ó· Û˘Ó‰Âı› ¤Ó·˜ ÌÂ-ÙÚËÙ‹˜ ÈÛ¯‡Ô˜. ∆Ô ÂÎÂÌfiÌÂÓÔ Û‹Ì· ‰È·ÌÔÈÚ¿˙ÂÙ·È ÌÂٷ͇ Ù˘ ÎÂÚ·›·˜ ηÈÙÔ˘ ÌÂÙÚËÙ‹ ÈÛ¯‡Ô˜. ŒÙÛÈ, ·Ó Â›Ó·È ÁÓˆÛÙfi ÙÔ ÔÛÔÛÙfi ÈÛ¯‡Ô˜ Ô˘ Êı¿ÓÂÈ ÛÙËı‡Ú· 3 ÙfiÙ ÌÔÚԇ̠ӷ ÌÂÙÚ‹ÛÔ˘Ì Û οı ÛÙÈÁÌ‹ ÙËÓ ÈÛ¯‡ ÙÔ˘ ÔÌÔ‡. ∂-ÈϤÔÓ, ·fi ÙÔ Û‹Ì· Ô˘ ÂÈÛÙÚ¤ÊÂÈ ¤Ó· ÔÛÔÛÙfi ÙÔ˘ Êı¿ÓÂÈ ÛÙÔ ‰¤ÎÙË ÁÈ·ÂÚ·ÈÙ¤Úˆ ÂÂÍÂÚÁ·Û›·. ∂Âȉ‹ ÔÈ ı‡Ú˜ 1 Î·È 4 Â›Ó·È Ï‹Úˆ˜ ·ÔÌÔӈ̤Ó˜ÂÈÙ˘Á¯¿ÓÂÙ·È Ë Û˘Ó¯‹˜ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘ ÔÌÔ‡ Î·È ·ÔʇÁÂÙ·È Ë Î·Ù·ÛÙÚÔ-Ê‹ ÙÔ˘ ‰¤ÎÙË.
√È ÂȉfiÛÂȘ ÂÓfi˜ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎÔ‡ ˙‡ÎÙË Î·ıÔÚ›˙ÔÓÙ·È ·fi ‰‡Ô Û˘ÓÙÂÏÂ-ÛÙ¤˜: ÙÔ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ Û‡˙¢Í˘ C Î·È ÙÔ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfiÙËÙ·˜ D. √Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ Û‡˙¢Í˘ ÌÂÙÚ¿Ù·È Û dB Î·È ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
8.5.3
fiÔ˘ Pi Â›Ó·È Ë ÈÛ¯‡˜ ÙÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜ Ô˘ ÂÈÛ¤Ú¯ÂÙ·È .¯. ÛÙË ı‡Ú·1 Î·È Pf Ë ÈÛ¯‡˜ÙÔ˘ Û‹Ì·ÙÔ˜ Ô˘ ÌÂÙÚ¿Ù·È ÛÙË ı‡Ú· 3.
™‡Ìʈӷ Ì ٷ ·Ú·¿Óˆ Ë ÈÛ¯‡˜ Pb Ô˘ ÌÂÙÚ¿Ù·È ÛÙË ı‡Ú· 4 ı· Ú¤ÂÈÓ· Â›Ó·È Ìˉ¤Ó. ∏ ·fiÎÏÈÛË ·fi ·˘Ù‹ ÙËÓ È‰·ÓÈ΋ ηٿÛÙ·ÛË Î·ıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fiÙÔÓ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfiÙËÙ·˜. ŒÙÛÈ, Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfiÙËÙ·˜ÙÔ˘ ˙‡ÎÙË ÌÂÙÚ¿Ù·È Û dB Î·È ÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙËÓ Â͛ۈÛË:
C = 10 ⋅ logPi
Pf
4 3
1 2
298 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
8.5.4
ŒÓ·˜ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ ˙‡ÎÙ˘ ÌÔÚ› Ó· ηٷÛ΢·ÛÙ› ·fi ‰È¿ÊÔÚ· ›‰ËÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, fiˆ˜ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ›, ÌÈÎÚÔÙ·Èӛ˜ ‹ ÔÌÔ·ÍÔÓÈΤ˜ ÁÚ·Ì̤˜ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜.
