संचरण लाइन: Difference between revisions

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{{about|the radio-frequency component|the movement of electrical energy|Electric power transmission|the usage in acoustics|Acoustic transmission line}}
{{about|रेडियो-आवृत्ति घटक|विद्युत ऊर्जा की गति|विद्युत शक्ति संचरण|ध्वनिकी में उपयोग|ध्वनिक संचरण लाइन}}


[[File:Transmission line animation3.gif|right|thumb|300px|एक दोषरहित दो-तार संचरण लाइन के नीचे दाहिनी ओर बढ़ने वाली तरंग का योजनाबद्ध। काले बिंदु [[ इलेक्ट्रॉन ]]ों का प्रतिनिधित्व करते हैं, और तीर [[ विद्युत क्षेत्र ]] दिखाते हैं।]]
[[File:Transmission line animation3.gif|right|thumb|345x345px|एक दोषरहित दो-तार संचरण लाइन के नीचे दाहिनी ओर बढ़ने वाली तरंग का योजनाबद्ध। काले बिंदु [[ इलेक्ट्रॉन |इलेक्ट्रॉनों]] का प्रतिनिधित्व करते हैं, और तीर [[ विद्युत क्षेत्र |विद्युत क्षेत्र]] दिखाते हैं।]]
[[Image:Coaxial cable cut.jpg|thumb|सबसे आम प्रकार की संचरण रेखा में से एक, समाक्षीय केबल।]]
[[Image:Coaxial cable cut.jpg|thumb|समाक्षीय केबल, सबसे सामान्य प्रकार की संचरण लाइनों में से एक।|258x258px]]
'''संचरण रेखा,''' [[ विद्युत अभियन्त्रण |विद्युत अभियांत्रिकी]] में एक विशेष केबल या अन्य संरचना होती है, जिसकी संरचना [[ विद्युत चुम्बकीय तरंग |विद्युत चुम्बकीय तरंगों]] को एक निहित तरीके से संचालित करने के लिए की गई है। यह शब्द तब प्रयुक्त होता है, जब चालक की लम्बाई इतनी अधिक होती है कि संचरण की तरंग प्रकृति को आवश्यक रूप से ध्यान में रखने की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से [[ रेडियो फ्रीक्वेंसी इंजीनियरिंग |रेडियो आवृत्ति अभियांत्रिकी]] पर प्रयुक्त होता है क्योंकि लघु [[ तरंग दैर्ध्य |तरंग दैर्ध्य]] का अर्थ है कि तरंग घटनाएँ बहुत कम दूरी पर उत्पन्न होती हैं (यह आवृत्ति के आधार पर मिलीमीटर जितनी छोटी हो सकती है)। हालांकि, संचरण रेखाओं के सिद्धांत को ऐतिहासिक रूप से बहुत लंबी टेलीग्राफ लाइनों, विशेष रूप से [[ पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल |पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल]] पर घटनाओं की व्याख्या करने के लिए विकसित किया गया था।
'''संचरण लाइन,''' [[ विद्युत अभियन्त्रण |विद्युत अभियांत्रिकी]] में एक विशेष केबल या अन्य संरचना होती है, जिसकी संरचना [[ विद्युत चुम्बकीय तरंग |विद्युत चुम्बकीय तरंगों]] को निहित तरीके से संचालित करने के लिए की गई है। यह शब्द तब प्रयुक्त होता है, जब चालक की लम्बाई इतनी अधिक होती है कि संचरण की तरंग प्रकृति को आवश्यक रूप से ध्यान में रखने की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से [[ रेडियो फ्रीक्वेंसी इंजीनियरिंग |रेडियो आवृत्ति अभियांत्रिकी]] पर प्रयुक्त होता है क्योंकि लघु [[ तरंग दैर्ध्य |तरंग दैर्ध्य]] का अर्थ है कि तरंग घटनाएँ बहुत कम दूरी पर उत्पन्न होती हैं (यह आवृत्ति के आधार पर मिलीमीटर जितनी छोटी हो सकती है)। हालांकि, संचरण लाइनों के सिद्धांत को ऐतिहासिक रूप से बहुत लंबी टेलीग्राफ लाइनों, विशेष रूप से [[ पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल |पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल]] पर घटनाओं की व्याख्या करने के लिए विकसित किया गया था।


संचरण रेखाओं का उपयोग रेडियो [[ ट्रांसमीटर |ट्रांसमीटरों]] और [[ रेडियो रिसीवर |रेडियो संग्राहकों]] को उनके [[ एंटीना (रेडियो) |एंटीना]] से जोड़ने (तब उन्हें [[ फीड लाइन |फीड लाइन]] या फीडर कहा जाता है), [[ केबल टेलीविज़न |केबल टेलीविज़न]] संकेत वितरित करने, टेलीफोन स्विचिंग केंद्रों के मध्य ट्रंकलाइन रूटिंग कॉल, कंप्यूटर नेटवर्क संयोजन और उच्च गति कंप्यूटर डेटा [[ बस (कंप्यूटिंग) |बस]] जैसे उद्देश्यों के लिए किया जाता है। आरएफ अभियंता साधारणतः संचरण रेखा के, सामान्य रूप से मुद्रित [[ तलीय संचरण लाइन |तलीय संचरण रेखा]] के रूप में छोटे टुकड़ों का उपयोग करते हैं, जो [[ वितरित-तत्व फ़िल्टर |फ़िल्टर]] जैसे परिपथों को बनाने के लिए कुछ पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। [[ वितरित-तत्व सर्किट |वितरित-तत्व परिपथों]] के रूप में जाने जाने वाले ये परिपथ असतत [[ संधारित्र |संधारित्रों]] और [[ प्रारंभ करनेवाला |प्रेरकों]] का उपयोग करने वाले पारंपरिक परिपथों का एक विकल्प हैं।
संचरण लाइनों का उपयोग रेडियो [[ ट्रांसमीटर |ट्रांसमीटरों]] और [[ रेडियो रिसीवर |रेडियो संग्राहकों]] को उनके [[ एंटीना (रेडियो) |एंटीना]] से जोड़ने (तब उन्हें [[ फीड लाइन |फीड लाइन]] या फीडर कहा जाता है), [[ केबल टेलीविज़न |केबल टेलीविज़न]] संकेत वितरित करने, टेलीफोन स्विचिंग केंद्रों के मध्य ट्रंकलाइन रूटिंग कॉल, कंप्यूटर नेटवर्क संयोजन और उच्च गति कंप्यूटर डेटा [[ बस (कंप्यूटिंग) |बस]] जैसे उद्देश्यों के लिए किया जाता है। आरएफ अभियंता साधारणतः संचरण लाइन के, सामान्य रूप से मुद्रित [[ तलीय संचरण लाइन |तलीय संचरण लाइन]] के रूप में छोटे टुकड़ों का उपयोग करते हैं, जो [[ वितरित-तत्व फ़िल्टर |फ़िल्टर]] जैसे परिपथों को बनाने के लिए कुछ पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। [[ वितरित-तत्व सर्किट |वितरित-तत्व परिपथों]] के रूप में जाने जाने वाले ये परिपथ असतत [[ संधारित्र |संधारित्रों]] और [[ प्रारंभ करनेवाला |प्रेरकों]] का उपयोग करने वाले पारंपरिक परिपथों का एक विकल्प हैं।


==अवलोकन==
==अवलोकन==
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   | pages = 297
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   | isbn = 978-0387340470}}</ref> ये परावर्तन संकेत शक्ति को गंतव्य तक पहुँचने से रोकते हुए बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं। संचरण रेखाएँ न्यूनतम परावर्तन और विद्युत की हानि के साथ विद्युत चुम्बकीय संकेतों को वहन करने के लिए विशेष निर्माण और [[ प्रतिबाधा मिलान |प्रतिबाधा मिलान]] का उपयोग करती हैं। अधिकांश संचरण रेखाओं की विशिष्ट विशेषता यह होती है, कि इनकी लंबाई के साथ एक समान अनुप्रस्थ काट आयाम होते हैं, जो इन्हें एक समान [[ विद्युत प्रतिबाधा |विद्युत प्रतिबाधा]] प्रदान करते हैं, जिसे परावर्तनों को रोकने के लिए [[ विशेषता प्रतिबाधा |विशिष्ट प्रतिबाधा]] कहा जाता है।<ref name="Oklobdzija" /><ref name="Guru">{{cite book
   | isbn = 978-0387340470}}</ref> ये परावर्तन संकेत शक्ति को गंतव्य तक पहुँचने से रोकते हुए बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं। संचरण लाइनें न्यूनतम परावर्तन और विद्युत की हानि के साथ विद्युत चुम्बकीय संकेतों को वहन करने के लिए विशेष निर्माण और [[ प्रतिबाधा मिलान |प्रतिबाधा मिलान]] का उपयोग करती हैं। अधिकांश संचरण लाइनों की विशिष्ट विशेषता यह होती है, कि इनकी लंबाई के साथ एक समान अनुप्रस्थ काट आयाम होते हैं, जो इन्हें एक समान [[ विद्युत प्रतिबाधा |विद्युत प्रतिबाधा]] प्रदान करते हैं, जिसे परावर्तनों को रोकने के लिए [[ विशेषता प्रतिबाधा |विशिष्ट प्रतिबाधा]] कहा जाता है।<ref name="Oklobdzija" /><ref name="Guru">{{cite book
   | last = Guru
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   | first = Bhag Singh
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   | url-access = registration
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   | isbn = 978-0080505237}}</ref> संचरण रेखा के प्रकारों में समानांतर रेखा ([[ सीढ़ी रेखा |सीढ़ी रेखा]], घूर्णित युग्म), समाक्षीय केबल, और [[ स्ट्रिपलाइन |स्ट्रिपलाइन]] एवं [[ माइक्रोस्ट्रिप |माइक्रोस्ट्रिप]] जैसी समतलीय संचरण रेखाएँ सम्मिलित हैं।<ref name="Carr">{{cite book
   | isbn = 978-0080505237}}</ref> संचरण लाइन के प्रकारों में समानांतर लाइन ([[ सीढ़ी रेखा |सीढ़ी लाइन]], घूर्णित युग्म), समाक्षीय केबल, और [[ स्ट्रिपलाइन |स्ट्रिपलाइन]] एवं [[ माइक्रोस्ट्रिप |माइक्रोस्ट्रिप]] जैसी समतलीय संचरण लाइनें सम्मिलित हैं।<ref name="Carr">{{cite book
   | last = Carr
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   | first = Joseph J.
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   | pages = 35–37
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   | isbn = 978-1580536691}}</ref> किसी दिए गए केबल या माध्यम से चलने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंगों की तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होगी। संचरण रेखाएँ तब आवश्यक हो जाती हैं, जब संचरित आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य पर्याप्त रूप से इतनी कम होती है कि केबल की लंबाई तरंग दैर्ध्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाती है।
   | isbn = 978-1580536691}}</ref> किसी दिए गए केबल या माध्यम से चलने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंगों की तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होगी। संचरण लाइनें तब आवश्यक हो जाती हैं, जब संचरित आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य पर्याप्त रूप से इतनी कम होती है कि केबल की लंबाई तरंग दैर्ध्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाती है।


[[ माइक्रोवेव |माइक्रोवेव]] और उससे अधिक की आवृत्तियों पर, संचरण रेखाओं में विद्युत-हानि अत्यधिक हो जाती है, और इसके स्थान पर [[ वेवगाइड |तरंग निर्देशों]] का उपयोग किया जाता है,<ref name="Jackman" /> जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को सीमित और निर्देशित करने के लिए "नलिका" के रूप में कार्य करता है।<ref name="Raisanen" /> कुछ स्रोत तरंग निर्देश को एक प्रकार की संचरण रेखा के रूप में परिभाषित करते हैं;<ref name="Raisanen" /> हालांकि, इस लेख में उन्हें सम्मिलित नहीं किया जाएगा। इसके विपरीत [[ टेराहर्ट्ज विकिरण |टेराहर्ट्ज विकिरण]], [[ अवरक्त |अवरक्त]] और [[ दृश्यमान प्रतिबिम्ब |दृश्यमान]] श्रेणियों में भी उच्च आवृत्तियों पर, तरंग निर्देश हानिपूर्ण हो जाते हैं, और [[ प्रकाशिकी |प्रकाशिक]] विधियों (जैसे लेंस और दर्पण) का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों को निर्देशित करने के लिए किया जाता है।<ref name="Raisanen" />
[[ माइक्रोवेव |माइक्रोवेव]] और उससे अधिक की आवृत्तियों पर, संचरण लाइनों में विद्युत-हानि अत्यधिक हो जाती है, और इसके स्थान पर [[ वेवगाइड |तरंग निर्देशों]] का उपयोग किया जाता है,<ref name="Jackman" /> जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को सीमित और निर्देशित करने के लिए "नलिका" के रूप में कार्य करता है।<ref name="Raisanen" /> कुछ स्रोत तरंग निर्देश को एक प्रकार की संचरण लाइन के रूप में परिभाषित करते हैं;<ref name="Raisanen" /> हालांकि, इस लेख में उन्हें सम्मिलित नहीं किया जाएगा। इसके विपरीत [[ टेराहर्ट्ज विकिरण |टेराहर्ट्ज विकिरण]], [[ अवरक्त |अवरक्त]] और [[ दृश्यमान प्रतिबिम्ब |दृश्यमान]] श्रेणियों में भी उच्च आवृत्तियों पर, तरंग निर्देश हानिपूर्ण हो जाते हैं, और [[ प्रकाशिकी |प्रकाशिक]] विधियों (जैसे लेंस और दर्पण) का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों को निर्देशित करने के लिए किया जाता है।<ref name="Raisanen" />
==इतिहास==
==इतिहास==
विद्युत संचरण रेखाओं के व्यवहार का गणितीय विश्लेषण [[ जेम्स क्लर्क मैक्सवेल |जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]], [[ लॉर्ड केल्विन |लॉर्ड केल्विन]] और [[ ओलिवर हीविसाइड |ओलिवर हीविसाइड]] के कार्यों से विकसित हुआ। लॉर्ड केल्विन ने वर्ष 1855 में एक पनडुब्बी केबल में विद्युत-धारा का प्रसार प्रतिरूप तैयार किया। इस प्रतिरूप ने 1858 ट्रांस-अटलांटिक पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल के खराब प्रदर्शन की सही भविष्यवाणी की। वर्ष 1885 में, हैवीसाइड ने पहला पेपर प्रकाशित किया जिसमें उनके केबलों में प्रसार के विश्लेषण और टेलीग्राफर के समीकरणों के आधुनिक रूप का वर्णन किया गया था।<ref>{{cite book |first1=Ernst |last1=Weber |first2=Frederik |last2=Nebeker |title=The Evolution of Electrical Engineering |publisher=IEEE Press |place=Piscataway, New Jersey |year=1994 |isbn=0-7803-1066-7}}</ref>
विद्युत संचरण लाइनों के व्यवहार का गणितीय विश्लेषण [[ जेम्स क्लर्क मैक्सवेल |जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]], [[ लॉर्ड केल्विन |लॉर्ड केल्विन]] और [[ ओलिवर हीविसाइड |ओलिवर हीविसाइड]] के कार्यों से विकसित हुआ। लॉर्ड केल्विन ने वर्ष 1855 में एक पनडुब्बी केबल में विद्युत-धारा का प्रसार प्रतिरूप तैयार किया। इस प्रतिरूप ने 1858 ट्रांस-अटलांटिक पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल के खराब प्रदर्शन की सही भविष्यवाणी की। वर्ष 1885 में, हैवीसाइड ने पहला पेपर प्रकाशित किया जिसमें उनके केबलों में प्रसार के विश्लेषण और टेलीग्राफर के समीकरणों के आधुनिक रूप का वर्णन किया गया था।<ref>{{cite book |first1=Ernst |last1=Weber |first2=Frederik |last2=Nebeker |title=The Evolution of Electrical Engineering |publisher=IEEE Press |place=Piscataway, New Jersey |year=1994 |isbn=0-7803-1066-7}}</ref>
==चार टर्मिनल प्रतिरूप==
==चार टर्मिनल प्रतिरूप==


