Podręcznik
3. Fale elektromagnetyczne
3.1. Model toru elektrycznego
Wcześniej zajmowaliśmy się przede wszystkim opisem kabli od strony ich budowy, co jest ważne z punktu widzenia ich zastosowania, ale nie daje informacji na temat cech torów kablowych z punktu widzenia transmisji sygnałów elektrycznych. Tory kablowe, którymi przesyła się sygnały elektryczne można opisać podając ich oporność R,, pojemność C, indukcyjność L i konduktancję (upływność) G. Parametry te są nazywane parametrami pierwotnymi. Czy tor może być przedstawiony w postaci czwórnika składającego się z pojedynczych elementów biernych R, L, C i G? We współczesnej telekomunikacji i teleinformatyce przesyłane sygnały mają najczęściej zbyt duże częstotliwości, by tory te traktować jako tory reprezentowane przez skupione elementy R, L, C i G. Pod uwagę należy brać zjawiska falowe związane z transmisją i wtedy takie tory można przedstawić jako polaczenie kaskadowe wielu elementarnych czwórników (rysunek 2.6).
Rys.2.6. Model toru elektrycznego
Jest to model, tak zwanej linii długiej. To czy linia ma być potraktowana jak linia długa, czy też nie zależy od częstotliwości przesyłanego w niej sygnału. Oznacza to, że linia o pewnej długości może być, ale nie musi być traktowana jak linia długa. Wszystko zależy od częstotliwości przesyłanego w niej sygnału. W literaturze spotyka się różne definicje linii długiej. Tu przyjęto jedną z nich:
gdzie: l – długość linii [m], v – prędkość propagacji sygnału w linii [m/s], f – górna granica pasma częstotliwościowego sygnału [Hz].
Innymi słowy, jeżeli długość linii przekracza 0,1 długości fali towarzyszącej przepływowi prądu to linia musi być potraktowana jak linia długa, a to oznacza, że nie można przy jej rozpatrywaniu zaniedbać zjawisk falowych.
Parametry pierwotne linii długiej w zastosowaniach telekomunikacyjnych podaje się w odniesieniu do jednostki długości (najczęściej na km – kable telekomunikacyjne albo na 100 m – kable koncentryczne i teleinformatyczne) i nazywa parametrami jednostkowymi.
Parametry pierwotne R, L i G zależą od częstotliwości, natomiast pojemność C jest stała w funkcji częstotliwości przesyłanego sygnału.
Choć na podstawie parametrów pierwotnych można w pełni opisać linię to nie są one wygodne w interpretacji. Z punktu widzenia transmisyjnego znacznie lepiej jest posługiwać się, tak zwanymi parametrami wtórnymi (punkt 2.3).