™¯‹Ì· 8.5.17 ∫·Ù¢ı˘ÓÙÈÎÔ› ˙‡ÎÙ˜ ·fi Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜ (·) ÌË ·Ú¿ÏÏËÏÔ˘˜ ηÈ(‚) ·Ú¿ÏÏËÏÔ˘˜
™ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË ÙˆÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÒÓ, Ô ˙‡ÎÙ˜ ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È ·fi ‰‡Ô Î˘Ì·ÙÔ-‰ËÁÔ‡˜ Ô˘ ÂÊ¿ÙÔÓÙ·È Î·È ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜. ™ÙËÓ ÂÈÊ¿ÓÂÈ· ·ʋ˜ ˘¿Ú¯Ô˘Ó ·-ÓÔ›ÁÌ·Ù· ÒÛÙ ӷ ÌÂٷʤÚÂÙ·È ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›· ·fi ÙÔÓ ¤Ó·ÓÎ˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi ÛÙÔÓ ¿ÏÏÔ (Û¯.8.5.17). ∆Ô Û¯‹Ì· ÙˆÓ ·ÓÔÈÁÌ¿ÙˆÓ, Ô ·ÚÈıÌfi˜ ÙÔ˘˜Î·È Ë ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜ ·fiÛÙ·ÛË ÂÍ·ÚÙÒÓÙ·È ·fi ÙËÓ Û˘¯ÓfiÙËÙ· ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜, ÙÔÛ˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ Û‡˙¢Í˘ Î·È ÙÔÓ ÙÚfiÔ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙԘ̤۷ ÛÙÔÓ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁfi.
ŸÙ·Ó ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ ÁÈ· ÙËÓ Î·Ù·-Û΢‹ ÂÓfi˜ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎÔ‡ ˙‡ÎÙË, ÔÈ ÁÚ·Ì̤˜ Ú¤ÂÈ Ó· ÏËÛÈ¿ÛÔ˘Ó ·ÚÎÂÙ¿ÒÛÙ ӷ ˘¿ÚÍÂÈ Ë ˙ËÙÔ‡ÌÂÓË ˙‡ÍË ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ‰˘Ô ÁÚ·ÌÌÒÓ. ªÈ· Ù¤ÙÔÈ· Â-Ú›ÙˆÛË ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È Û¯ËÌ·ÙÈο ÛÙÔ Û¯. 8.5.18.
D = 10 ⋅ logPf
Pb
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 299
™¯‹Ì· 8.5.18 ∫·Ù¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ ˙‡ÎÙ˘ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜
∆Ô ÙÂÏÈÎfi Û¯‹Ì· ÙÔ˘ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎÔ‡ Û˘˙¢ÎÙ‹ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·-fi ·ÚÎÂÙÔ‡˜ ·Ú¿ÁÔÓÙ˜ Î·È ÙÂÏÈο ÌÔÚ› Ó· ‰È·Ê¤ÚÂÈ ÛËÌ·ÓÙÈο ·fi ·˘ÙfiÙÔ˘ Û¯.8.5.18
ππ. À‚ÚȉÈÎfi˜ ∆ ÎfiÌ‚Ô˜
ŒÓ· ÙÂÙÚ¿ı˘ÚÔ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎfi ÛÙÔÈ¯Â›Ô ÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È ˘‚ÚȉÈÎfi˜ ÎfiÌ‚Ô˜ fiÙ·Ó ¤-¯ÂÈ ÙȘ ÂÍ‹˜ ȉÈfiÙËÙ˜:
ñ ∂¿Ó ÔÈ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÔ˘ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÔÓÙ·È ÛˆÛÙ¿, ÙfiÙ ÙÔ Û‹Ì· Ô˘ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 1 ÌÔÈÚ¿˙ÂÙ·È ÔÌÔÈfiÌÔÚÊ· ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ı˘ÚÒÓ 2Î·È 3, ‰ËÏ·‰‹ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ Û‡˙¢Í˘ Ì ·˘Ù¤˜ ÙȘ ı‡Ú˜ Â›Ó·È Ô ›‰ÈÔ˜. ∂-ÈϤÔÓ, ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ Û‡˙¢ÍË Ì ÙË ı‡Ú· 4.
ñ ∞ÓÙ›ÛÙÔȯ·, ÙÔ Û‹Ì· Ô˘ ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 3 ÌÔÈÚ¿˙ÂÙ·È ÔÌÔÈfiÌÔÚ-Ê· ÌÂٷ͇ ÙˆÓ ı˘ÚÒÓ 1 Î·È 4, ‰ËÏ·‰‹ Ô Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ Û‡˙¢Í˘ Ì ·˘Ù¤˜ÙȘ ı‡Ú˜ Â›Ó·È Ô ›‰ÈÔ˜. ∂ÈϤÔÓ, ‰ÂÓ ˘¿Ú¯ÂÈ Û‡˙¢ÍË Ì ÙË ı‡Ú· 2.