[[Image:Transmission line symbols.svg|thumb|संचरण रेखा के लिए [[ इलेक्ट्रॉनिक योजनाबद्ध ]] [[ इलेक्ट्रॉनिक प्रतीक ]] पर बदलाव।]]
[[Image:Transmission line symbols.svg|thumb|संचरण लाइन के लिए [[ इलेक्ट्रॉनिक योजनाबद्ध |योजनाबद्ध इलेक्ट्रॉनिक]][[ इलेक्ट्रॉनिक प्रतीक | प्रतीक]] पर विविधता।|238x238px]]
एक विद्युत संचरण रेखा को विश्लेषण के प्रयोजनों के लिए [[ दो बंदरगाह नेटवर्क |दो-पोर्ट नेटवर्क]] (क्वाड्रिपोल) के रूप में निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:
एक विद्युत संचरण लाइन को विश्लेषण के प्रयोजनों के लिए [[ दो बंदरगाह नेटवर्क |दो-पोर्ट नेटवर्क]] (क्वाड्रिपोल) के रूप में निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:


[[Image:Transmission line 4 port.svg]]
[[Image:Transmission line 4 port.svg]]


सबसे साधारण स्थिति में नेटवर्क को रैखिक (अर्थात किसी भी पोर्ट में [[ जटिल संख्या |जटिल]] विभवान्तर, उसमें प्रवाहित उस जटिल धारा के समानुपाती होता है जब कोई परावर्तन नहीं होता है) और इन दोनों पोर्टों को विनिमेय माना जाता है। यदि संचरण रेखा अपनी लंबाई के अनुदिश एक समान है, तो इसके व्यवहार को बड़े पैमाने पर एक प्राचल द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसे विशिष्ट प्रतिबाधा (प्रतीक Z<sub>0</sub>) कहा जाता है। यह एक रेखा पर किसी दी गई तरंग के जटिल विभवान्तर और उसी तरंग की जटिल धारा का अनुपात होती है। Z<sub>0</sub> के विशिष्ट मान, एक समाक्षीय केबल के लिए 50 या 75 [[ ओम (इकाई) |ओम]], तारों के एक घूर्णित युग्म के लिए लगभग 100 ओम और रेडियो प्रसारण में उपयोग किए जाने वाले एक सामान्य प्रकार के अघूर्णित युग्म के लिए लगभग 300 ओम होते हैं।
सबसे साधारण स्थिति में नेटवर्क को रैखिक (अर्थात किसी भी पोर्ट में [[ जटिल संख्या |जटिल]] विभवान्तर, उसमें प्रवाहित उस जटिल धारा के समानुपाती होता है जब कोई परावर्तन नहीं होता है) और इन दोनों पोर्टों को विनिमेय माना जाता है। यदि संचरण लाइन अपनी लंबाई के अनुदिश एक समान है, तो इसके व्यवहार को बड़े पैमाने पर एक प्राचल द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसे विशिष्ट प्रतिबाधा (प्रतीक Z<sub>0</sub>) कहा जाता है। यह एक लाइन पर किसी दी गई तरंग के जटिल विभवान्तर और उसी तरंग की जटिल धारा का अनुपात होती है। Z<sub>0</sub> के विशिष्ट मान, एक समाक्षीय केबल के लिए 50 या 75 [[ ओम (इकाई) |ओम]], तारों के एक घूर्णित युग्म के लिए लगभग 100 ओम और रेडियो प्रसारण में उपयोग किए जाने वाले एक सामान्य प्रकार के अघूर्णित युग्म के लिए लगभग 300 ओम होते हैं।


संचरण रेखा के नीचे विद्युत भेजते समय सामान्यतः यह वांछनीय होता है कि जितनी संभव हो, उतनी विद्युत की मात्रा भार द्वारा अवशोषित की जाए और जितनी संभव हो, उतनी कम विद्युत स्रोत पर पुनः परावर्तित कर दी जाए। यह, भार प्रतिबाधा को Z<sub>0</sub> के बराबर बनाकर सुनिश्चित किया जा सकता है, जिस स्थिति में संचरण रेखा को ''सुमेलित'' कहा जाता है।
संचरण लाइन के नीचे विद्युत भेजते समय सामान्यतः यह वांछनीय होता है कि जितनी संभव हो, उतनी विद्युत की मात्रा भार द्वारा अवशोषित की जाए और जितनी संभव हो, उतनी कम विद्युत स्रोत पर पुनः परावर्तित कर दी जाए। यह, भार प्रतिबाधा को Z<sub>0</sub> के बराबर बनाकर सुनिश्चित किया जा सकता है, जिस स्थिति में संचरण लाइन को ''सुमेलित'' कहा जाता है।


[[File:TransmissionLineDefinitions.svg|thumb|310px|एक संचरण लाइन दो काले तारों के रूप में खींची जाती है। लाइन में x की दूरी पर, प्रत्येक तार से प्रवाहित होने वाली धारा I(x) होती है, और तारों के बीच एक वोल्टेज अंतर V(x) होता है। यदि करंट और वोल्टेज एक तरंग (बिना परावर्तन के) से आते हैं, तो V(x) / I(x) = Z0, जहां Z0 रेखा की विशेषता प्रतिबाधा है।]]
[[File:TransmissionLineDefinitions.svg|thumb|310px|एक संचरण लाइन दो काले तारों के रूप में खींची जाती है। लाइन में x दूरी पर, प्रत्येक तार से प्रवाहित होने वाली धारा I(x) होती है, और तारों के बीच एक विभवान्तर V(x) होता है। यदि धारा और विभवान्तर एक तरंग (बिना परावर्तन के) से आते हैं, तो V(x) / I(x) = Z<sub>0</sub>, जहाँ Z<sub>0</sub> लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा है।]]
संचरण रेखा में प्रवाहित की जाने वाली विद्युत की कुछ मात्रा की प्रतिरोध के कारण हानि हो जाती है। इस प्रभाव को ''ओमीय''  या ''प्रतिरोधी'' हानि कहा जाता है ([[ ओमिक हीटिंग |ओमीय तापन]] देखें)। उच्च आवृत्तियों पर ''विसंवाहक हानि'' नामक एक और प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है, जो प्रतिरोध के कारण होने वाली हानि को जोड़ता है। विद्युत-रोधी सामग्री के संचरण रेखा के अंदर प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र से ऊर्जा को अवशोषित करने पर विसंवाहक हानि होती है, जो इसे [[ गर्मी |ऊष्मा]] में परिवर्तित करती है ([[ ढांकता हुआ हीटिंग |विसंवाहक तापन]] देखें)। संचरण रेखा को श्रेणीक्रम में एक प्रतिरोध (R) और प्रेरण (L) एवं समानांतर क्रम में एक धारिता (C) और चालकत्व (G) के साथ प्रतिरूपित किया गया है। प्रतिरोध और चालकत्व, एक संचरण रेखा में हानि में योगदान करते हैं।
संचरण लाइन में प्रवाहित की जाने वाली विद्युत की कुछ मात्रा की प्रतिरोध के कारण हानि हो जाती है। इस प्रभाव को ''ओमीय''  या ''प्रतिरोधी'' हानि कहा जाता है ([[ ओमिक हीटिंग |ओमीय तापन]] देखें)। उच्च आवृत्तियों पर ''विसंवाहक हानि'' नामक एक और प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है, जो प्रतिरोध के कारण होने वाली हानि को जोड़ता है। विद्युत-रोधी सामग्री के संचरण लाइन के अंदर प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र से ऊर्जा को अवशोषित करने पर विसंवाहक हानि होती है, जो इसे [[ गर्मी |ऊष्मा]] में परिवर्तित करती है ([[ ढांकता हुआ हीटिंग |विसंवाहक तापन]] देखें)। संचरण लाइन को श्रेणीक्रम में एक प्रतिरोध (R) और प्रेरण (L) एवं समानांतर क्रम में एक धारिता (C) और चालकत्व (G) के साथ प्रतिरूपित किया गया है। प्रतिरोध और चालकत्व, एक संचरण लाइन में हानि में योगदान करते हैं।


संचरण रेखा में विद्युत की कुल हानि प्रायः [[ डेसीबल |डेसीबल]] प्रति [[ मीटर |मीटर]] (dB/m) में निर्दिष्ट होती है, और सामान्यतः संकेत की आवृत्ति पर निर्भर करती है। निर्माता प्रायः आवृत्तियों की एक श्रृंखला पर हानि को डेसीबल प्रति मीटर में प्रदर्शित करते हुए एक सारणी प्रदान करता है। 3 डेसीबल की हानि लगभग विद्युत के आधे हिस्से के समान होती है।
संचरण लाइन में विद्युत की कुल हानि प्रायः [[ डेसीबल |डेसीबल]] प्रति [[ मीटर |मीटर]] (dB/m) में निर्दिष्ट होती है, और सामान्यतः संकेत की आवृत्ति पर निर्भर करती है। निर्माता प्रायः आवृत्तियों की एक श्रृंखला पर हानि को डेसीबल प्रति मीटर में प्रदर्शित करते हुए एक सारणी प्रदान करता है। 3 डेसीबल की हानि लगभग विद्युत के आधे हिस्से के समान होती है।


उच्च-आवृत्ति संचरण रेखाओं को उन विद्युत चुम्बकीय तरंगों को वहन करने के लिए संरचित किया जा सकता है जिनकी तरंग दैर्ध्य, रेखा की लंबाई से कम या तुलनीय होती है। इन शर्तों के तहत, कम आवृत्तियों पर गणना के लिए उपयोगी अनुमान अब सटीक नहीं हैं। यह प्रायः [[ रेडियो |रेडियो]], माइक्रोवेव और [[ रोशनी |प्रकाशिक]] संकेतों, [[ धातु जाल ऑप्टिकल फिल्टर |धातु जाल प्रकाशिक फिल्टरों]] और उच्च गति [[ डिजिटल सर्किट |डिजिटल परिपथों]] में पाए जाने वाले संकेतों के साथ होता है।
उच्च-आवृत्ति संचरण लाइनों को उन विद्युत चुम्बकीय तरंगों को वहन करने के लिए संरचित किया जा सकता है जिनकी तरंग दैर्ध्य, लाइन की लंबाई से कम या तुलनीय होती है। इन शर्तों के तहत, कम आवृत्तियों पर गणना के लिए उपयोगी अनुमान अब सटीक नहीं हैं। यह प्रायः [[ रेडियो |रेडियो]], माइक्रोवेव और [[ रोशनी |प्रकाशिक]] संकेतों, [[ धातु जाल ऑप्टिकल फिल्टर |धातु जाल प्रकाशिक फिल्टरों]] और उच्च गति [[ डिजिटल सर्किट |डिजिटल परिपथों]] में पाए जाने वाले संकेतों के साथ होता है।


==टेलीग्राफर के समीकरण ==
==टेलीग्राफर के समीकरण ==
{{Main|Telegrapher's equations}}
{{Main|टेलीग्राफर के समीकरण}}
{{See also|Reflections on copper lines}}
{{See also|तांबे की रेखाओं पर परावर्तन}}
'''टेलीग्राफर के समीकरण''' (या सिर्फ '''टेलीग्राफ समीकरण''') रैखिक अवकल समीकरणों का एक युग्म है, जो दूरी और समय के साथ विद्युत संचरण रेखा पर [[ वोल्टेज |विभवान्तर]] (<math>V</math>) और [[ विद्युत प्रवाह |विद्युत धारा]] (<math>I</math>) का वर्णन करता है। ये  समीकरण संचरण रेखा का प्रतिरूप बनाने वाले ओलिवर हैवीसाइड द्वारा विकसित किए गए थे, जो मैक्सवेल के समीकरणों पर आधारित हैं।
'''टेलीग्राफर के समीकरण''' (या सिर्फ '''टेलीग्राफ समीकरण''') रैखिक अवकल समीकरणों का एक युग्म है, जो दूरी और समय के साथ विद्युत संचरण लाइन पर [[ वोल्टेज |विभवान्तर]] (<math>V</math>) और [[ विद्युत प्रवाह |विद्युत धारा]] (<math>I</math>) का वर्णन करता है। ये  समीकरण संचरण लाइन का प्रतिरूप बनाने वाले ओलिवर हैवीसाइड द्वारा विकसित किए गए थे, जो मैक्सवेल के समीकरणों पर आधारित हैं।


[[Image:Transmission line element.svg|thumb|right|250px|संचरण रेखा के प्राथमिक घटक का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।]]
[[Image:Transmission line element.svg|thumb|right|274x274px|संचरण लाइन के प्राथमिक घटक का योजनाबद्ध निरुपण।]]
संचरण रेखा प्रतिरूप, [[ वितरित-तत्व मॉडल |वितरित-तत्व प्रतिरूप]] का एक उदाहरण है। यह, दो-पोर्ट प्राथमिक घटकों की एक अपरिमित श्रृंखला के रूप में संचरण रेखा का निरूपण करता है, जिनमें से प्रत्येक, संचरण रेखा के एक अतिसूक्ष्म खंड का निरूपण करता है:
संचरण लाइन प्रतिरूप, [[ वितरित-तत्व मॉडल |वितरित-तत्व प्रतिरूप]] का एक उदाहरण है। यह, दो-पोर्ट प्राथमिक घटकों की एक अपरिमित श्रृंखला के रूप में संचरण लाइन का निरूपण करता है, जिनमें से प्रत्येक, संचरण लाइन के एक अतिसूक्ष्म खंड का निरूपण करता है:


*चालकों के वितरित प्रतिरोध <math>R</math> को एक श्रेणी प्रतिरोधक ([[ ओम |ओम]] प्रति इकाई लंबाई में व्यक्त) द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
*चालकों के वितरित प्रतिरोध <math>R</math> को एक श्रेणी प्रतिरोधक ([[ ओम |ओम]] प्रति इकाई लंबाई में व्यक्त) द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
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*दो चालकों को पृथक करने वाली विसंवाहक सामग्री की [[ विद्युत चालकता |चालकत्व]] <math>G</math> को संकेत तार और उत्क्रम तार ([[ सीमेंस (इकाई) |सीमेंस]] प्रति इकाई लंबाई में) के बीच एक पार्श्वपथ प्रतिरोधक द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
*दो चालकों को पृथक करने वाली विसंवाहक सामग्री की [[ विद्युत चालकता |चालकत्व]] <math>G</math> को संकेत तार और उत्क्रम तार ([[ सीमेंस (इकाई) |सीमेंस]] प्रति इकाई लंबाई में) के बीच एक पार्श्वपथ प्रतिरोधक द्वारा प्रदर्शित किया गया है।


प्रतिरूप में आकृति में दिखाए गए तत्वों की एक अपरिमित श्रृंखला होती है, और घटकों के मान प्रति इकाई लंबाई में निर्दिष्ट होते हैं ताकि घटक की तस्वीर भ्रामक हो सकती है। आवृत्ति के कार्य भी हो सकते हैं। एक वैकल्पिक संकेतन का उपयोग करना है  इस बात पर जोर देना कि मान लंबाई के संबंध में व्युत्पन्न हैं। इन मात्राओं को उनसे प्राप्त द्वितीयक रेखा स्थिरांक से अलग करने के लिए के रूप में भी जाना जा सकता है, ये , और हैं।
मॉडल में आकृति में दिखाए गए तत्वों की एक अनंत श्रृंखला होती है, और घटकों के मान प्रति इकाई लंबाई निर्दिष्ट होते हैं, जिससे घटक का चित्र भ्रामक हो सकता है। <math>R</math>, <math>L</math>, <math>C</math>, तथा <math>G</math> भी आवृत्ति के कार्य हो सकते हैं। एक वैकल्पिक संकेतन <math>R'</math>, <math>L'</math>, <math>C'</math> तथा <math>G'</math> का उपयोग इस तथ्य पर बल देने के लिए किया जाता है कि ये मान, लम्बाई के सापेक्ष अवकलज होते हैं। इन राशियों को उनसे प्राप्त द्वितीयक लाइन नियतांकों से भिन्न करने के लिए [[ प्राथमिक रेखा स्थिरांक |प्राथमिक लाइन नियतांक]] के रूप में भी जाना जा सकता है, और ये नियतांक [[ प्रसार स्थिरांक |प्रसार नियतांक]], [[ क्षीणन स्थिरांक |क्षीणन नियतांक]] और [[ चरण स्थिरांक |चरण नियतांक]] होते हैं।


