¿Qué sucede al final de una línea de transmisión?

Digamos que quiero hacer un widget que contenga un relé para cambiar entre dos antenas. Hay una línea de transmisión coaxial entrando desde el transmisor, y dos saliendo, cada uno a una antena separada. Dentro hay un relé que conmuta el conductor central, y los escudos terminan en un recinto de metal alrededor del relé:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Digamos además que esto está funcionando en HF, por lo que el gabinete es muy pequeño en relación con la longitud de onda mínima que este dispositivo encontrará en funcionamiento.

En el punto A, hay una discontinuidad de impedancia. El coaxial era de , pero por dentro, será otra cosa. En el punto B hay otra discontinuidad, ya que hacemos la transición de regreso a 50 Ω . Entonces, debe haber alguna reflexión de onda aquí.$50\Omega$$50\Omega$

¿Qué efecto tendría esto en el transmisor? ¿Resultaría en una horrible ROE o no? ¿Por qué?

Probablemente muy poco efecto, siempre y cuando las dimensiones sean pequeñas. Viniendo desde el lado izquierdo, habrá un reflejo desde el punto 'A' seguido de cerca por un reflejo (casi) igual y opuesto desde 'B'. Mientras la distancia de 'A' a 'B' sea pequeña, estas reflexiones se cancelarán efectivamente.

Como ejemplo, digamos que la impedancia dentro del interruptor es de 100Ω. El coeficiente de reflexión en 'A' será 0.333 y en 'B' será -0.333. Si el ancho del recinto es de unos 200 mm, el tiempo entre estas reflexiones será de alrededor de 1ns (muy pequeño en HF).

Las reflexiones continuarán 'rebotando' entre 'A' y 'B' y cada vez habrá algo de energía acoplada en la línea de transmisión, pero esto ocurrirá con 2ns de diferencia y se atenuará cada vez debido a pérdidas internas.

Podemos dibujar un diagrama de reflexión que muestre el efecto de un paso unitario que viaja por la línea. El eje vertical representa el tiempo y la distancia del eje horizontal. Con las figuras de ejemplo, habrá un exceso en el transmisor que durará unos pocos nanosegundos. Por favor, disculpe el diagrama amateur!

Editar: -

Siguiendo la sugerencia de supercat, he agregado otro boceto que muestra las formas de onda resultantes en la fuente y la carga. El ancho del paso es el tiempo de ida y vuelta a través del interruptor y viceversa.

Sin embargo, si bien este tipo de diagrama es útil para obtener una idea de lo que está sucediendo, tratar de calcular la amplitud de sobreimpulso real no es demasiado útil. Efectos tales como tiempos de subida y bajada finitos, múltiples reflexiones dentro del interruptor (por ejemplo, cada lado del contacto del relé) y otros efectos suavizarán en su mayoría las transiciones teóricas. Ni siquiera he abordado la atenuación de línea y otras pérdidas, ni he estimado la impedancia real del interruptor de relé que no sería trivial. En el mejor de los casos, solo puede estimar el peor de los casos.

Dadas las conexiones cortas, el efecto será insignificante.

La regla general es que en una línea más corta que 1/10 de la longitud de onda de la señal , los efectos de la línea de transmisión son tan insignificantes que pueden ignorarse con seguridad. En HF, la longitud de onda sería de 10-100 metros, lo que nuevamente significa que si su cable es más corto que 1-10 metros (dependiendo de su frecuencia exacta utilizada), puede ignorar el problema de manera segura.