ñ ∞ÓÙ›ÛÙÔÈ¯Ë Â›Ó·È Ë Û‡˙¢ÍË fiÙ·Ó ÂÊ·ÚÌfi˙ÂÙ·È Û‹Ì· ÛÙË ı‡Ú· 2 ‹ 1.
™¯‹Ì· 8.5.19 À‚ÚȉÈÎfi˜ ∆ ÎfiÌ‚Ô˜
™ÙÔ Û¯.8.5.19 ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ¤Ó·˜ ˘‚ÚȉÈÎfi˜ ∆ ÎfiÌ‚Ô˜. ∞˘Ùfi ÙÔ ÙÂÙÚ¿ı˘ÚÔ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÂ›Ù·È Û Á¤Ê˘Ú˜ ̤ÙÚËÛ˘ Û‡ÓıÂÙ˘ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ (·ÓÙ›ÛÙÔȯ˜ Ì ÙËÁ¤Ê˘Ú· Wheaston), Û ΢ÎÏÒÌ·Ù· ‰È¢ÎÚÈÓÈÛÙÒÓ Î·È Û ÈÛÔÛÙ·ıÌÈṲ̂ÓÔ˘˜ ÌÈ-
300 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÔ‡˜ Ì›ÎÙ˜. √ ˘‚ÚȉÈÎfi˜ ∆ ÎfiÌ‚Ô˜ ÔÓÔÌ¿˙ÂÙ·È Î·È Ì·ÁÈÎfi ∆ (magicT), ¯ˆÚ›˜ ˆÛÙfiÛÔ Ó· ˘¿Ú¯ÂÈ Î¿ÙÈ ÙÔ Ì·ÁÈÎfi ÛÙË ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘.
πππ. ¢·ÎÙ˘ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷
™ÙËÓ Î·ÙËÁÔÚ›· ÙˆÓ Ôχı˘ÚˆÓ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ ·Ó‹ÎÂÈ ÙÔ ‰·ÎÙ˘-ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷ (ring circuit ‹ rat race) Ô˘ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ÛÙÔ Û¯.8.5.19.
∏ ·Ú¯‹ ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜ ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ‚·Û›˙ÂÙ·È ÛÙË ‰È·¯ˆÚÈÛÌfi ÙÔ˘ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜, Ô˘ ÂÈÛ¤Ú¯ÂÙ·È ·fi ÙË ı‡Ú· 1, Î·È ÙËÓ ÂÓÈÛ¯˘ÙÈÎ‹Û˘Ì‚ÔÏ‹ ÙÔ˘ ÛÙȘ ı‡Ú˜ 2 Î·È 4. ∞˘Ùfi Û˘Ì‚·›ÓÂÈ ‰ÈfiÙÈ ÂΛ ÔÈ ‰È·ÊÔÚ¤˜ ‰ÚfïÓÂ›Ó·È Ìˉ¤Ó ‹ Ï Î·È Û˘ÓÂÒ˜ Ù· ·̷ٷ Êı¿ÓÔ˘Ó Ì ‰È·ÊÔÚ¿ Ê¿Û˘ 0Æ. ™ÙË ı‡-Ú· 3 Ë Û˘Ì‚ÔÏ‹ ÚÔηÏ› ÂΛ ·fiÛ‚ÂÛË ÁÈ·Ù› Ë ‰È·ÊÔÚ¿ ÙˆÓ ‰ÚfiÌˆÓ Â›Ó·È Ï/2Î·È Ù· ·̷ٷ Êı¿ÓÔ˘Ó Ì ‰È·ÊÔÚ¿ Ê¿Û˘ 180Æ.
∂Âȉ‹ Ë ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ·˘ÙÔ‡ ÙÔ˘ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ ‚·Û›˙ÂÙ·È Û ‰È·ÊÔÚ¤˜ ‰Úfi-̈Ó, Ë ÂÚÈÔ¯‹ Û˘¯ÓÔÙ‹ÙˆÓ ÁÈ· ÙȘ Ôԛ˜ ÈηÓÔÔÈÂ›Ù·È Ë ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘˜ ›-Ó·È ÌÈÎÚ‹. ∆Ô ‰·ÎÙ˘ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷ ÌÔÚ› Ó· ηٷÛ΢·ÛÙ› ‡ÎÔÏ· Ì ÙË‚Ô‹ıÂÈ· ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜.