मॉडल में आकृति में दिखाए गए तत्वों की एक अनंत श्रृंखला होती है, और घटकों के मान प्रति इकाई लंबाई निर्दिष्ट होते हैं, जिससे घटक का चित्र भ्रामक हो सकता है। <math>R</math>, <math>L</math>, <math>C</math>, तथा <math>G</math> भी आवृत्ति के कार्य हो सकते हैं। एक वैकल्पिक संकेतन <math>R'</math>, <math>L'</math>, <math>C'</math> तथा <math>G'</math> का उपयोग इस तथ्य पर बल देने के लिए किया जाता है कि ये मान, लम्बाई के सापेक्ष अवकलज होते हैं। इन राशियों को उनसे प्राप्त द्वितीयक रेखा नियतांकों से भिन्न करने के लिए [[ प्राथमिक रेखा स्थिरांक |प्राथमिक रेखा नियतांक]] के रूप में भी जाना जा सकता है, और ये नियतांक [[ प्रसार स्थिरांक |प्रसार नियतांक]], [[ क्षीणन स्थिरांक |क्षीणन नियतांक]] और [[ चरण स्थिरांक |चरण नियतांक]] होते हैं।
लाइन विभवान्तर <math>V(x)</math> और धारा <math>I(x)</math> को आवृत्ति क्षेत्र में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता:
 
रेखा विभवान्तर <math>V(x)</math> और धारा <math>I(x)</math> को आवृत्ति क्षेत्र में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता :


:<math>\frac{\partial V(x)}{\partial x} = -(R + j\,\omega\,L)\,I(x)</math>
:<math>\frac{\partial V(x)}{\partial x} = -(R + j\,\omega\,L)\,I(x)</math>
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::([[ अंतर समीकरण |अवकल समीकरण]], कोणीय आवृत्ति ω और काल्पनिक इकाई {{mvar|[[Imaginary unit|j]]}} देखें)
::([[ अंतर समीकरण |अवकल समीकरण]], कोणीय आवृत्ति ω और काल्पनिक इकाई {{mvar|[[Imaginary unit|j]]}} देखें)


=== दोषरहित रेखा की विशेष स्थिति ===
=== दोषरहित लाइन की विशेष स्थिति ===
तत्वों <math>R</math> और <math>G</math> के नगण्य रूप से छोटे होने पर संचरण रेखा को एक दोषरहित संरचना माना जाता है। इस काल्पनिक स्थिति में, प्रतिरूप केवल <math>L</math> और <math>C</math> तत्वों पर निर्भर करता है जो विश्लेषण को बहुत आसान बनाता है। एक दोषरहित संचरण रेखा के लिए, द्वितीय कोटि स्थिर-अवस्था टेलीग्राफर के समीकरण हैं:
तत्वों <math>R</math> और <math>G</math> के नगण्य रूप से छोटे होने पर संचरण लाइन को दोषरहित संरचना माना जाता है। इस काल्पनिक स्थिति में, प्रतिरूप केवल <math>L</math> और <math>C</math> तत्वों पर निर्भर करता है जो विश्लेषण को बहुत आसान बनाता है। दोषरहित संचरण लाइन के लिए, द्वितीय कोटि स्थिर-अवस्था टेलीग्राफर के समीकरण हैं:


:<math>\frac{\partial^2 V(x)}{\partial x^2}+ \omega^2 L\,C\,V(x) = 0</math>
:<math>\frac{\partial^2 V(x)}{\partial x^2}+ \omega^2 L\,C\,V(x) = 0</math>
:<math>\frac{\partial^2 I(x)}{\partial x^2} + \omega^2 L\,C\,I(x) = 0 ~\,.</math>
:<math>\frac{\partial^2 I(x)}{\partial x^2} + \omega^2 L\,C\,I(x) = 0 ~\,.</math>
ये, वे [[ तरंग समीकरण |तरंग समीकरणें]] हैं जिनमें समतल तरंगें हल के रूप में अग्र और विपरीत दिशाओं में समान प्रसार गति के साथ होती हैं। इसका भौतिक महत्व यह है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें संचरण रेखाओं के नीचे प्रसारित होती हैं और सामान्य रूप से, एक परावर्तित घटक होता है जो मूल संकेत को हस्तक्षेपित करता है। ये समीकरणें संचरण रेखा सिद्धांत के लिए मौलिक हैं।
ये, वे [[ तरंग समीकरण |तरंग समीकरणें]] हैं जिनमें समतल तरंगें हल के रूप में अग्र और विपरीत दिशाओं में समान प्रसार गति के साथ होती हैं। इसका भौतिक महत्व यह है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें संचरण लाइनों के नीचे प्रसारित होती हैं और सामान्य रूप से, एक परावर्तित घटक होता है जो मूल संकेत को हस्तक्षेपित करता है। ये समीकरण संचरण लाइन सिद्धांत के लिए मौलिक हैं।


=== दोषसहित रेखा की सामान्य स्थिति ===
=== दोषसहित लाइन की सामान्य स्थिति ===
सामान्य स्थिति में हानि की शर्तें, <math>R</math> और <math>G</math> दोनों सम्मिलित होती हैं, और टेलीग्राफर के समीकरणों का पूर्ण रूप बन जाता है:
सामान्य स्थिति में हानि की शर्तें, <math>R</math> और <math>G</math> दोनों सम्मिलित होती हैं, और टेलीग्राफर के समीकरणों का पूर्ण रूप बन जाता है:


:<math>\frac{\partial^2 V(x)}{\partial x^2} = \gamma^2 V(x)\,</math>
:<math>\frac{\partial^2 V(x)}{\partial x^2} = \gamma^2 V(x)\,</math>
:<math>\frac{\partial^2 I(x)}{\partial x^2} = \gamma^2 I(x)\,</math>
:<math>\frac{\partial^2 I(x)}{\partial x^2} = \gamma^2 I(x)\,</math>
जहाँ <math>\gamma</math> (जटिल) प्रसार स्थिरांक है। ये समीकरणें संचरण रेखा सिद्धांत के लिए मौलिक हैं। ये तरंग समीकरणें भी हैं, और विशेष स्थिति के समान इसमें भी हल होते हैं, लेकिन ये घातीय क्षय कारकों के साथ ज्या और कोज्या का मिश्रण होती हैं। प्राथमिक प्राचलों <math>R</math>, <math>L</math>, <math>G</math>, तथा <math>C</math> के पदों में प्रसार स्थिरांक <math>\gamma</math> का हल प्रदान करता है:
जहाँ <math>\gamma</math> (जटिल) प्रसार स्थिरांक है। ये समीकरणें संचरण लाइन सिद्धांत के लिए मौलिक हैं। ये तरंग समीकरणें भी हैं, और विशेष स्थिति के समान इसमें भी हल होते हैं, लेकिन ये घातीय क्षय कारकों के साथ ज्या और कोज्या का मिश्रण होती हैं। प्राथमिक प्राचलों <math>R</math>, <math>L</math>, <math>G</math>, तथा <math>C</math> के पदों में प्रसार स्थिरांक <math>\gamma</math> का हल प्रदान करता है:


:<math>\gamma = \sqrt{(R + j\,\omega\,L)(G + j\,\omega\,C)\,}</math>
:<math>\gamma = \sqrt{(R + j\,\omega\,L)(G + j\,\omega\,C)\,}</math>
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:<math>V_{\mathrm{out}}(x,t) \approx V_{\mathrm{in}}(t - \sqrt{L\,C\,}\,x)\,e^{- \tfrac{1}{2}\sqrt{L\,C\,}\,\left( \frac{R}{L} + \frac{G}{C} \right)\,x }. \,</math>
:<math>V_{\mathrm{out}}(x,t) \approx V_{\mathrm{in}}(t - \sqrt{L\,C\,}\,x)\,e^{- \tfrac{1}{2}\sqrt{L\,C\,}\,\left( \frac{R}{L} + \frac{G}{C} \right)\,x }. \,</math>
=== हैवीसाइड स्थिति ===
=== हैवीसाइड स्थिति ===
{{Main|Heaviside condition}}
{{Main|हैवीसाइड स्थिति}}
हैवीसाइड स्थिति एक विशेष स्थिति है जहाँ तरंग बिना किसी [[ फैलाव (प्रकाशिकी) |प्रसार]] विरूपण के रेखा से नीचे गति करती है। इसके घटित होने की शर्त निम्न है:
हैवीसाइड स्थिति एक विशेष स्थिति है जहाँ तरंग बिना किसी [[ फैलाव (प्रकाशिकी) |प्रसार]] विरूपण के लाइन से नीचे गति करती है। इसके घटित होने की शर्त निम्न है:


:<math> \frac {G}{C} = \frac {R}{L} </math>
:<math> \frac {G}{C} = \frac {R}{L} </math>
== संचरण रेखा की इनपुट प्रतिबाधा ==
== संचरण लाइन की इनपुट प्रतिबाधा ==
[[File:SmithChartLineLength.svg|thumb|350px|एक लंबाई के माध्यम से एक भार की ओर देख रहे हैं <math>\ell</math> दोषरहित संचरण लाइन की, प्रतिबाधा के रूप में बदल जाता है <math>\ell</math> इस [[ स्मिथ चार्ट ]] पर नीले घेरे का अनुसरण करते हुए बढ़ता है। (इस प्रतिबाधा को इसके [[ परावर्तन गुणांक ]] की विशेषता है, जो कि घटना वोल्टेज से विभाजित परावर्तित वोल्टेज है।) चार्ट के भीतर केंद्रित नीले घेरे को कभी-कभी SWR सर्कल (लगातार खड़े तरंग अनुपात के लिए छोटा) कहा जाता है।]]
[[File:SmithChartLineLength.svg|thumb|350px|एक लंबाई <math>\ell</math> के दोषरहित ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से लोड की ओर देखते हुए, इस प्रतिबाधा [[ स्मिथ चार्ट |स्मिथ चार्ट]] पर नीले घेरे के बाद, <math>\ell</math> बढ़ने पर प्रतिबाधा बदल जाती है। (इस प्रतिबाधा को इसके [[ परावर्तन गुणांक |परावर्तन गुणांक]] की विशेषता है, जो कि घटना वोल्टेज से विभाजित परावर्तित वोल्टेज है।) चार्ट के भीतर केंद्रित नीले घेरे को कभी-कभी SWR सर्कल (लगातार खड़े तरंग अनुपात के लिए छोटा) कहा जाता है।]]
एक संचरण रेखा की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_0</math>, एकल विभवान्तर तरंग के आयाम और उसकी धारा तरंग का अनुपात है। चूंकि अधिकांश संचरण रेखाओं में एक परावर्तित तरंग भी होती है, इसलिए विशिष्ट प्रतिबाधा सामान्यतः वह प्रतिबाधा नहीं होती है जिसे रेखा पर मापा जाता है।
एक संचरण लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_0</math>, एकल विभवान्तर तरंग के आयाम और उसकी धारा तरंग का अनुपात है। चूंकि अधिकांश संचरण लाइनों में एक परावर्तित तरंग भी होती है, इसलिए विशिष्ट प्रतिबाधा सामान्यतः वह प्रतिबाधा नहीं होती है जिसे लाइन पर मापा जाता है।


भार प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{L}</math> से एक निश्चित दूरी <math>\ell</math> पर मापी गई प्रतिबाधा निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है:
भार प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{L}</math> से एक निश्चित दूरी <math>\ell</math> पर मापी गई प्रतिबाधा निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है:
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:<math>Z_\mathrm{in}\left(\ell\right)=\frac{V(\ell)}{I(\ell)} = Z_0 \frac{1 + \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}{1 - \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}</math>,
:<math>Z_\mathrm{in}\left(\ell\right)=\frac{V(\ell)}{I(\ell)} = Z_0 \frac{1 + \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}{1 - \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}</math>,


जहाँ <math>\gamma</math> प्रसार नियतांक है और <math>\mathit{\Gamma}_\mathrm{L} = \frac{\,Z_\mathrm{L} - Z_0\,}{Z_\mathrm{L} + Z_0}</math> विभवान्तर परावर्तन गुणांक है, जिसे संचरण रेखा के भार सिरे पर मापा जाता है। वैकल्पिक रूप से, उपरोक्त सूत्र को भार विभवान्तर परावर्तन गुणांक के स्थान पर भार प्रतिबाधा के संदर्भ में इनपुट प्रतिबाधा व्यक्त करने के लिए पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है:
जहाँ <math>\gamma</math> प्रसार नियतांक है और <math>\mathit{\Gamma}_\mathrm{L} = \frac{\,Z_\mathrm{L} - Z_0\,}{Z_\mathrm{L} + Z_0}</math> विभवान्तर परावर्तन गुणांक है, जिसे संचरण लाइन के भार सिरे पर मापा जाता है। वैकल्पिक रूप से, उपरोक्त सूत्र को भार विभवान्तर परावर्तन गुणांक के स्थान पर भार प्रतिबाधा के संदर्भ में इनपुट प्रतिबाधा व्यक्त करने के लिए पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है:


:<math>Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0\,\frac{Z_\mathrm{L} + Z_0 \tanh\left(\gamma \ell\right)}{Z_0 + Z_\mathrm{L}\,\tanh\left(\gamma \ell \right)}</math>.
:<math>Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0\,\frac{Z_\mathrm{L} + Z_0 \tanh\left(\gamma \ell\right)}{Z_0 + Z_\mathrm{L}\,\tanh\left(\gamma \ell \right)}</math>.


=== दोषरहित संचरण रेखा की इनपुट प्रतिबाधा ===
=== दोषरहित संचरण लाइन की इनपुट प्रतिबाधा ===
एक दोषरहित संचरण रेखा के लिए प्रसार नियतांक विशुद्ध रूप से काल्पनिक है, <math>\gamma = j\,\beta</math>, इसलिए उपरोक्त सूत्रों को पुनः लिखा जा सकता है
एक दोषरहित संचरण लाइन के लिए प्रसार नियतांक विशुद्ध रूप से काल्पनिक है, <math>\gamma = j\,\beta</math>, इसलिए उपरोक्त सूत्रों को पुनः लिखा जा सकता है
:<math>
:<math>
Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0 \frac{Z_\mathrm{L} + j\,Z_0\,\tan(\beta \ell)}{Z_0 + j\,Z_\mathrm{L}\tan(\beta \ell)}
Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0 \frac{Z_\mathrm{L} + j\,Z_0\,\tan(\beta \ell)}{Z_0 + j\,Z_\mathrm{L}\tan(\beta \ell)}
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जहाँ <math>\beta = \frac{\,2 \pi\,}{\lambda}</math> तरंग संख्या है।
जहाँ <math>\beta = \frac{\,2 \pi\,}{\lambda}</math> तरंग संख्या है।


<math>\beta,</math> की गणना में, संचरण रेखा के अंदर तरंगदैर्ध्य सामान्यतः मुक्त-स्थान में तरंगदैर्ध्य की तुलना में भिन्न होती है। परिणामस्वरूप, इस तरह की गणना करते समय संचरण रेखा की सामग्री के वेग कारक को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
<math>\beta,</math> की गणना में, संचरण लाइन के अंदर तरंगदैर्ध्य सामान्यतः मुक्त-स्थान में तरंगदैर्ध्य की तुलना में भिन्न होती है। परिणामस्वरूप, इस तरह की गणना करते समय संचरण लाइन की सामग्री के वेग कारक को ध्यान में रखा जाना चाहिए।


=== दोषरहित संचरण रेखाओं की विशेष स्थितियाँ ===
=== दोषरहित संचरण लाइनों की विशेष स्थितियाँ ===


====अर्द्ध तरंगदैर्ध्य ====
====अर्द्ध तरंगदैर्ध्य ====
विशेष स्थिति के लिए जहाँ <math>\beta\,\ell= n\,\pi</math>, जहाँ n एक पूर्णांक है, (जिसका अर्थ है कि रेखा की लंबाई, अर्द्ध तरंगदैर्ध्य की गुणज है), व्यंजक, भार प्रतिबाधा के रूप में परिवर्तित हो जाता है जिससे
विशेष स्थिति के लिए जहाँ <math>\beta\,\ell= n\,\pi</math>, जहाँ n एक पूर्णांक है, (जिसका अर्थ है कि लाइन की लंबाई, अर्द्ध तरंगदैर्ध्य की गुणज है), व्यंजक, भार प्रतिबाधा के रूप में परिवर्तित हो जाता है जिससे
:<math>Z_\mathrm{in} = Z_\mathrm{L} \,</math>
:<math>Z_\mathrm{in} = Z_\mathrm{L} \,</math>
सभी <math>n\,.</math> के लिए, इसमें वह स्थिति सम्मिलित है, जब <math>n=0</math>, अर्थात् संचरण रेखा की लंबाई तरंगदैर्ध्य की तुलना में नगण्य है। इसका भौतिक महत्व यह है कि किसी भी स्थिति में संचरण रेखा को नगण्य माना जा सकता है (अर्थात् तार के रूप में माना जाता है)।
सभी <math>n\,.</math> के लिए, इसमें वह स्थिति सम्मिलित है, जब <math>n=0</math>, अर्थात् संचरण लाइन की लंबाई तरंगदैर्ध्य की तुलना में नगण्य है। इसका भौतिक महत्व यह है कि किसी भी स्थिति में संचरण लाइन को नगण्य माना जा सकता है (अर्थात् तार के रूप में माना जाता है)।