IV. ∫˘ÎÏÔÊÔÚËÙ‹˜ (Circulator)
√ ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹˜ (circulator) Â›Ó·È ¤Ó· ·Îψ̷ ÙÔ ÔÔ›Ô ·ÔÙÂÏÂ›Ù·È Û˘Ó‹ıˆ˜·fi ÙÚÂȘ ı‡Ú˜ (1,2,3). ªÔÈ¿˙ÂÈ Ì ÙÔ ‰·ÎÙ˘ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷ Î·È ‚·Û›˙ÂÈ ÙËÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘ ÛÙȘ Ì·ÁÓËÙÈΤ˜ ȉÈfiÙËÙ˜ ÂÓfi˜ ÊÂÚÚ›ÙË Ô ÔÔ›Ô˜ ηχÙÂÈ ÙÔfiÏÔ Î‡Îψ̷. ∞fi ÙËÓ ÏÂ˘Ú¿ Ù˘ Ê˘ÛÈ΋˜ ‚·Û›˙ÂÈ ÙË ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›· ÙÔ˘ ÛÙÔ Ê·È-ÓfiÌÂÓÔ ÛÙÚÔÊ‹˜ Faraday Î·È ··ÈÙ› ÙËÓ ·ÚÔ˘Û›· Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘. ∞Ó fi-Ϙ ÔÈ ı‡Ú˜ Â›Ó·È ÛˆÛÙ¿ ÙÂÚÌ·ÙÈṲ̂Ó˜, Ì ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË 50ø, οı ۋ̷ Ô˘ ÂÈ-Û¤Ú¯ÂÙ·È Û ̛· ı‡Ú· ÙÔ˘ ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹ ı· ÂͤگÂÙ·È ·fi ÙËÓ ÂÔ̤ÓË, Û‡Ìʈ-Ó· ÌÂ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓË ÊÔÚ¿ ÂÚÈÛÙÚÔÊ‹˜, Ë ÔÔ›· ÂÍ·ÚÙ¿Ù·È ·fi Ù· ηٷÛ΢·-ÛÙÈο ÛÙÔȯ›· ÙÔ˘.
™¯‹Ì· 8.5.19 ¢·ÎÙ˘ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷
2 3
41
3Ïg/4
Ïg/4
Ïg/4Ïg/4
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 301
™¯‹Ì· 8.5.20 (·) ¶ÔÌÔ‰¤ÎÙ˘ Ì ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹ ÁÈ· Û‡Ó‰ÂÛË Û ÎÔÈÓ‹ ÎÂÚ·›· ηÈ(‚) ·Îψ̷ ·ÔÌfiÓˆÛ˘ ËÁ‹˜-ÊfiÚÙÔ˘
∞˘Ù‹ Ë È‰ÈfiÙËÙ· Â›Ó·È È‰È·›ÙÂÚ· ¯Ú‹ÛÈÌË ÛÙ· Û˘ÛÙ‹Ì·Ù· ÔÌÔ‰ÂÎÙÒÓ ÌÂÎÔÈÓ‹ ÎÂÚ·›· ÁÈ· ÔÌfi Î·È ‰¤ÎÙË Î·È ¯ˆÚ›˜ ‰È·ÎfiÙË ÂÈÏÔÁ‹˜ Û‡Ó‰ÂÛ˘ Ù˘ÎÂÚ·›·˜. ™Â ·˘Ù¿ Ô ÔÌfi˜ Û˘Ó‰¤ÂÙ·È .¯. ÛÙË ı‡Ú· 1, Ë ÎÂÚ·›· ÛÙË ı‡Ú· 2 ηÈÔ ‰¤ÎÙ˘ ÛÙË ı‡Ú· 3. ŒÙÛÈ, ÙÔ ÚÔ˜ ÂÎÔÌ‹ Û‹Ì· ÂÈÛ¤Ú¯ÂÙ·È ÛÙË ı‡Ú· 1 ηÈı· ÂͤÏıÂÈ ·fi ÙË ı‡Ú· 2, Ô‰ËÁÔ‡ÌÂÓÔ ÛÙËÓ ÎÂÚ·›·. ∆Ô Ï·Ì‚·ÓfiÌÂÓÔ Û‹Ì· ÂÈ-Û¤Ú¯ÂÙ·È ·fi ÙËÓ ÎÂÚ·›· ÛÙË ı‡Ú· 2 Î·È ÂͤگÂÙ·È ÛÙÔ ‰¤ÎÙË ÛÙË ı‡Ú· 3. ªÂÛˆÛÙfi ÙÂÚÌ·ÙÈÛÌfi ‰Â ÌÂٷʤÚÂÙ·È Û‹Ì· ·fi ÙË ı‡Ú· 1 ÛÙË ı‡Ú· 3 ÒÛÙ ӷÚÔÎÏËı› ηٷÛÙÚÔÊ‹ ÙˆÓ Î˘ÎÏˆÌ¿ÙˆÓ ÂÈÛfi‰Ô˘ ÙÔ˘ ‰¤ÎÙË. µ¤‚·È· ÌÈ· ·Ô-Ú‡ıÌÈÛË Ù˘ ÎÂÚ·›·˜ ÌÔÚ› Ó· ÚÔηϤÛÂÈ ·Ó¿ÎÏ·ÛË Î·È Û˘ÓÂÒ˜ ÙÔ Û‹Ì·ÌÔÚ› Ó· ‰ÈÔ¯ÂÙ¢ı› ÛÙÔ ‰¤ÎÙË Ì fiÏ· Ù· ·ÚÓËÙÈο ·ÎfiÏÔ˘ı·. ™ÙÔÛ¯.8.5.20· ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÙ·È ¤Ó·˜ ÔÌÔ‰¤ÎÙ˘ Ì ÎÔÈÓ‹ ÎÂÚ·›· fiÔ˘ Ô ÔÌfi˜Î·È Ô ‰¤ÎÙ˘ Û˘Ó‰¤ÔÓÙ·È ÛÙËÓ ÎÂÚ·›· Ì ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹.
√È Î˘ÎÏÔÊÔÚËÙ¤˜ ÌÔÚÔ‡Ó Ó· ¯ÚËÛÈÌÔÔÈËıÔ‡Ó Î·È Û·Ó Î˘ÎÏÒÌ·Ù· ·Ô-ÌfiÓˆÛ˘ (Û¯.8.5.20). ™Â ·˘Ù‹ ÙËÓ ÂÚ›ÙˆÛË Ë ËÁ‹ Û˘Ó‰¤ÂÙ·È ÛÙË ÌÈ· ı‡Ú·.™ÙËÓ ÂfiÌÂÓË, ηٿ ÙË ÊÔÚ¿ ÂÚÈÛÙÚÔÊ‹˜, Û˘Ó‰¤ÂÙ·È Ô ÊfiÚÙÔ˜. ∆¤ÏÔ˜ Ë ÙÚ›ÙËı‡Ú· ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È, Ì ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË 50ø. ∞Ó Ô ÊfiÚÙÔ˜ ·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÂÈ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË50ø ‰Â ı· ˘¿ÚÍÂÈ ·Ó¿ÎÏ·ÛË ÙÔ˘ Ô‰¤˘ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜. ∞Ó Ô ÊfiÚÙÔ˜ ‰ÂÓ ·ÚÔ˘-ÛÈ¿˙ÂÈ ÚÔÛ·ÚÌÔÁ‹ ÛÙË ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÔ˘ ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹ (50ø) ÙfiÙ ı· ˘-¿ÚÍÂÈ ·Ó¿ÎÏ·ÛË. ∆Ô Î‡Ì· Ô˘ ı· ·Ó·ÎÏ·ÛÙ› ı· ‰ÈÔ¯ÂÙ¢ı› ̤ۈ ÙÔ˘ ΢ÎÏÔ-ÊÔÚËÙ‹ ÛÙËÓ ÙÚ›ÙË ı‡Ú· fiÔ˘ ı· ·ÔÚÔÊËı› ·fi ÙÔÓ ÊfiÚÙÔ ÙˆÓ 50ø, ¯ˆÚ›˜ÂÚ·ÈÙ¤Úˆ ·Ó¿ÎÏ·ÛË.
(·) (‚)
¶√ª¶√™
∫∂ƒ∞π∞
¢∂∫∆∏™
SOURCE LOAD
302 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 303
¶∂ƒπ§∏æ∏
1. √È ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ ηχÙÔ˘Ó ÙËÓ ÂÚÈÔ¯‹ 0.3-300GHz.
2. ™ÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘¯ÓfiÙËÙ˜ Ù· Ì‹ÎË ÙˆÓ ·ÎÚÔ‰ÂÎÙÒÓ ÙˆÓ ¯ÚËÛÈ-ÌÔÔÈÔ‡ÌÂÓˆÓ ‰È·Ù¿ÍÂˆÓ Â›Ó·È Û˘ÁÎÚ›ÛÈÌ· Ì ÙÔ Ì‹ÎÔ˜ ·̷ÙÔ˜.