==== चौथाई तरंगदैर्ध्य ====
==== चौथाई तरंगदैर्ध्य ====
{{Main|quarter-wave impedance transformer}}
{{Main|चौथाई-तरंग प्रतिबाधा ट्रांसफार्मर}}
उस स्थिति के लिए, जहाँ रेखा की लंबाई, एक चौथाई तरंगदैर्ध्य के बराबर या एक चौथाई तरंगदैर्ध्य का एक विषम गुणज है, तब इनपुट प्रतिबाधा बन जाती है:
 
उस स्थिति के लिए, जहाँ लाइन की लंबाई, एक चौथाई तरंगदैर्ध्य के बराबर या एक चौथाई तरंगदैर्ध्य का एक विषम गुणज है, तब इनपुट प्रतिबाधा बन जाती है:
:<math>
:<math>
Z_\mathrm{in}=\frac{Z_0^2}{Z_\mathrm{L}} ~\,.
Z_\mathrm{in}=\frac{Z_0^2}{Z_\mathrm{L}} ~\,.
</math>
</math>
==== सुमेलित भार ====
==== सुमेलित भार ====
एक अन्य विशेष स्थिति तब होती है जब भार प्रतिबाधा, रेखा की विशिष्ट प्रतिबाधा के बराबर होती है (अर्थात रेखा का मिलान किया जाता है), जिस स्थिति में प्रतिबाधा, रेखा की विशिष्ट प्रतिबाधा तक कम हो जाती है जिससे
एक अन्य विशेष स्थिति तब होती है जब भार प्रतिबाधा, लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा के बराबर होती है (अर्थात लाइन का मिलान किया जाता है), जिस स्थिति में प्रतिबाधा, लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा तक कम हो जाती है जिससे
:<math>Z_\mathrm{in}=Z_\mathrm{L}=Z_0 \,</math>
:<math>Z_\mathrm{in}=Z_\mathrm{L}=Z_0 \,</math>
सभी <math>\ell</math> और सभी <math>\lambda</math> के लिए।   
सभी <math>\ell</math> और सभी <math>\lambda</math> के लिए।   


==== कम ====
==== कम ====
[[File:Transmission line animation open short2.gif|thumb|right|300px|एक ओपन-सर्किट भार (शीर्ष), और एक शॉर्ट-सर्किट भार (नीचे) के साथ संचरण रेखा पर स्थायी तरंगें। काले बिंदु इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, और तीर विद्युत क्षेत्र दिखाते हैं।]]
[[File:Transmission line animation open short2.gif|thumb|right|300px|एक खुला-परिपथ लोड (शीर्ष), और एक लघु-परिपथ लोड (नीचे) के साथ संचरण लाइन पर स्थायी तरंगें। काले बिंदु इलेक्ट्रॉनों को निरुपित करते हैं, और तीर विद्युत क्षेत्र को प्रदर्शित करते हैं।]]
{{main|stub (electronics)#Short circuited stub|l1=stub}}
{{main|स्टब (इलेक्ट्रानिक्स)#लघु-परिपथ इलेक्ट्रानिक्स|l1=स्टब}}
कम भार की स्थिति में (अर्थात् <math>Z_\mathrm{L} = 0</math>), इनपुट प्रतिबाधा विशुद्ध रूप से काल्पनिक है और स्थिति एवं तरंगदैर्ध्य (आवृत्ति) का एक आवर्ती फलन है।  
कम भार की स्थिति में (अर्थात् <math>Z_\mathrm{L} = 0</math>), इनपुट प्रतिबाधा विशुद्ध रूप से काल्पनिक है और स्थिति एवं तरंगदैर्ध्य (आवृत्ति) का एक आवर्ती फलन है।  


Line 209: Line 208:


==== खुला ====
==== खुला ====
{{main|stub (electronics)#Open_circuited_stub|l1=stub}}
{{main|स्टब (इलेक्ट्रानिक्स)#खुला _परिपथीय_स्टब|l1=स्टब}}
एक खुले भार की स्थिति में (अर्थात् <math>Z_\mathrm{L} = \infty</math>), इनपुट प्रतिबाधा एक बार पुनः काल्पनिक और आवर्ती है।
एक खुले भार की स्थिति में (अर्थात् <math>Z_\mathrm{L} = \infty</math>), इनपुट प्रतिबाधा एक बार पुनः काल्पनिक और आवर्ती है।


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==व्यावहारिक प्रकार==
==व्यावहारिक प्रकार==
=== समाक्षीय केबल ===
=== समाक्षीय केबल ===
{{Main|coaxial cable}}
{{Main|समाक्षीय केबल}}
समाक्षीय रेखाएँ लगभग सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को केबल के आतंरिक क्षेत्र तक सीमित कर देती हैं। इसलिए समाक्षीय रेखाएँ नकारात्मक प्रभावों के बिना मुड़ी और घूर्णित (सीमाओं के अधीन) हो सकती हैं, और उनमें अवांछित धाराओं को प्रेरित किए बिना उन्हें प्रवाहकीय समर्थन के लिए बंधित किया जा सकता है। कुछ गीगाहर्ट्ज़ तक के रेडियो-आवृत्ति अनुप्रयोगों में, तरंग केवल [[ अनुप्रस्थ तरंग |अनुप्रस्थ]] विद्युत और चुंबकीय अवस्था (टीईएम) में प्रसारित होती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र दोनों प्रसार की दिशा के लंबवत हैं (विद्युत क्षेत्र त्रिज्यीय और चुंबकीय क्षेत्र परिधीय है)। हालांकि, उन आवृत्तियों पर अन्य [[ अनुप्रस्थ मोड |अनुप्रस्थ अवस्थाएँ]] प्रसारित हो सकती हैं, जिसके लिए तरंग दैर्ध्य (विसंवाहक) केबल की परिधि से काफी कम होती है। इन अवस्थाओं को दो समूहों, अनुप्रस्थ विद्युत (टीई) और अनुप्रस्थ चुम्बकीय (टीएम) तरंग निर्देश अवस्थाओं में वर्गीकृत किया गया है। जब एक से अधिक अवस्थाएँ उपलब्ध हो सकती हैं, तो केबल ज्यामिति में मोड़ और अन्य अनियमितताएँ, विद्युत को एक अवस्था से दूसरे अवस्था में स्थानांतरित करने का कारण बन सकती हैं।
 
समाक्षीय लाइनें लगभग सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को केबल के आतंरिक क्षेत्र तक सीमित कर देती हैं। इसलिए समाक्षीय लाइनें नकारात्मक प्रभावों के बिना मुड़ी और घूर्णित (सीमाओं के अधीन) हो सकती हैं, और उनमें अवांछित धाराओं को प्रेरित किए बिना उन्हें प्रवाहकीय समर्थन के लिए बंधित किया जा सकता है। कुछ गीगाहर्ट्ज़ तक के रेडियो-आवृत्ति अनुप्रयोगों में, तरंग केवल [[ अनुप्रस्थ तरंग |अनुप्रस्थ]] विद्युत और चुंबकीय अवस्था (टीईएम) में प्रसारित होती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र दोनों प्रसार की दिशा के लंबवत हैं (विद्युत क्षेत्र त्रिज्यीय और चुंबकीय क्षेत्र परिधीय है)। हालांकि, उन आवृत्तियों पर अन्य [[ अनुप्रस्थ मोड |अनुप्रस्थ अवस्थाएँ]] प्रसारित हो सकती हैं, जिसके लिए तरंग दैर्ध्य (विसंवाहक) केबल की परिधि से काफी कम होती है। इन अवस्थाओं को दो समूहों, अनुप्रस्थ विद्युत (टीई) और अनुप्रस्थ चुम्बकीय (टीएम) तरंग निर्देश अवस्थाओं में वर्गीकृत किया गया है। जब एक से अधिक अवस्थाएँ उपलब्ध हो सकती हैं, तो केबल ज्यामिति में मोड़ और अन्य अनियमितताएँ, विद्युत को एक अवस्था से दूसरे अवस्था में स्थानांतरित करने का कारण बन सकती हैं।


कई मेगाहर्ट्ज़ की बैंडविड्थ के साथ टेलीविजन और अन्य संकेतों के लिए उपयोग, समाक्षीय केबलों के सबसे सामान्य उपयोग हैं। 20वीं सदी के मध्य में उन्होंने लंबी दूरी के टेलीफोन संयोजन लिये।
कई मेगाहर्ट्ज़ की बैंडविड्थ के साथ टेलीविजन और अन्य संकेतों के लिए उपयोग, समाक्षीय केबलों के सबसे सामान्य उपयोग हैं। 20वीं सदी के मध्य में उन्होंने लंबी दूरी के टेलीफोन संयोजन लिये।


=== तलीय रेखाएँ ===
=== तलीय लाइनें ===
{{main|Planar transmission line}}
{{main|तलीय संचरण रेखाएँ}}
तलीय संचरण रेखाएँ [[ विद्युत कंडक्टर |चालकों]], या कुछ स्थितियों में विसंवाहक स्ट्रिपों के साथ संचरण रेखाएँ हैं, जो समतल और पट्टी के आकार की होती हैं। इनका उपयोग [[ मुद्रित सर्किट |मुद्रित परिपथ]] और माइक्रोवेव आवृत्तियों पर कार्य करने वाले एकीकृत परिपथों पर घटकों को परस्पर संयोजित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि ये तलीय प्रकार, इन घटकों के निर्माण की विधियों के साथ सुमेलित हैं। तलीय संचरण रेखाओं के कई रूप उपलब्ध हैं।
 
तलीय संचरण लाइनें [[ विद्युत कंडक्टर |चालकों]], या कुछ स्थितियों में विसंवाहक स्ट्रिपों के साथ संचरण लाइनें हैं, जो समतल और पट्टी के आकार की होती हैं। इनका उपयोग [[ मुद्रित सर्किट |मुद्रित परिपथ]] और माइक्रोवेव आवृत्तियों पर कार्य करने वाले एकीकृत परिपथों पर घटकों को परस्पर संयोजित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि ये तलीय प्रकार, इन घटकों के निर्माण की विधियों के साथ सुमेलित हैं। तलीय संचरण लाइनों के कई रूप उपलब्ध हैं।


==== माइक्रोस्ट्रिप ====
==== माइक्रोस्ट्रिप ====
[[Image:Solec Kujawski longwave antenna feeder.jpg|thumb|right|एक प्रकार की संचरण रेखा जिसे केज लाइन कहा जाता है, जिसका उपयोग उच्च शक्ति, कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। यह एक बड़े समाक्षीय केबल के समान कार्य करता है। यह उदाहरण [[ पोलैंड ]] में एक लॉन्गवेव रेडियो ट्रांसमीटर के लिए एंटीना फीड लाइन है, जो 225 kHz की आवृत्ति और 1200 kW की शक्ति पर संचालित होता है।]]
[[Image:Solec Kujawski longwave antenna feeder.jpg|thumb|right|एक प्रकार की संचरण लाइन जिसे केज लाइन कहा जाता है, जिसका उपयोग उच्च शक्ति, कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। यह एक बड़े समाक्षीय केबल के समान कार्य करता है। यह उदाहरण [[ पोलैंड |पोलैंड]] में एक लॉन्गवेव रेडियो ट्रांसमीटर के लिए एंटीना फीड लाइन है, जो 225 kHz की आवृत्ति और 1200 kW की शक्ति पर संचालित होता है।|253x253px]]
{{Main|microstrip}}
{{Main|माइक्रोस्ट्रिप}}
माइक्रोस्ट्रिप परिपथ एक पतले समतल चालक का उपयोग करता है, जो एक [[ समतल ज़मीन |समतल तल]] के [[ समानांतर (ज्यामिति) |समानांतर]] होता है। माइक्रोस्ट्रिप, एक [[ मुद्रित सर्किट बोर्ड |मुद्रित परिपथ बोर्ड]] (पीसीबी) या चीनी मिट्टी के अधःस्तर के एक ओर तांबे की एक पट्टी रखकर बनाया जा सकता है, जबकि दूसरी ओर एक सतत समतल तल होता है। पट्टी की चौड़ाई, विसंवाहक परत की मोटाई (पीसीबी या चीनी मिट्टी) और संवाहरोधी परत का विसंवाहक नियतांक, विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करता है। माइक्रोस्ट्रिप एक खुली संरचना होती है जबकि समाक्षीय केबल एक बंद संरचना होती है।
माइक्रोस्ट्रिप परिपथ एक पतले समतल चालक का उपयोग करता है, जो एक [[ समतल ज़मीन |समतल तल]] के [[ समानांतर (ज्यामिति) |समानांतर]] होता है। माइक्रोस्ट्रिप, एक [[ मुद्रित सर्किट बोर्ड |मुद्रित परिपथ बोर्ड]] (पीसीबी) या चीनी मिट्टी के अधःस्तर के एक ओर तांबे की एक पट्टी रखकर बनाया जा सकता है, जबकि दूसरी ओर एक सतत समतल तल होता है। पट्टी की चौड़ाई, विसंवाहक परत की मोटाई (पीसीबी या चीनी मिट्टी) और संवाहरोधी परत का विसंवाहक नियतांक, विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करता है। माइक्रोस्ट्रिप एक खुली संरचना होती है जबकि समाक्षीय केबल एक बंद संरचना होती है।


====स्ट्रिपलाइन====
====स्ट्रिपलाइन====
{{main|Stripline}}
{{main|स्ट्रिपलाइन}}
एक स्ट्रिपलाइन परिपथ, धातु की एक समतल पट्टी का उपयोग करता है, जिसे दो समानांतर समतल तलों के बीच रखकर दबाया जाता है। अधःस्तर की संवाहरोधी सामग्री एक विसंवाहक का निर्माण करती है। पट्टी की चौड़ाई, अधःस्तर की मोटाई और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता पट्टी की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती है, जो कि एक संचरण रेखा है।
 
एक स्ट्रिपलाइन परिपथ, धातु की एक समतल पट्टी का उपयोग करता है, जिसे दो समानांतर समतल तलों के बीच रखकर दबाया जाता है। अधःस्तर की संवाहरोधी सामग्री एक विसंवाहक का निर्माण करती है। पट्टी की चौड़ाई, अधःस्तर की मोटाई और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता पट्टी की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती है, जो कि एक संचरण लाइन है।


==== समतलीय तरंग निर्देश ====
==== समतलीय तरंग निर्देश ====
{{main|Coplanar waveguide}}
{{main|समतलीय तरंग निर्देश}}
एक समतलीय तरंग निर्देश में एक केंद्र पट्टी और दो आसन्न बाह्य चालक होते हैं, ये तीनों समतलीय संरचनाएँ होती हैं जो एक ही संवाहरोधी अधःस्तर पर एकत्रित होती हैं और इस प्रकार उसी समतल ("समतलीय") में स्थित होती हैं। केंद्र चालक की चौड़ाई, आंतरिक और बाह्य चालकों के बीच की दूरी और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता, समतलीय संचरण रेखा की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती हैं।
 
एक समतलीय तरंग निर्देश में एक केंद्र पट्टी और दो आसन्न बाह्य चालक होते हैं, ये तीनों समतलीय संरचनाएँ होती हैं जो एक ही संवाहरोधी अधःस्तर पर एकत्रित होती हैं और इस प्रकार उसी समतल ("समतलीय") में स्थित होती हैं। केंद्र चालक की चौड़ाई, आंतरिक और बाह्य चालकों के बीच की दूरी और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता, समतलीय संचरण लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती हैं।


=== संतुलित रेखाएं ===
=== संतुलित लाइनें ===
{{Main|Balanced line}}
{{Main|संतुलित लाइन}}
एक संतुलित रेखा एक संचरण लाइन है जिसमें एक ही प्रकार के दो कंडक्टर होते हैं, और जमीन और अन्य सर्किट के बराबर प्रतिबाधा होती है। संतुलित रेखाओं के कई प्रारूप हैं, जिनमें सबसे आम हैं ट्विस्टेड पेयर, स्टार क्वाड और ट्विन-लीड।


==== मुड़ जोड़ी ====
संतुलित लाइन, एक संचरण लाइन होती है जिसमें एक ही प्रकार के दो चालक होते हैं, और तल एवं अन्य परिपथों के बराबर प्रतिबाधा होती है। संतुलित लाइनों के कई प्रारूप हैं, जिनमें ट्विस्टेड पेयर, स्टार क्वाड और ट्विन-लीड सबसे सामान्य हैं।
{{Main|Twisted pair}}
 