3. ™Â ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈÎÒÓ Î˘ÎÏˆÌ¿ÙˆÓ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÌÂ, ÂÎÙfi˜·fi ÙȘ ∑, À ‹ ∏ Î·È ÙȘ ·Ú·Ì¤ÙÚÔ˘˜ S
4. ™ÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÌÔÚԇ̠ӷ ·Ó··Ú·ÛÙ‹ÛÔ˘Ì οıÂÌÈÁ·‰ÈÎfi ̤ÁÂıÔ˜ ÛÙÔ ¯¿ÚÙË ÙÔ˘ Smith.
5. √È ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È ‰È·Ù¿ÍÂȘ (“·ÁˆÁÔ›”) Ô˘ Û¯ËÌ·Ù›˙Ô˘Ó¤Ó· Û˘Ó¯¤˜ ÌÔÓÔ¿ÙÈ Ô˘ ÌÔÚ› Ó· ÌÂٷʤÚÂÈ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο·̷ٷ.
6. ∫¿ı ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ¯·Ú·ÎÙËÚ›˙ÂÙ·È ·fi ÙË ÛÙ·ıÂÚ¿ ‰È¿‰ÔÛ˘ Â-Í·Ûı¤ÓËÛ˘ · Î·È ÙË ÛÙ·ıÂÚ¿ ÌÂÙ·ÙfiÈÛ˘ Ê¿Û˘ ‚.
7. ∏ ÛÙ·ıÂÚ¿ ‰È¿‰ÔÛ˘ ÂÍ·Ûı¤ÓËÛ˘ · Î·È Ë ÛÙ·ıÂÚ¿ ÌÂÙ·ÙfiÈÛ˘ Ê¿-Û˘ ‚ ÔÚ›˙Ô˘Ó ÙË ÛÙ·ıÂÚ¿ ‰È¿‰ÔÛ˘ Á Ô˘ Â›Ó·È ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ Áȷοı ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜.
8. ŒÓ· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi ·̷ ·Ó·ÎÏ¿Ù·È Î·È ‰È·ıÏ¿Ù·È fiÙ·Ó ÁÈ· ο-ÔÈÔ ÏfiÁÔ Ë Û‡ÓıÂÙË ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÌÂÙ·‚ÏËı›·fi ÙË ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ÙÈÌ‹ Ù˘.
9. √ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹˜ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ ÁÂÓÈο Â›Ó·È ÌÈÁ·‰ÈÎfi˜ ·ÚÈıÌfi˜.
10. ∆Ô Ô‰Â‡ÔÓ Ì ÙÔ ·Ó·ÎÏÒÌÂÓÔ Î‡Ì· Û¯ËÌ·Ù›˙Ô˘Ó ¤Ó· ÛÙ¿ÛÈÌÔ Î‡Ì·Ô˘ ÌÔÚ› Ó· ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙ› ̤ۈ ÙÔ˘ ÏfiÁÔ˘ VSWR.
11. √È ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Â›Ó·È ÔÈ Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ›, Ù· ÔÌÔ·ÍÔÓÈο ηÏÒ-‰È·, ÔÈ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÈÎÚÔÙ·ÈÓ›·˜ Î.Ï..
12. √È Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ› ¯ˆÚ›˙ÔÓÙ·È Û ·Ú·ÏÏËÏfiÁÚ·ÌÔ˘˜, ΢ÎÏÈÎÔ‡˜ Î·È ÂÏ-ÏÂÈÙÈÎÔ‡˜.
13. ™Â fiϘ ÙȘ ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Ù· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ ‰È·‰›-‰ÔÓÙ·È Ì ‰È¿ÊÔÚÔ˘˜ ÙÚfiÔ˘˜.
14. ™Â οı ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ·ÓÙÈÛÙÔȯ› ¤Ó· ·̷ Ì ÂÏ¿¯ÈÛÙË Û˘¯Ófi-ÙËÙ· Ô˘ ‰È·‰›‰ÂÙ·È ÌÂ Û˘ÁÎÂÎÚÈ̤ÓÔ ÙÚfiÔ.
15. √È Î˘ÚÈfiÙÂÚ˜ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ ËÁ¤˜ Â›Ó·È Ë Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ, Ë ÎχÛÙÚÔÓÎ·È Ë Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜.
ªÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ 50ø ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì ÌÈ· ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË 100ø. ¡· ˘ÔÏÔ-Á›ÛÂÙ ÙÔ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ·Ó¿ÎÏ·Û˘ Î·È ÙÔ VSWR.
[∞¿ÓÙËÛË: 2]
™Â ÌÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜, Ë ÔÔ›· ‰ÂÓ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È ÛˆÛÙ¿, ÌÂÙÚ¿ÌÂEmax=2.5Volt Î·È Emin=0.5Volt. ¡· ˘ÔÏÔÁ›ÛÂÙ ÙÔ VSWR Î·È ÙÔ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ·-Ó¿ÎÏ·Û˘, ·Ó Â›Ó·È ÁÓˆÛÙfi fiÙÈ Ô ÊfiÚÙÔ˜ Â›Ó·È ˆÌÈÎfi˜.
[∞·ÓÙ‹ÛÂȘ: 5, 0.667]
ÕÛÎËÛË 8.1
ÕÛÎËÛË 8.1
ÀÔÏÔÁÈÛÙÈΤ˜ ·Û΋ÛÂȘ ÎÂÊ·Ï·›Ô˘ 8
304 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡
16. ∏ Ï˘¯Ó›· ԉ‡ÔÓÙÔ˜ TWT ·̷ÙÔ˜ ¤¯ÂÈ ÙÔ ÌÂÁ·Ï‡ÙÂÚÔ Â‡ÚÔ˜ ˙ÒÓ˘ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ›·˜.
17. ∏ ‰›Ô‰Ô˜ Gunn ÏÂÈÙÔ˘ÚÁ› Ì ‚¿ÛË ÙËÓ ·ÚÓËÙÈ΋ ‰È·ÊÔÚÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË‹ Ì ÙÔ Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Gunn.
18. ∆· ÁÓˆÛÙ¿ ËÏÂÎÙÚÔÓÈο ÛÙÔȯ›·, fiˆ˜ ÙÚ·Ó˙›ÛÙÔÚ, FET Î·È ÔÏÔÎÏË-ڈ̤ӷ ΢ÎÏÒÌ·Ù·, ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Î·È ÛÙȘ ÌÈÎÚÔÎ˘Ì·ÙÈΤ˜ Û˘-¯ÓfiÙËÙ˜ ÌÂÙ¿ ·fi ηٿÏÏËÏÔ Û¯Â‰È·ÛÌfi ÙÔ˘˜.
19. ∆· Ôχı˘Ú· Â›Ó·È ÎfiÌ‚ÔÈ fiÔ˘ ÙÂÚÌ·Ù›˙Ô˘Ó ÁÚ·Ì̤˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ηÈ̤ۈ ÙÔ˘ Ôχı˘ÚÔ˘ Û˘Ó‰¤ÔÓÙ·È ÌÂٷ͇ ÙÔ˘˜.
20. √ ÙÚfiÔ˜ Û‡˙¢Í˘ ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ηıÔÚ›˙ÂÙ·È ·fi Â͛ۈ-ÛË Ô˘ ÂÚÈÁÚ¿ÊÂÈ ÙÔ Î¿ı Ôχı˘ÚÔ.
21. ¶Ôχı˘Ú· Â›Ó·È Ô Î·Ù¢ı˘ÓÙÈÎfi˜ Û˘˙‡ÎÙ˘, Ô ˘‚ÚȉÈÎfi˜ ∆ ÎfiÌ‚Ô˜, ÙÔ‰·ÎÙ˘ÏÈÔÂȉ¤˜ ·Îψ̷ Î·È Ô Î˘ÎÏÔÊÔÚËÙ‹˜.
ªÈ· ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ÙÂÚÌ·Ù›˙ÂÙ·È Ì ˆÌÈÎfi ÊÔÚÙ›Ô. ªÂÙ¿ ·fi ÌÂÙÚ‹ÛÂȘ ˘-ÔÏÔÁ›˙Ô˘Ì ÙÔ VSWR Î·È ‚Ú›ÛÎÔ˘Ì fiÙÈ Â›Ó·È 8. ¡· ÚÔÛ‰ÈÔÚ›˙ÂÙ ÙËÓ ·ÓÙ›-ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ ·Ó Ë ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈ΋ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛË Ù˘ ÁÚ·ÌÌ‹˜ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ ›ӷÈ50ø.