मुड़ जोड़े आमतौर पर स्थलीय [[ टेलीफ़ोन |टेलीफ़ोन]] संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऐसे केबलों में, कई जोड़े एक ही केबल में दो से लेकर कई हज़ार तक एक साथ समूहबद्ध होते हैं।<ref>Syed V. Ahamed, Victor B. Lawrence, ''Design and engineering of intelligent communication systems'', pp.130–131, Springer, 1997 {{ISBN|0-7923-9870-X}}.</ref> प्रारूप का उपयोग इमारतों के अंदर डेटा नेटवर्क वितरण के लिए भी किया जाता है, लेकिन केबल अधिक महंगा है क्योंकि संचरण रेखा पैरामीटर कसकर नियंत्रित होते हैं।
==== घूर्णित युग्म ====
{{Main|घूर्णित युग्म}}
घूर्णित युग्म सामान्यतः स्थलीय [[ टेलीफ़ोन |टेलीफ़ोन]] संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऐसे केबलों में, कई युग्म एक ही केबल में दो से लेकर कई हज़ार तक एक साथ समूहबद्ध होते हैं।<ref>Syed V. Ahamed, Victor B. Lawrence, ''Design and engineering of intelligent communication systems'', pp.130–131, Springer, 1997 {{ISBN|0-7923-9870-X}}.</ref> इस प्रारूप का उपयोग इमारतों के अंदर डेटा नेटवर्क वितरण के लिए भी किया जाता है, लेकिन संचरण लाइन प्राचलों के दृढ़ता से नियंत्रित होने के कारण केबल अधिक महंगा होता है।


==== स्टार क्वाड ====
==== स्टार क्वाड ====
{{Main|Star quad cable}}
{{Main|स्टार क्वाड केबल}}
स्टार क्वाड एक चार-कंडक्टर केबल है जिसमें सभी चार कंडक्टरों को केबल अक्ष के चारों ओर एक साथ घुमाया जाता है। इसे कभी-कभी दो सर्किटों के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे [[ 4-तार |4-तार]] टेलीफोनी और अन्य दूरसंचार अनुप्रयोग। इस विन्यास में प्रत्येक जोड़ी दो गैर-आसन्न कंडक्टरों का उपयोग करती है। दूसरी बार इसका उपयोग एकल, संतुलित लाइन के लिए किया जाता है, जैसे कि ऑडियो एप्लिकेशन और [[ 2-वायर |2-वायर]] टेलीफोनी। इस कॉन्फ़िगरेशन में दो गैर-आसन्न कंडक्टर केबल के दोनों सिरों पर एक साथ समाप्त हो जाते हैं, और अन्य दो कंडक्टर भी एक साथ समाप्त हो जाते हैं।
स्टार क्वाड एक चार-चालकों वाली केबल है जिसमें सभी चार चालकों को केबल अक्ष के चारों ओर एक साथ घुमाया जाता है। इसे कभी-कभी [[ 4-तार |4-तार]] टेलीफोनी और अन्य दूरसंचार अनुप्रयोग जैसे दो परिपथों के लिए उपयोग किया जाता है। इस विन्यास में प्रत्येक युग्म दो गैर-आसन्न चालकों का उपयोग करता है। अन्य बार इसका उपयोग ऑडियो अनुप्रयोग और [[ 2-वायर |2-तार]] टेलीफोनी जैसी एकल, संतुलित लाइनों के लिए किया जाता है। इस विन्यास में दो गैर-आसन्न चालक, केबल के दोनों सिरों पर एक साथ और अन्य दो चालक भी एक साथ निलंबित होते हैं।


जब दो सर्किट के लिए उपयोग किया जाता है, तो दो अलग-अलग मुड़ जोड़े वाले केबलों के सापेक्ष क्रॉसस्टॉक कम हो जाता है।
जब इसका उपयोग दो परिपथों के लिए किया जाता है, तो दो अलग-अलग घूर्णित युग्म वाले केबलों के सापेक्ष अप्रासंगिक संकेत कम हो जाता है।


जब एकल, संतुलित लाइन के लिए उपयोग किया जाता है, तो केबल द्वारा उठाया गया चुंबकीय हस्तक्षेप लगभग पूर्ण सामान्य मोड सिग्नल के रूप में आता है, जिसे ट्रांसफॉर्मर को आसानी से हटा दिया जाता है।
जब इसका उपयोग एकल, संतुलित लाइन के लिए किया जाता है, तो केबल द्वारा उठाया गया चुंबकीय हस्तक्षेप आभासी पूर्ण सामान्य अवस्था संकेत के रूप में उपलब्ध होता है, जिसे युग्मन ट्रांसफॉर्मरों द्वारा आसानी से निष्कासित किया जाता है।


घुमा, संतुलित सिग्नलिंग और चौगुनी पैटर्न के संयुक्त लाभ उत्कृष्ट शोर प्रतिरक्षा प्रदान करते हैं, विशेष रूप से कम सिग्नल स्तर के अनुप्रयोगों जैसे कि माइक्रोफ़ोन केबल के लिए फायदेमंद होते हैं, तब भी जब एक पावर केबल के बहुत करीब स्थापित किया जाता है।<ref>''[http://benchmarkmedia.com/blogs/application_notes/116637511-the-importance-of-star-quad-microphone-cable The Importance of Star-Quad Microphone Cable]''</ref><ref>''[http://www.canare.com/UploadedDocuments/A%20Technical%20Paper%20-%20Evaluating%20Microphone%20Cable%20Perfrmance%20and%20Specifications.pdf Evaluating Microphone Cable Performance & Specifications] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160509154052/http://www.canare.com/UploadedDocuments/A%20Technical%20Paper%20-%20Evaluating%20Microphone%20Cable%20Perfrmance%20and%20Specifications.pdf |date=2016-05-09 }}''</ref><ref>''[http://www.canare.com/UploadedDocuments/Cat11_p35.pdf The Star Quad Story] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161223232056/http://www.canare.com/UploadedDocuments/Cat11_p35.pdf |date=2016-12-23 }}''</ref><ref>''[https://www.soundonsound.com/sos/nov09/articles/qa1109_4.htm What's Special About Star-Quad Cable?]''</ref><ref>''[http://www.belden.com/blog/broadcastav/How-Starquad-Works.cfm How Starquad Works] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161112081214/http://www.belden.com/blog/broadcastav/How-Starquad-Works.cfm |date=2016-11-12 }}''</ref> नुकसान यह है कि स्टार क्वाड, दो कंडक्टरों के संयोजन में, आमतौर पर समान दो-कंडक्टर मुड़ और परिरक्षित ऑडियो केबल की क्षमता को दोगुना कर देता है। उच्च समाई के कारण दूरी बढ़ने पर विकृति बढ़ती है और उच्च आवृत्तियों का अधिक नुकसान होता है।<ref>{{cite book|last=Lampen|first=Stephen H.|title=Audio/Video Cable Installer's Pocket Guide|year=2002|publisher=McGraw-Hill|isbn=978-0071386210|pages=32, 110, 112}}</ref><ref>{{cite book|last=Rayburn|first=Ray|title=Eargle's The Microphone Book: From Mono to Stereo to Surround – A Guide to Microphone Design and Application|url=https://archive.org/details/earglesmicrophon00rayb|url-access=limited|edition=3|year=2011|publisher=Focal Press|isbn=978-0240820750|pages=[https://archive.org/details/earglesmicrophon00rayb/page/n168 164]–166}}</ref>
घूर्णित, संतुलित संकेतन और चौगुने प्रतिरूप के संयुक्त लाभ उत्कृष्ट ध्वनिक प्रतिरक्षा प्रदान करते हैं, और विशेष रूप से कम संकेत स्तर के अनुप्रयोगों जैसे माइक्रोफ़ोन केबल के लिए एक विद्युत केबल के बहुत करीब स्थापित होने पर भी लाभदायक होते हैं।<ref>''[http://benchmarkmedia.com/blogs/application_notes/116637511-the-importance-of-star-quad-microphone-cable The Importance of Star-Quad Microphone Cable]''</ref><ref>''[http://www.canare.com/UploadedDocuments/A%20Technical%20Paper%20-%20Evaluating%20Microphone%20Cable%20Perfrmance%20and%20Specifications.pdf Evaluating Microphone Cable Performance & Specifications] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160509154052/http://www.canare.com/UploadedDocuments/A%20Technical%20Paper%20-%20Evaluating%20Microphone%20Cable%20Perfrmance%20and%20Specifications.pdf |date=2016-05-09 }}''</ref><ref>''[http://www.canare.com/UploadedDocuments/Cat11_p35.pdf The Star Quad Story] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161223232056/http://www.canare.com/UploadedDocuments/Cat11_p35.pdf |date=2016-12-23 }}''</ref><ref>''[https://www.soundonsound.com/sos/nov09/articles/qa1109_4.htm What's Special About Star-Quad Cable?]''</ref><ref>''[http://www.belden.com/blog/broadcastav/How-Starquad-Works.cfm How Starquad Works] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161112081214/http://www.belden.com/blog/broadcastav/How-Starquad-Works.cfm |date=2016-11-12 }}''</ref> इससे होने वाली हानि यह है कि स्टार क्वाड, दो चालकों के संयोजन में, सामान्यतः समान दो-चालक घूर्णित और परिरक्षित ऑडियो केबल की क्षमता को दोगुना कर देता है। उच्च धारिता के कारण दूरी बढ़ने पर विकृति बढ़ती है, और उच्च आवृत्तियों की हानि अधिक होती है।<ref>{{cite book|last=Lampen|first=Stephen H.|title=Audio/Video Cable Installer's Pocket Guide|year=2002|publisher=McGraw-Hill|isbn=978-0071386210|pages=32, 110, 112}}</ref><ref>{{cite book|last=Rayburn|first=Ray|title=Eargle's The Microphone Book: From Mono to Stereo to Surround – A Guide to Microphone Design and Application|url=https://archive.org/details/earglesmicrophon00rayb|url-access=limited|edition=3|year=2011|publisher=Focal Press|isbn=978-0240820750|pages=[https://archive.org/details/earglesmicrophon00rayb/page/n168 164]–166}}</ref>
==== ट्विन-लीड ====
==== ट्विन-लीड ====
{{Main|Twin-lead}}
{{Main|ट्विन-लीड}}
ट्विन-लीड में एक निरंतर इन्सुलेटर द्वारा अलग रखे गए कंडक्टरों की एक जोड़ी होती है। कंडक्टरों को एक ज्ञात दूरी से अलग रखने से, ज्यामिति तय हो जाती है और लाइन की विशेषताएँ मज़बूती से सुसंगत होती हैं। यह समाक्षीय केबल की तुलना में कम नुकसान है क्योंकि ट्विन-लीड की विशेषता प्रतिबाधा आमतौर पर समाक्षीय केबल की तुलना में अधिक होती है, जिससे कम करंट के कारण प्रतिरोधक नुकसान कम होता है। हालांकि, यह हस्तक्षेप के लिए अधिक संवेदनशील है।


====लेचर लाइन्स ====
ट्विन-लीड (प्रतरूप-लीड) में एक सतत विसंवाहक द्वारा अलग रखे गए चालकों का एक युग्म होता है। चालकों को एक ज्ञात दूरी से अलग रखने से, ज्यामिति निर्धारित हो जाती है और लाइन की विशेषताएँ दृढ़ता से सुसंगत होती हैं। यह समाक्षीय केबल की तुलना में कम हानि है क्योंकि ट्विन-लीड की विशिष्ट प्रतिबाधा सामान्यतः समाक्षीय केबल की तुलना में अधिक होती है, जिससे कम धारा के कारण प्रतिरोधक हानि कम होती है। हालांकि, यह हस्तक्षेप के लिए अधिक संवेदनशील होती है।
{{Main|Lecher lines}}
 
लेचर लाइनें समानांतर कंडक्टर का एक रूप है जिसका उपयोग [[ उच्च आवृत्ति |अल्ट्रा उच्च आवृत्ति]] में गुंजयमान सर्किट बनाने के लिए किया जा सकता है। वे एक सुविधाजनक व्यावहारिक प्रारूप हैं जो [[ गांठदार-तत्व मॉडल |गांठदार-तत्व मॉडल]] (एचएफ/[[ वीएचएफ |वीएचएफ]] में प्रयुक्त) और गुंजयमान गुहाओं (यूएचएफ / [[ सुपर उच्च आवृत्ति |सुपर उच्च आवृत्ति]]) के बीच के अंतर को भरते हैं।
====लेचर लाइनें ====
{{Main|लचर लाइनें}}
 
लेचर लाइनें समानांतर चालकों का एक रूप है जिसका उपयोग [[ उच्च आवृत्ति |अति-उच्च आवृत्ति]] में अनुनादी परिपथ बनाने के लिए किया जा सकता है। ये एक सुविधाजनक व्यावहारिक प्रारूप होते हैं जो [[ गांठदार-तत्व मॉडल |मिश्रित-तत्व मॉडल]] (एचएफ/[[ वीएचएफ |वीएचएफ]] में प्रयुक्त) और अनुनादी गुहाओं (यूएचएफ/[[ सुपर उच्च आवृत्ति |अधिक-उच्च आवृत्ति]]) के बीच के अंतर की पूर्ति करते हैं।


=== एकल-तार लाइन ===
=== एकल-तार लाइन ===
टेलीग्राफ ट्रांसमिशन के लिए पहले असंतुलित लाइनों का बहुत उपयोग किया जाता था, लेकिन संचार का यह रूप अब अनुपयोगी हो गया है। केबल मुड़ जोड़ी के समान होते हैं जिसमें कई कोर एक ही केबल में बंधे होते हैं लेकिन प्रति सर्किट केवल एक कंडक्टर प्रदान किया जाता है और कोई घुमा नहीं होता है। एक ही रूट के सभी सर्किट रिटर्न करंट (अर्थ रिटर्न) के लिए एक कॉमन पाथ का इस्तेमाल करते हैं। कई स्थानों पर [[ सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न |सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न]] का [[ विद्युत शक्ति संचरण |विद्युत शक्ति संचरण]] उपयोग में है।
टेलीग्राफ संचरण के लिए पहले असंतुलित लाइनों का उपयोग अधिक किया जाता था, लेकिन संचार का यह रूप अब अनुपयोगी हो गया है। केबल घूर्णित युग्म के समान होते हैं, जिसमें कई कोर एक ही केबल में बंधे होते हैं लेकिन प्रति परिपथ केवल एक चालक प्रदान किया जाता है और कोई घूर्णन नहीं होता है। एक ही मार्ग के सभी परिपथ, भूसम्पर्कित धाराओं के लिए एक उभनिष्ठ मार्ग का उपयोग करते हैं। [[ सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न |एकल-तार भूसम्पर्कित धाराओं]] का [[ विद्युत शक्ति संचरण |विद्युत शक्ति संचरण]] कई स्थानों पर उपयोग में है।


== सामान्य अनुप्रयोग ==
== सामान्य अनुप्रयोग ==
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=== संकेत हस्तांतरण ===
=== संकेत हस्तांतरण ===


विद्युत संचरण रेखाओं का उपयोग अधिक व्यापक रूप से लंबी या छोटी दूरी पर उच्च आवृत्ति संकेतों को न्यूनतम विद्युत हानि के साथ प्रसारित करने के लिए किया जाता है। टेलीविज़न या रेडियो एरियल से संग्राहक तक डाउन लीड इसका एक व्यावाहारिक उदाहरण है।
विद्युत संचरण लाइनों का उपयोग अधिक व्यापक रूप से लंबी या छोटी दूरी पर उच्च आवृत्ति संकेतों को न्यूनतम विद्युत हानि के साथ प्रसारित करने के लिए किया जाता है। टेलीविज़न या रेडियो एरियल से संग्राहक तक डाउन लीड इसका एक व्यावाहारिक उदाहरण है।


=== संचरण रेखा परिपथ ===
=== संचरण लाइन परिपथ ===
{{main|Distributed-element circuit}}
{{main|वितरित-तत्व परिपथ}}
प्रतिबाधा मिलान परिपथ, फिल्टर, शक्ति-विभाजक और दिशात्मक युग्मकों सहित संचरण रेखाओं के साथ परिपथ की एक बड़ी विविधता का निर्माण भी किया जा सकता है।