[∞¿ÓÙËÛË: 400ø]
™˘Ó‰¤Ô˘Ì ¤Ó·Ó ÔÌfi Û ÌÈ· ÎÂÚ·›·. ∏ ¤ÍÔ‰Ô˜ ÙÔ˘ ÔÌÔ‡ Â›Ó·È 50ø Î·È Ë̤ÙÚËÛË ÙˆÓ ÛÙ¿ÛÈÌˆÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ ‰›ÓÂÈ VSWR=2. ¡· ÂÎÙÈÌ‹ÛÂÙ ÙËÓ ·ÓÙ›ÛÙ·ÛËÙ˘ ÎÂÚ·›·˜.
[∞¿ÓÙËÛË: 100ø]
™ÙÔ ¤Ó· ¿ÎÚÔ ÂÓfi˜ ÔÌÔ·ÍÔÓÈÎÔ‡ ηψ‰›Ô˘ 50ø Û˘Ó‰¤ÂÙ·È ÂÏ·Ùو̷ÙÈ΋ ·ÓÙ›-ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘. ªÂ ÔÈÔ ÙÚfiÔ ÌÔÚԇ̠ӷ ÙÔ ÈÛÙÔÔÈ‹ÛÔ˘Ì ·˘Ùfi; ∞Ó Ë ·-ÓÙ›ÛÙ·ÛË ÊfiÚÙÔ˘ Â›Ó·È 100ø ÙÈ ÌÂÁ¤ıË ·Ó·Ì¤ÓÔ˘Ì ·fi ÙȘ ÌÂÙÚ‹ÛÂȘ Ô˘ ı·Î¿ÓÔ˘ÌÂ;
[∞·ÓÙ‹ÛÂȘ: r=0.667, VSWR=2]
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ٷ ÏÂÔÓÂÎÙ‹Ì·Ù· ÙˆÓ ÁÚ·ÌÌÒÓ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜ Û ۯ¤ÛË Ì ÙÔ˘˜Î˘Ì·ÙÔ‰ËÁÔ‡˜.
∞fi ÙÈ ÂÍ·ÚÙ¿Ù·È Ô Î‡ÚÈÔ˜ ÙÚfiÔ˜ ‰È¿‰ÔÛ˘ Î·È Ë Û˘¯ÓfiÙËÙ· ·ÔÎÔ‹˜ Û ÌÈ·ÁÚ·ÌÌ‹ ÌÂÙ·ÊÔÚ¿˜.
ÕÛÎËÛË 8.6
ÕÛÎËÛË 8.5
ÕÛÎËÛË 8.4
ÕÛÎËÛË 8.3
ÕÛÎËÛË 8.2
ªπ∫ƒ√∫Àª∞∆π∫∂™ ¢π∞∆∞•∂π™ 305
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ÙÔ˘˜ ÏfiÁÔ˘˜ ÁÈ· ÙÔ˘˜ ÔÔ›Ô˘˜ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÔ‡ÓÙ·È Û‹ÌÂÚ· ÔÈ Ï˘-¯Ó›Â˜ Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ.
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ٷ ÏÂÔÓÂÎÙ‹Ì·Ù· Ù˘ ÎχÛÙÚÔÓ Û ۯ¤ÛË Ì ÙË Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ.
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ٷ ÏÂÔÓÂÎÙ‹Ì·Ù· Ù˘ Ï˘¯Ó›·˜ ԉ‡ÔÓÙÔ˜ ·̷ÙÔ˜ Û ۯ¤ÛË ÌÂÙË Ì¿ÁÓÂÙÚÔÓ Î·È ÙËÓ ÎχÛÙÚÔÓ.
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ٷ ‚·ÛÈο ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈο Ù˘ ‰Èfi‰Ô˘ Gunn.
¡· ·Ó·Ê¤ÚÂÙ ٷ ‚·ÛÈο ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈο ÙÔ˘ ηÙ¢ı˘ÓÙÈÎÔ‡ Û˘˙‡ÎÙË.
¶ÔÈ· Â›Ó·È Ë ¯ÚËÛÈÌfiÙËÙ· ÙÔ˘ ΢ÎÏÔÊÔÚËÙ‹.
ÕÛÎËÛË 8.12
ÕÛÎËÛË 8.11
ÕÛÎËÛË 8.10
ÕÛÎËÛË 8.9
ÕÛÎËÛË 8.8
ÕÛÎËÛË 8.7
306 ∂π¢π∫∞ £∂ª∞∆∞ ∏§∂∫∆ƒ√¡π∫ø¡