==== चरणबद्ध संचरण रेखा ====
प्रतिबाधा मिलान परिपथ, फिल्टर, शक्ति-विभाजक और दिशात्मक युग्मकों सहित संचरण लाइनों के साथ परिपथ की एक बड़ी विविधता का निर्माण भी किया जा सकता है।
{{see also|Waveguide filter#Impedance matching}}
 
[[Image:Segments.jpg|thumb|right|350px|स्टेप्ड संचरण रेखा का एक सरल उदाहरण जिसमें तीन खंड होते हैं।]]
==== चरणबद्ध संचरण लाइन ====
व्यापक सीमा प्रतिबाधा मिलान के लिए एक चरणबद्ध संचरण रेखा का उपयोग किया जाता है। इसे श्रेणीक्रम में जुड़े संचरण रेखा के कई भागों के रूप में माना जा सकता है, जिसमें प्रत्येक एकल तत्व की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> होती है।<ref>{{cite journal |last1=Qian |first1=Chunqi |last2=Brey |first2=William W. |year=2009 |title=Impedance matching with an adjustable segmented transmission line |journal=Journal of Magnetic Resonance |volume=199 |issue=1 |pages=104–110 |bibcode=2009JMagR.199..104Q |doi=10.1016/j.jmr.2009.04.005 |pmid=19406676}}</ref> इनपुट प्रतिबाधा को श्रृंखला संबंध के क्रमिक अनुप्रयोग से प्राप्त किया जा सकता है:
{{see also|तरंग निर्देश फ़िल्टर#प्रतिबाधा मिलान}}
[[Image:Segments.jpg|thumb|right|380x380px|चरणबद्ध संचरण लाइन का एक सरल उदाहरण जिसमें तीन खंड होते हैं।]]
व्यापक सीमा प्रतिबाधा मिलान के लिए एक चरणबद्ध संचरण लाइन का उपयोग किया जाता है। इसे श्रेणीक्रम में जुड़े संचरण लाइन के कई भागों के रूप में माना जा सकता है, जिसमें प्रत्येक एकल तत्व की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> होती है।<ref>{{cite journal |last1=Qian |first1=Chunqi |last2=Brey |first2=William W. |year=2009 |title=Impedance matching with an adjustable segmented transmission line |journal=Journal of Magnetic Resonance |volume=199 |issue=1 |pages=104–110 |bibcode=2009JMagR.199..104Q |doi=10.1016/j.jmr.2009.04.005 |pmid=19406676}}</ref> इनपुट प्रतिबाधा को श्रृंखला संबंध के क्रमिक अनुप्रयोग से प्राप्त किया जा सकता है:


:<math>Z_\mathrm{i+1} = Z_\mathrm{0,i}\,\frac{\,Z_\mathrm{i} + j\,Z_\mathrm{0,i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})\,}{Z_\mathrm{0,i} + j\,Z_\mathrm{i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})}\,</math>
:<math>Z_\mathrm{i+1} = Z_\mathrm{0,i}\,\frac{\,Z_\mathrm{i} + j\,Z_\mathrm{0,i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})\,}{Z_\mathrm{0,i} + j\,Z_\mathrm{i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})}\,</math>
जहाँ <math>\beta_\mathrm{i}</math>, संचरण रेखा के <math>\mathrm{i}</math>-वें खंड की तरंग संख्या है और <math>\ell_\mathrm{i}</math> इस खंड की लंबाई है, <math>Z_\mathrm{i}</math> अग्र-सिरे की प्रतिबाधा है, जो <math>\mathrm{i}</math>-वें खंड को लोड करती है।
जहाँ <math>\beta_\mathrm{i}</math>, संचरण लाइन के <math>\mathrm{i}</math>-वें खंड की तरंग संख्या है और <math>\ell_\mathrm{i}</math> इस खंड की लंबाई है, <math>Z_\mathrm{i}</math> अग्र-सिरे की प्रतिबाधा है, जो <math>\mathrm{i}</math>-वें खंड को लोड करती है।


[[Image:PolarSmith.jpg|thumb|एक पारेषण लाइन के साथ प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र जिसकी विशेषता प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> इनपुट केबल की तुलना में छोटा है <math>Z_0</math>. और परिणामस्वरूप, प्रतिबाधा वक्र की ओर केंद्रित होता है <math>-x</math> एक्सिस। इसके विपरीत, यदि <math>Z_\mathrm{0,i} > Z_0</math>, प्रतिबाधा वक्र की ओर केंद्रित होना चाहिए <math>+x</math> एक्सिस।]]
[[Image:PolarSmith.jpg|thumb|एक संचरण लाइन के साथ प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र जिसकी विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> इनपुट केबल <math>Z_0</math> की तुलना में छोटी है और परिणामस्वरूप, प्रतिबाधा वक्र <math>-x</math>-अक्ष की ओर केंद्रित होता है। इसके विपरीत, यदि <math>Z_\mathrm{0,i} > Z_0</math>, तो प्रतिबाधा वक्र <math>+x</math> अक्ष की ओर केंद्रित होना चाहिए।|272x272px]]
क्योंकि प्रत्येक संचरण रेखा खंड की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> प्रायः चौथी इनपुट केबल ( ऊपर दिए गए आरेख के बाईं ओर केवल तीर चिह्नित <math>Z_0</math> के रूप में प्रदर्शित किया गया है) की प्रतिबाधा <math>Z_0</math> से भिन्न होती है, प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र [[ स्मिथ चार्ट |स्मिथ चार्ट]] के <math>x</math>-अक्ष के साथ केंद्रित है, जिसका प्रतिबाधा प्रतिनिधित्व सामान्यतः <math>Z_0</math> के विरुद्ध सामान्यीकृत होता है।
क्योंकि प्रत्येक संचरण लाइन खंड की विशिष्ट प्रतिबाधा <math>Z_\mathrm{0,i}</math> प्रायः चौथी इनपुट केबल ( ऊपर दिए गए आरेख के बाईं ओर केवल तीर चिह्नित <math>Z_0</math> के रूप में प्रदर्शित किया गया है) की प्रतिबाधा <math>Z_0</math> से भिन्न होती है, प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र [[ स्मिथ चार्ट |स्मिथ चार्ट]] के <math>x</math>-अक्ष के साथ केंद्रित है, जिसका प्रतिबाधा प्रतिनिधित्व सामान्यतः <math>Z_0</math> के विरुद्ध सामान्यीकृत होता है।


=== स्टब फिल्टर ===
=== स्टब फिल्टर ===
{{see also|Distributed-element filter#Stub band-pass filters}}
{{see also|वितरित-तत्व फ़िल्टर#स्टब बैंड-पास फिल्टर}}
यदि एक लघु-परिपथ या खुले-परिपथ में, संचरण रेखा को बिंदु A से बिंदु B तक संकेत हस्तांतरण करने के लिए उपयोग की जाने वाली रेखा के समानांतर तार लगाया जाता है, तो यह एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है। स्टब को बनाने की विधि, अपरिपक्व आवृत्ति मापन के लिए लेचर रेखाओं के उपयोग की विधि के समान है, लेकिन यह 'उत्क्रम क्रम में कार्य करती है'। एक एरियल से संकेत देने वाले फीडर के साथ समानांतर में तारित संचरण रेखा की एक खुला-परिपथ लंबाई लेना, [[ ग्रेट ब्रिटेन की रेडियो सोसायटी |ग्रेट ब्रिटेन रेडियो संस्था]] की रेडियो-संचार विवरण पुस्तिका में सुझाई गई एक विधि है। संचरण रेखा के मुक्त सिरे को काटकर, एक संग्राहक पर प्राप्त संकेत की न्यूनतम शक्ति को प्राप्त किया जा सकता है। इस स्तर पर स्टब फिल्टर, इस आवृत्ति और विषम संनादियों को अस्वीकार कर देता है, लेकिन अगर स्टब के मुक्त सिरे को छोटा किया जाता है तो स्टब एक फिल्टर बन जाता है, जो सम संनादियों को अस्वीकार कर देता है।


विस्तृत फिल्टर, कई स्टबों का उपयोग करके प्राप्त किए जा सकते हैं। हालाँकि, यह कुछ हद तक दिनांकित तकनीक है। समानांतर-रेखा अनुनादकों जैसे अन्य तरीकों से अत्यधिक सघन फिल्टर बनाए जा सकते हैं।
यदि एक लघु-परिपथ या खुले-परिपथ में, संचरण लाइन को बिंदु A से बिंदु B तक संकेत हस्तांतरण करने के लिए उपयोग की जाने वाली लाइन के समानांतर तार लगाया जाता है, तो यह एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है। स्टब को बनाने की विधि, अपरिपक्व आवृत्ति मापन के लिए लेचर लाइनों के उपयोग की विधि के समान है, लेकिन यह 'उत्क्रम क्रम में कार्य करती है'। एक एरियल से संकेत देने वाले फीडर के साथ समानांतर में तारित संचरण लाइन की एक खुला-परिपथ लंबाई लेना, [[ ग्रेट ब्रिटेन की रेडियो सोसायटी |ग्रेट ब्रिटेन रेडियो संस्था]] की रेडियो-संचार विवरण पुस्तिका में सुझाई गई एक विधि है। संचरण लाइन के मुक्त सिरे को काटकर, एक संग्राहक पर प्राप्त संकेत की न्यूनतम शक्ति को प्राप्त किया जा सकता है। इस स्तर पर स्टब फिल्टर, इस आवृत्ति और विषम संनादियों को अस्वीकार कर देता है, लेकिन अगर स्टब के मुक्त सिरे को छोटा किया जाता है तो स्टब एक फिल्टर बन जाता है, जो सम संनादियों को अस्वीकार कर देता है।
 
विस्तृत फिल्टर, कई स्टबों का उपयोग करके प्राप्त किए जा सकते हैं। हालाँकि, यह कुछ हद तक दिनांकित तकनीक है। समानांतर-लाइन अनुनादकों जैसे अन्य तरीकों से अत्यधिक सघन फिल्टर बनाए जा सकते हैं।


=== स्पंद उत्पादन ===
=== स्पंद उत्पादन ===


संचरण रेखाओं का उपयोग स्पंद उत्पादकों के रूप में किया जाता है। संचरण रेखा को आवेशित करके और फिर इसे एक प्रतिरोधक भार में अनावेशित करके, रेखा की [[ विद्युत लंबाई |विद्युत लंबाई]] के दोगुने के बराबर एक आयताकार स्पंद, हालांकि आधे विभवान्तर के साथ प्राप्त किया जा सकता है। [[ ब्लमलिन ट्रांसमिशन लाइन |ब्लमलीन संचरण रेखा]] एक संबंधित स्पंद बनाने वाली युक्ति है, जो इस सीमा को पार करता है। इन्हें कभी-कभी [[ राडार |रडार]] [[ ट्रांसमीटरों |ट्रांसमीटरों]] और अन्य उपकरणों के लिए [[ स्पंदित शक्ति |स्पंदित शक्ति]] स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है।
संचरण लाइनों का उपयोग स्पंद उत्पादकों के रूप में किया जाता है। संचरण लाइन को आवेशित करके और फिर इसे एक प्रतिरोधक भार में अनावेशित करके, लाइन की [[ विद्युत लंबाई |विद्युत लंबाई]] के दोगुने के बराबर एक आयताकार स्पंद, हालांकि आधे विभवान्तर के साथ प्राप्त किया जा सकता है। [[ ब्लमलिन ट्रांसमिशन लाइन |ब्लमलीन संचरण लाइन]] एक संबंधित स्पंद बनाने वाली युक्ति है, जो इस सीमा को पार करता है। इन्हें कभी-कभी [[ राडार |रडार]] [[ ट्रांसमीटरों |ट्रांसमीटरों]] और अन्य उपकरणों के लिए [[ स्पंदित शक्ति |स्पंदित शक्ति]] स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है।


== ध्वनि ==
== ध्वनि ==


ध्वनि तरंग प्रसार का सिद्धांत गणितीय रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के समान है, इसलिए संचरण रेखा सिद्धांत की तकनीकों का उपयोग ध्वनिक तरंगों के संचालन के लिए संरचनाओं के निर्माण के लिए भी किया जाता है; और इन्हें [[ ध्वनिक संचरण लाइन |ध्वनिक संचरण रेखा]] कहा जाता है।
ध्वनि तरंग प्रसार का सिद्धांत गणितीय रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के समान है, इसलिए संचरण लाइन सिद्धांत की तकनीकों का उपयोग ध्वनिक तरंगों के संचालन के लिए संरचनाओं के निर्माण के लिए भी किया जाता है; और इन्हें [[ ध्वनिक संचरण लाइन |ध्वनिक संचरण लाइन]] कहा जाता है।


==यह भी देखें==
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* [[ कृत्रिम संचरण लाइन |कृत्रिम संचरण लाइन]]
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* [[ लोंगिट्युडिनल वेव |अनुदैर्ध्य विद्युत चुम्बकीय तरंग]]
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* {{cite book |title=Fundamentals of Applied Electromagnetics |edition=2004 media |last=Ulaby |first=F.T. |publisher=Prentice Hall |isbn=978-0-13-185089-7 |year=2004}}
* {{cite book |title=Fundamentals of Applied Electromagnetics |edition=2004 media |last=Ulaby |first=F.T. |publisher=Prentice Hall |isbn=978-0-13-185089-7 |year=2004}}
* {{cite book |title=Radio communication handbook |year=1982 |page=20 |chapter=Chapter 17 |publisher=[[Radio Society of Great Britain]] |isbn=978-0-900612-58-9}}
* {{cite book |title=Radio communication handbook |year=1982 |page=20 |chapter=Chapter 17 |publisher=[[Radio Society of Great Britain]] |isbn=978-0-900612-58-9}}
* {{cite journal |last1=Naredo |first1=J.L. |first2= A.C. |last2=Soudack |first3=J.R. |last3=Marti |title=Simulation of transients on transmission lines with corona via the method of characteristics |journal=IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution |volume=142 |issue=1 |pages=81 |date=Jan 1995 |issn=1350-2360 |doi=10.1049/ip-gtd:19951488}}
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==अग्रिम पठन==
==अग्रिम पठन==
* {{cite conference |url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=coo.31924066336946;view=1up;seq=115 |conference=Annual Dinner of the Institute at the Waldorf-Astoria <!-- [[Transactions of the American Institute of Electrical Engineers]] --> |publisher=American Institute of Electrical Engineers |place=New York |date=13 January 1902 |title=Honoring of Guglielmo Marconi |df=dmy-all}}
* {{cite conference |url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=coo.31924066336946;view=1up;seq=115 |conference=Annual Dinner of the Institute at the Waldorf-Astoria <!-- [[Transactions of the American Institute of Electrical Engineers]] --> |publisher=American Institute of Electrical Engineers |place=New York |date=13 January 1902 |title=Honoring of Guglielmo Marconi |df=dmy-all}}
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* {{cite web |publisher=Keysight Technologies |series=Educational Resources |title=Wave Propagation along a Transmission Line |url=http://www.keysight.com/find/nw_xline |type=Educational Java Applet }}{{Dead link|date=February 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} (May need to add "http://www.keysight.com" to your Java Exception Site list.)
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* {{cite journal |doi=10.1016/j.jmr.2009.04.005 |pmid=19406676 |title=Impedance matching with an adjustable, segmented transmission line |journal=Journal of Magnetic Resonance |volume=199 |issue=1 |pages=104–110 |year=2009 |last1=Qian |first1=Chunqi |last2=Brey |first2=William W. |bibcode=2009JMagR.199..104Q}}
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==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* {{cite web |url=http://terahertz.tudelft.nl/Research/project.php?id=74&ti=27 |title=Transmission Line Calculator (Including radiation and surface-wave excitation losses) |website=terahertz.tudelft.nl |publisher=[[Technical University of Delft]] |place=Delft, NL}}
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Latest revision as of 16:35, 12 September 2023

File:Transmission line animation3.gif
एक दोषरहित दो-तार संचरण लाइन के नीचे दाहिनी ओर बढ़ने वाली तरंग का योजनाबद्ध। काले बिंदु इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, और तीर विद्युत क्षेत्र दिखाते हैं।
File:Coaxial cable cut.jpg
समाक्षीय केबल, सबसे सामान्य प्रकार की संचरण लाइनों में से एक।

संचरण लाइन, विद्युत अभियांत्रिकी में एक विशेष केबल या अन्य संरचना होती है, जिसकी संरचना विद्युत चुम्बकीय तरंगों को निहित तरीके से संचालित करने के लिए की गई है। यह शब्द तब प्रयुक्त होता है, जब चालक की लम्बाई इतनी अधिक होती है कि संचरण की तरंग प्रकृति को आवश्यक रूप से ध्यान में रखने की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से रेडियो आवृत्ति अभियांत्रिकी पर प्रयुक्त होता है क्योंकि लघु तरंग दैर्ध्य का अर्थ है कि तरंग घटनाएँ बहुत कम दूरी पर उत्पन्न होती हैं (यह आवृत्ति के आधार पर मिलीमीटर जितनी छोटी हो सकती है)। हालांकि, संचरण लाइनों के सिद्धांत को ऐतिहासिक रूप से बहुत लंबी टेलीग्राफ लाइनों, विशेष रूप से पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल पर घटनाओं की व्याख्या करने के लिए विकसित किया गया था।

संचरण लाइनों का उपयोग रेडियो ट्रांसमीटरों और रेडियो संग्राहकों को उनके एंटीना से जोड़ने (तब उन्हें फीड लाइन या फीडर कहा जाता है), केबल टेलीविज़न संकेत वितरित करने, टेलीफोन स्विचिंग केंद्रों के मध्य ट्रंकलाइन रूटिंग कॉल, कंप्यूटर नेटवर्क संयोजन और उच्च गति कंप्यूटर डेटा बस जैसे उद्देश्यों के लिए किया जाता है। आरएफ अभियंता साधारणतः संचरण लाइन के, सामान्य रूप से मुद्रित तलीय संचरण लाइन के रूप में छोटे टुकड़ों का उपयोग करते हैं, जो फ़िल्टर जैसे परिपथों को बनाने के लिए कुछ पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। वितरित-तत्व परिपथों के रूप में जाने जाने वाले ये परिपथ असतत संधारित्रों और प्रेरकों का उपयोग करने वाले पारंपरिक परिपथों का एक विकल्प हैं।

अवलोकन

साधारण विद्युत केबल मुख्य (मेन्स) शक्ति जैसी कम आवृत्ति वाली प्रत्यावर्ती धारा को वहन करने के लिए पर्याप्त होते हैं, जो दिशा को प्रति सेकंड 100 से 120 बार और श्रव्य संकेतों को उत्क्रम कर देते हैं। हालांकि, इनका उपयोग लगभग 30 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर की रेडियो आवृति सीमा में धाराओं को वहन करने के लिए नहीं किया जा सकता है,[1] क्योंकि ऊर्जा केबल को रेडियो तरंगों के रूप में विकीर्ण करती है, जिससे विद्युत की हानि होती है। रेडियो आवृत्ति धाराएँ केबल में संयोजकों और संधियों जैसे विच्छेदन से भी परावर्तित होती हैं, और केबल को वापस स्रोत की ओर ले जाती हैं।[1][2] ये परावर्तन संकेत शक्ति को गंतव्य तक पहुँचने से रोकते हुए बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं। संचरण लाइनें न्यूनतम परावर्तन और विद्युत की हानि के साथ विद्युत चुम्बकीय संकेतों को वहन करने के लिए विशेष निर्माण और प्रतिबाधा मिलान का उपयोग करती हैं। अधिकांश संचरण लाइनों की विशिष्ट विशेषता यह होती है, कि इनकी लंबाई के साथ एक समान अनुप्रस्थ काट आयाम होते हैं, जो इन्हें एक समान विद्युत प्रतिबाधा प्रदान करते हैं, जिसे परावर्तनों को रोकने के लिए विशिष्ट प्रतिबाधा कहा जाता है।[2][3][4] संचरण लाइन के प्रकारों में समानांतर लाइन (सीढ़ी लाइन, घूर्णित युग्म), समाक्षीय केबल, और स्ट्रिपलाइन एवं माइक्रोस्ट्रिप जैसी समतलीय संचरण लाइनें सम्मिलित हैं।[5][6] किसी दिए गए केबल या माध्यम से चलने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंगों की तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होगी। संचरण लाइनें तब आवश्यक हो जाती हैं, जब संचरित आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य पर्याप्त रूप से इतनी कम होती है कि केबल की लंबाई तरंग दैर्ध्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाती है।

माइक्रोवेव और उससे अधिक की आवृत्तियों पर, संचरण लाइनों में विद्युत-हानि अत्यधिक हो जाती है, और इसके स्थान पर तरंग निर्देशों का उपयोग किया जाता है,[1] जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को सीमित और निर्देशित करने के लिए "नलिका" के रूप में कार्य करता है।[6] कुछ स्रोत तरंग निर्देश को एक प्रकार की संचरण लाइन के रूप में परिभाषित करते हैं;[6] हालांकि, इस लेख में उन्हें सम्मिलित नहीं किया जाएगा। इसके विपरीत टेराहर्ट्ज विकिरण, अवरक्त और दृश्यमान श्रेणियों में भी उच्च आवृत्तियों पर, तरंग निर्देश हानिपूर्ण हो जाते हैं, और प्रकाशिक विधियों (जैसे लेंस और दर्पण) का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों को निर्देशित करने के लिए किया जाता है।[6]

इतिहास

विद्युत संचरण लाइनों के व्यवहार का गणितीय विश्लेषण जेम्स क्लर्क मैक्सवेल, लॉर्ड केल्विन और ओलिवर हीविसाइड के कार्यों से विकसित हुआ। लॉर्ड केल्विन ने वर्ष 1855 में एक पनडुब्बी केबल में विद्युत-धारा का प्रसार प्रतिरूप तैयार किया। इस प्रतिरूप ने 1858 ट्रांस-अटलांटिक पनडुब्बी टेलीग्राफ केबल के खराब प्रदर्शन की सही भविष्यवाणी की। वर्ष 1885 में, हैवीसाइड ने पहला पेपर प्रकाशित किया जिसमें उनके केबलों में प्रसार के विश्लेषण और टेलीग्राफर के समीकरणों के आधुनिक रूप का वर्णन किया गया था।[7]

चार टर्मिनल प्रतिरूप

File:Transmission line symbols.svg
संचरण लाइन के लिए योजनाबद्ध इलेक्ट्रॉनिक प्रतीक पर विविधता।

एक विद्युत संचरण लाइन को विश्लेषण के प्रयोजनों के लिए दो-पोर्ट नेटवर्क (क्वाड्रिपोल) के रूप में निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

Transmission line 4 port.svg

सबसे साधारण स्थिति में नेटवर्क को रैखिक (अर्थात किसी भी पोर्ट में जटिल विभवान्तर, उसमें प्रवाहित उस जटिल धारा के समानुपाती होता है जब कोई परावर्तन नहीं होता है) और इन दोनों पोर्टों को विनिमेय माना जाता है। यदि संचरण लाइन अपनी लंबाई के अनुदिश एक समान है, तो इसके व्यवहार को बड़े पैमाने पर एक प्राचल द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसे विशिष्ट प्रतिबाधा (प्रतीक Z0) कहा जाता है। यह एक लाइन पर किसी दी गई तरंग के जटिल विभवान्तर और उसी तरंग की जटिल धारा का अनुपात होती है। Z0 के विशिष्ट मान, एक समाक्षीय केबल के लिए 50 या 75 ओम, तारों के एक घूर्णित युग्म के लिए लगभग 100 ओम और रेडियो प्रसारण में उपयोग किए जाने वाले एक सामान्य प्रकार के अघूर्णित युग्म के लिए लगभग 300 ओम होते हैं।

संचरण लाइन के नीचे विद्युत भेजते समय सामान्यतः यह वांछनीय होता है कि जितनी संभव हो, उतनी विद्युत की मात्रा भार द्वारा अवशोषित की जाए और जितनी संभव हो, उतनी कम विद्युत स्रोत पर पुनः परावर्तित कर दी जाए। यह, भार प्रतिबाधा को Z0 के बराबर बनाकर सुनिश्चित किया जा सकता है, जिस स्थिति में संचरण लाइन को सुमेलित कहा जाता है।

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एक संचरण लाइन दो काले तारों के रूप में खींची जाती है। लाइन में x दूरी पर, प्रत्येक तार से प्रवाहित होने वाली धारा I(x) होती है, और तारों के बीच एक विभवान्तर V(x) होता है। यदि धारा और विभवान्तर एक तरंग (बिना परावर्तन के) से आते हैं, तो V(x) / I(x) = Z0, जहाँ Z0 लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा है।

संचरण लाइन में प्रवाहित की जाने वाली विद्युत की कुछ मात्रा की प्रतिरोध के कारण हानि हो जाती है। इस प्रभाव को ओमीय या प्रतिरोधी हानि कहा जाता है (ओमीय तापन देखें)। उच्च आवृत्तियों पर विसंवाहक हानि नामक एक और प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है, जो प्रतिरोध के कारण होने वाली हानि को जोड़ता है। विद्युत-रोधी सामग्री के संचरण लाइन के अंदर प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र से ऊर्जा को अवशोषित करने पर विसंवाहक हानि होती है, जो इसे ऊष्मा में परिवर्तित करती है (विसंवाहक तापन देखें)। संचरण लाइन को श्रेणीक्रम में एक प्रतिरोध (R) और प्रेरण (L) एवं समानांतर क्रम में एक धारिता (C) और चालकत्व (G) के साथ प्रतिरूपित किया गया है। प्रतिरोध और चालकत्व, एक संचरण लाइन में हानि में योगदान करते हैं।

संचरण लाइन में विद्युत की कुल हानि प्रायः डेसीबल प्रति मीटर (dB/m) में निर्दिष्ट होती है, और सामान्यतः संकेत की आवृत्ति पर निर्भर करती है। निर्माता प्रायः आवृत्तियों की एक श्रृंखला पर हानि को डेसीबल प्रति मीटर में प्रदर्शित करते हुए एक सारणी प्रदान करता है। 3 डेसीबल की हानि लगभग विद्युत के आधे हिस्से के समान होती है।

उच्च-आवृत्ति संचरण लाइनों को उन विद्युत चुम्बकीय तरंगों को वहन करने के लिए संरचित किया जा सकता है जिनकी तरंग दैर्ध्य, लाइन की लंबाई से कम या तुलनीय होती है। इन शर्तों के तहत, कम आवृत्तियों पर गणना के लिए उपयोगी अनुमान अब सटीक नहीं हैं। यह प्रायः रेडियो, माइक्रोवेव और प्रकाशिक संकेतों, धातु जाल प्रकाशिक फिल्टरों और उच्च गति डिजिटल परिपथों में पाए जाने वाले संकेतों के साथ होता है।

टेलीग्राफर के समीकरण

टेलीग्राफर के समीकरण (या सिर्फ टेलीग्राफ समीकरण) रैखिक अवकल समीकरणों का एक युग्म है, जो दूरी और समय के साथ विद्युत संचरण लाइन पर विभवान्तर () और विद्युत धारा () का वर्णन करता है। ये समीकरण संचरण लाइन का प्रतिरूप बनाने वाले ओलिवर हैवीसाइड द्वारा विकसित किए गए थे, जो मैक्सवेल के समीकरणों पर आधारित हैं।

File:Transmission line element.svg
संचरण लाइन के प्राथमिक घटक का योजनाबद्ध निरुपण।

संचरण लाइन प्रतिरूप, वितरित-तत्व प्रतिरूप का एक उदाहरण है। यह, दो-पोर्ट प्राथमिक घटकों की एक अपरिमित श्रृंखला के रूप में संचरण लाइन का निरूपण करता है, जिनमें से प्रत्येक, संचरण लाइन के एक अतिसूक्ष्म खंड का निरूपण करता है:

  • चालकों के वितरित प्रतिरोध को एक श्रेणी प्रतिरोधक (ओम प्रति इकाई लंबाई में व्यक्त) द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
  • वितरित प्रेरण (तारों के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र के कारण, स्व-प्रेरकत्व, आदि) को एक श्रेणी प्रेरक (हेनरी प्रति इकाई लंबाई में) द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
  • दो चालकों के बीच धारिता को एक पार्श्वपथ संधारित्र (फैराड प्रति यूनिट लंबाई में) द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
  • दो चालकों को पृथक करने वाली विसंवाहक सामग्री की चालकत्व को संकेत तार और उत्क्रम तार (सीमेंस प्रति इकाई लंबाई में) के बीच एक पार्श्वपथ प्रतिरोधक द्वारा प्रदर्शित किया गया है।

मॉडल में आकृति में दिखाए गए तत्वों की एक अनंत श्रृंखला होती है, और घटकों के मान प्रति इकाई लंबाई निर्दिष्ट होते हैं, जिससे घटक का चित्र भ्रामक हो सकता है। , , , तथा भी आवृत्ति के कार्य हो सकते हैं। एक वैकल्पिक संकेतन , , तथा का उपयोग इस तथ्य पर बल देने के लिए किया जाता है कि ये मान, लम्बाई के सापेक्ष अवकलज होते हैं। इन राशियों को उनसे प्राप्त द्वितीयक लाइन नियतांकों से भिन्न करने के लिए प्राथमिक लाइन नियतांक के रूप में भी जाना जा सकता है, और ये नियतांक प्रसार नियतांक, क्षीणन नियतांक और चरण नियतांक होते हैं।

लाइन विभवान्तर और धारा को आवृत्ति क्षेत्र में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता:

(अवकल समीकरण, कोणीय आवृत्ति ω और काल्पनिक इकाई j देखें)

दोषरहित लाइन की विशेष स्थिति

तत्वों और के नगण्य रूप से छोटे होने पर संचरण लाइन को दोषरहित संरचना माना जाता है। इस काल्पनिक स्थिति में, प्रतिरूप केवल और तत्वों पर निर्भर करता है जो विश्लेषण को बहुत आसान बनाता है। दोषरहित संचरण लाइन के लिए, द्वितीय कोटि स्थिर-अवस्था टेलीग्राफर के समीकरण हैं:

ये, वे तरंग समीकरणें हैं जिनमें समतल तरंगें हल के रूप में अग्र और विपरीत दिशाओं में समान प्रसार गति के साथ होती हैं। इसका भौतिक महत्व यह है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें संचरण लाइनों के नीचे प्रसारित होती हैं और सामान्य रूप से, एक परावर्तित घटक होता है जो मूल संकेत को हस्तक्षेपित करता है। ये समीकरण संचरण लाइन सिद्धांत के लिए मौलिक हैं।

दोषसहित लाइन की सामान्य स्थिति

सामान्य स्थिति में हानि की शर्तें, और दोनों सम्मिलित होती हैं, और टेलीग्राफर के समीकरणों का पूर्ण रूप बन जाता है:

जहाँ (जटिल) प्रसार स्थिरांक है। ये समीकरणें संचरण लाइन सिद्धांत के लिए मौलिक हैं। ये तरंग समीकरणें भी हैं, और विशेष स्थिति के समान इसमें भी हल होते हैं, लेकिन ये घातीय क्षय कारकों के साथ ज्या और कोज्या का मिश्रण होती हैं। प्राथमिक प्राचलों , , , तथा के पदों में प्रसार स्थिरांक का हल प्रदान करता है:

और विशिष्ट प्रतिबाधा के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

तथा के हल हैं:

नियतांक को सीमा की स्थितियों से निर्धारित किया जाना चाहिए। विभवान्तर स्पंद के लिए, से प्रारंभ होकर धनात्मक की दिशा में गति करता है, फिर की स्थिति पर संचरित स्पंद को प्रत्येक आवृत्ति घटक को द्वारा क्षीणन करते हुए, अपने चरण को द्वारा उन्नत करते हुए और प्रतिलोम फ़ोरियर रूपांतरण को लेते हुए के फोरियर रूपांतरण की गणना करके प्राप्त किया जा सकता है। के वास्तविक और काल्पनिक भागों की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

के साथ,

जब न तो , न ही , और न ही शून्य हो, तब दाएँ पक्ष का व्यंजक है, और साथ ही,

जहां atan2, द्वि-प्राचल चाप-स्पर्शज्या फलन का सर्वत्र परिभाषित रूप है, दोनों कोणांकों के शून्य होने पर स्वेच्छ मान शून्य होता है।

वैकल्पिक रूप से, सम्मिश्र वर्गमूल की गणना बीजगणितीय रूप से की जा सकती है:

तथा

चालन माध्यम द्वारा तरंग की गति की दिशा के विपरीत चुने गए धन या ऋण चिह्नों के साथ। (ध्यान दें कि a सामान्यतः ऋणात्मक होता है, क्योंकि तथा सामान्यतः तथा से बहुत छोटे होते हैं। इसलिए −a सामान्यतः धनात्मक होता है। b सदैव धनात्मक होता है।)

विशेष, निम्न दोष की स्थिति

छोटी हानि और उच्च आवृत्तियों के लिए व्यापक समीकरणों को सरल बनाया जा सकता है: यदि तथा तब

चरण में की एक वृद्धि, समय में के एक विलंब के समतुल्य है , की गणना सरलता से की जा सकती है:

हैवीसाइड स्थिति

हैवीसाइड स्थिति एक विशेष स्थिति है जहाँ तरंग बिना किसी प्रसार विरूपण के लाइन से नीचे गति करती है। इसके घटित होने की शर्त निम्न है:

संचरण लाइन की इनपुट प्रतिबाधा

File:SmithChartLineLength.svg
एक लंबाई के दोषरहित ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से लोड की ओर देखते हुए, इस प्रतिबाधा स्मिथ चार्ट पर नीले घेरे के बाद, बढ़ने पर प्रतिबाधा बदल जाती है। (इस प्रतिबाधा को इसके परावर्तन गुणांक की विशेषता है, जो कि घटना वोल्टेज से विभाजित परावर्तित वोल्टेज है।) चार्ट के भीतर केंद्रित नीले घेरे को कभी-कभी SWR सर्कल (लगातार खड़े तरंग अनुपात के लिए छोटा) कहा जाता है।

एक संचरण लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा , एकल विभवान्तर तरंग के आयाम और उसकी धारा तरंग का अनुपात है। चूंकि अधिकांश संचरण लाइनों में एक परावर्तित तरंग भी होती है, इसलिए विशिष्ट प्रतिबाधा सामान्यतः वह प्रतिबाधा नहीं होती है जिसे लाइन पर मापा जाता है।

भार प्रतिबाधा से एक निश्चित दूरी पर मापी गई प्रतिबाधा निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

,

जहाँ प्रसार नियतांक है और विभवान्तर परावर्तन गुणांक है, जिसे संचरण लाइन के भार सिरे पर मापा जाता है। वैकल्पिक रूप से, उपरोक्त सूत्र को भार विभवान्तर परावर्तन गुणांक के स्थान पर भार प्रतिबाधा के संदर्भ में इनपुट प्रतिबाधा व्यक्त करने के लिए पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है:

.

दोषरहित संचरण लाइन की इनपुट प्रतिबाधा

एक दोषरहित संचरण लाइन के लिए प्रसार नियतांक विशुद्ध रूप से काल्पनिक है, , इसलिए उपरोक्त सूत्रों को पुनः लिखा जा सकता है

जहाँ तरंग संख्या है।

की गणना में, संचरण लाइन के अंदर तरंगदैर्ध्य सामान्यतः मुक्त-स्थान में तरंगदैर्ध्य की तुलना में भिन्न होती है। परिणामस्वरूप, इस तरह की गणना करते समय संचरण लाइन की सामग्री के वेग कारक को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

दोषरहित संचरण लाइनों की विशेष स्थितियाँ

अर्द्ध तरंगदैर्ध्य

विशेष स्थिति के लिए जहाँ , जहाँ n एक पूर्णांक है, (जिसका अर्थ है कि लाइन की लंबाई, अर्द्ध तरंगदैर्ध्य की गुणज है), व्यंजक, भार प्रतिबाधा के रूप में परिवर्तित हो जाता है जिससे

सभी के लिए, इसमें वह स्थिति सम्मिलित है, जब , अर्थात् संचरण लाइन की लंबाई तरंगदैर्ध्य की तुलना में नगण्य है। इसका भौतिक महत्व यह है कि किसी भी स्थिति में संचरण लाइन को नगण्य माना जा सकता है (अर्थात् तार के रूप में माना जाता है)।

चौथाई तरंगदैर्ध्य

उस स्थिति के लिए, जहाँ लाइन की लंबाई, एक चौथाई तरंगदैर्ध्य के बराबर या एक चौथाई तरंगदैर्ध्य का एक विषम गुणज है, तब इनपुट प्रतिबाधा बन जाती है:

सुमेलित भार

एक अन्य विशेष स्थिति तब होती है जब भार प्रतिबाधा, लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा के बराबर होती है (अर्थात लाइन का मिलान किया जाता है), जिस स्थिति में प्रतिबाधा, लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा तक कम हो जाती है जिससे

सभी और सभी के लिए।

कम

File:Transmission line animation open short2.gif
एक खुला-परिपथ लोड (शीर्ष), और एक लघु-परिपथ लोड (नीचे) के साथ संचरण लाइन पर स्थायी तरंगें। काले बिंदु इलेक्ट्रॉनों को निरुपित करते हैं, और तीर विद्युत क्षेत्र को प्रदर्शित करते हैं।

कम भार की स्थिति में (अर्थात् ), इनपुट प्रतिबाधा विशुद्ध रूप से काल्पनिक है और स्थिति एवं तरंगदैर्ध्य (आवृत्ति) का एक आवर्ती फलन है।

खुला

एक खुले भार की स्थिति में (अर्थात् ), इनपुट प्रतिबाधा एक बार पुनः काल्पनिक और आवर्ती है।

व्यावहारिक प्रकार

समाक्षीय केबल

समाक्षीय लाइनें लगभग सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को केबल के आतंरिक क्षेत्र तक सीमित कर देती हैं। इसलिए समाक्षीय लाइनें नकारात्मक प्रभावों के बिना मुड़ी और घूर्णित (सीमाओं के अधीन) हो सकती हैं, और उनमें अवांछित धाराओं को प्रेरित किए बिना उन्हें प्रवाहकीय समर्थन के लिए बंधित किया जा सकता है। कुछ गीगाहर्ट्ज़ तक के रेडियो-आवृत्ति अनुप्रयोगों में, तरंग केवल अनुप्रस्थ विद्युत और चुंबकीय अवस्था (टीईएम) में प्रसारित होती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र दोनों प्रसार की दिशा के लंबवत हैं (विद्युत क्षेत्र त्रिज्यीय और चुंबकीय क्षेत्र परिधीय है)। हालांकि, उन आवृत्तियों पर अन्य अनुप्रस्थ अवस्थाएँ प्रसारित हो सकती हैं, जिसके लिए तरंग दैर्ध्य (विसंवाहक) केबल की परिधि से काफी कम होती है। इन अवस्थाओं को दो समूहों, अनुप्रस्थ विद्युत (टीई) और अनुप्रस्थ चुम्बकीय (टीएम) तरंग निर्देश अवस्थाओं में वर्गीकृत किया गया है। जब एक से अधिक अवस्थाएँ उपलब्ध हो सकती हैं, तो केबल ज्यामिति में मोड़ और अन्य अनियमितताएँ, विद्युत को एक अवस्था से दूसरे अवस्था में स्थानांतरित करने का कारण बन सकती हैं।

कई मेगाहर्ट्ज़ की बैंडविड्थ के साथ टेलीविजन और अन्य संकेतों के लिए उपयोग, समाक्षीय केबलों के सबसे सामान्य उपयोग हैं। 20वीं सदी के मध्य में उन्होंने लंबी दूरी के टेलीफोन संयोजन लिये।

तलीय लाइनें

तलीय संचरण लाइनें चालकों, या कुछ स्थितियों में विसंवाहक स्ट्रिपों के साथ संचरण लाइनें हैं, जो समतल और पट्टी के आकार की होती हैं। इनका उपयोग मुद्रित परिपथ और माइक्रोवेव आवृत्तियों पर कार्य करने वाले एकीकृत परिपथों पर घटकों को परस्पर संयोजित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि ये तलीय प्रकार, इन घटकों के निर्माण की विधियों के साथ सुमेलित हैं। तलीय संचरण लाइनों के कई रूप उपलब्ध हैं।

माइक्रोस्ट्रिप

File:Solec Kujawski longwave antenna feeder.jpg
एक प्रकार की संचरण लाइन जिसे केज लाइन कहा जाता है, जिसका उपयोग उच्च शक्ति, कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। यह एक बड़े समाक्षीय केबल के समान कार्य करता है। यह उदाहरण पोलैंड में एक लॉन्गवेव रेडियो ट्रांसमीटर के लिए एंटीना फीड लाइन है, जो 225 kHz की आवृत्ति और 1200 kW की शक्ति पर संचालित होता है।

माइक्रोस्ट्रिप परिपथ एक पतले समतल चालक का उपयोग करता है, जो एक समतल तल के समानांतर होता है। माइक्रोस्ट्रिप, एक मुद्रित परिपथ बोर्ड (पीसीबी) या चीनी मिट्टी के अधःस्तर के एक ओर तांबे की एक पट्टी रखकर बनाया जा सकता है, जबकि दूसरी ओर एक सतत समतल तल होता है। पट्टी की चौड़ाई, विसंवाहक परत की मोटाई (पीसीबी या चीनी मिट्टी) और संवाहरोधी परत का विसंवाहक नियतांक, विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करता है। माइक्रोस्ट्रिप एक खुली संरचना होती है जबकि समाक्षीय केबल एक बंद संरचना होती है।

स्ट्रिपलाइन

एक स्ट्रिपलाइन परिपथ, धातु की एक समतल पट्टी का उपयोग करता है, जिसे दो समानांतर समतल तलों के बीच रखकर दबाया जाता है। अधःस्तर की संवाहरोधी सामग्री एक विसंवाहक का निर्माण करती है। पट्टी की चौड़ाई, अधःस्तर की मोटाई और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता पट्टी की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती है, जो कि एक संचरण लाइन है।

समतलीय तरंग निर्देश

एक समतलीय तरंग निर्देश में एक केंद्र पट्टी और दो आसन्न बाह्य चालक होते हैं, ये तीनों समतलीय संरचनाएँ होती हैं जो एक ही संवाहरोधी अधःस्तर पर एकत्रित होती हैं और इस प्रकार उसी समतल ("समतलीय") में स्थित होती हैं। केंद्र चालक की चौड़ाई, आंतरिक और बाह्य चालकों के बीच की दूरी और अधःस्तर की सापेक्ष पारगम्यता, समतलीय संचरण लाइन की विशिष्ट प्रतिबाधा को निर्धारित करती हैं।

संतुलित लाइनें

संतुलित लाइन, एक संचरण लाइन होती है जिसमें एक ही प्रकार के दो चालक होते हैं, और तल एवं अन्य परिपथों के बराबर प्रतिबाधा होती है। संतुलित लाइनों के कई प्रारूप हैं, जिनमें ट्विस्टेड पेयर, स्टार क्वाड और ट्विन-लीड सबसे सामान्य हैं।

घूर्णित युग्म

घूर्णित युग्म सामान्यतः स्थलीय टेलीफ़ोन संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऐसे केबलों में, कई युग्म एक ही केबल में दो से लेकर कई हज़ार तक एक साथ समूहबद्ध होते हैं।[8] इस प्रारूप का उपयोग इमारतों के अंदर डेटा नेटवर्क वितरण के लिए भी किया जाता है, लेकिन संचरण लाइन प्राचलों के दृढ़ता से नियंत्रित होने के कारण केबल अधिक महंगा होता है।

स्टार क्वाड

स्टार क्वाड एक चार-चालकों वाली केबल है जिसमें सभी चार चालकों को केबल अक्ष के चारों ओर एक साथ घुमाया जाता है। इसे कभी-कभी 4-तार टेलीफोनी और अन्य दूरसंचार अनुप्रयोग जैसे दो परिपथों के लिए उपयोग किया जाता है। इस विन्यास में प्रत्येक युग्म दो गैर-आसन्न चालकों का उपयोग करता है। अन्य बार इसका उपयोग ऑडियो अनुप्रयोग और 2-तार टेलीफोनी जैसी एकल, संतुलित लाइनों के लिए किया जाता है। इस विन्यास में दो गैर-आसन्न चालक, केबल के दोनों सिरों पर एक साथ और अन्य दो चालक भी एक साथ निलंबित होते हैं।

जब इसका उपयोग दो परिपथों के लिए किया जाता है, तो दो अलग-अलग घूर्णित युग्म वाले केबलों के सापेक्ष अप्रासंगिक संकेत कम हो जाता है।

जब इसका उपयोग एकल, संतुलित लाइन के लिए किया जाता है, तो केबल द्वारा उठाया गया चुंबकीय हस्तक्षेप आभासी पूर्ण सामान्य अवस्था संकेत के रूप में उपलब्ध होता है, जिसे युग्मन ट्रांसफॉर्मरों द्वारा आसानी से निष्कासित किया जाता है।

घूर्णित, संतुलित संकेतन और चौगुने प्रतिरूप के संयुक्त लाभ उत्कृष्ट ध्वनिक प्रतिरक्षा प्रदान करते हैं, और विशेष रूप से कम संकेत स्तर के अनुप्रयोगों जैसे माइक्रोफ़ोन केबल के लिए एक विद्युत केबल के बहुत करीब स्थापित होने पर भी लाभदायक होते हैं।[9][10][11][12][13] इससे होने वाली हानि यह है कि स्टार क्वाड, दो चालकों के संयोजन में, सामान्यतः समान दो-चालक घूर्णित और परिरक्षित ऑडियो केबल की क्षमता को दोगुना कर देता है। उच्च धारिता के कारण दूरी बढ़ने पर विकृति बढ़ती है, और उच्च आवृत्तियों की हानि अधिक होती है।[14][15]

ट्विन-लीड

ट्विन-लीड (प्रतरूप-लीड) में एक सतत विसंवाहक द्वारा अलग रखे गए चालकों का एक युग्म होता है। चालकों को एक ज्ञात दूरी से अलग रखने से, ज्यामिति निर्धारित हो जाती है और लाइन की विशेषताएँ दृढ़ता से सुसंगत होती हैं। यह समाक्षीय केबल की तुलना में कम हानि है क्योंकि ट्विन-लीड की विशिष्ट प्रतिबाधा सामान्यतः समाक्षीय केबल की तुलना में अधिक होती है, जिससे कम धारा के कारण प्रतिरोधक हानि कम होती है। हालांकि, यह हस्तक्षेप के लिए अधिक संवेदनशील होती है।

लेचर लाइनें

लेचर लाइनें समानांतर चालकों का एक रूप है जिसका उपयोग अति-उच्च आवृत्ति में अनुनादी परिपथ बनाने के लिए किया जा सकता है। ये एक सुविधाजनक व्यावहारिक प्रारूप होते हैं जो मिश्रित-तत्व मॉडल (एचएफ/वीएचएफ में प्रयुक्त) और अनुनादी गुहाओं (यूएचएफ/अधिक-उच्च आवृत्ति) के बीच के अंतर की पूर्ति करते हैं।

एकल-तार लाइन

टेलीग्राफ संचरण के लिए पहले असंतुलित लाइनों का उपयोग अधिक किया जाता था, लेकिन संचार का यह रूप अब अनुपयोगी हो गया है। केबल घूर्णित युग्म के समान होते हैं, जिसमें कई कोर एक ही केबल में बंधे होते हैं लेकिन प्रति परिपथ केवल एक चालक प्रदान किया जाता है और कोई घूर्णन नहीं होता है। एक ही मार्ग के सभी परिपथ, भूसम्पर्कित धाराओं के लिए एक उभनिष्ठ मार्ग का उपयोग करते हैं। एकल-तार भूसम्पर्कित धाराओं का विद्युत शक्ति संचरण कई स्थानों पर उपयोग में है।

सामान्य अनुप्रयोग

संकेत हस्तांतरण

विद्युत संचरण लाइनों का उपयोग अधिक व्यापक रूप से लंबी या छोटी दूरी पर उच्च आवृत्ति संकेतों को न्यूनतम विद्युत हानि के साथ प्रसारित करने के लिए किया जाता है। टेलीविज़न या रेडियो एरियल से संग्राहक तक डाउन लीड इसका एक व्यावाहारिक उदाहरण है।

संचरण लाइन परिपथ

प्रतिबाधा मिलान परिपथ, फिल्टर, शक्ति-विभाजक और दिशात्मक युग्मकों सहित संचरण लाइनों के साथ परिपथ की एक बड़ी विविधता का निर्माण भी किया जा सकता है।

चरणबद्ध संचरण लाइन

चरणबद्ध संचरण लाइन का एक सरल उदाहरण जिसमें तीन खंड होते हैं।

व्यापक सीमा प्रतिबाधा मिलान के लिए एक चरणबद्ध संचरण लाइन का उपयोग किया जाता है। इसे श्रेणीक्रम में जुड़े संचरण लाइन के कई भागों के रूप में माना जा सकता है, जिसमें प्रत्येक एकल तत्व की विशिष्ट प्रतिबाधा होती है।[16] इनपुट प्रतिबाधा को श्रृंखला संबंध के क्रमिक अनुप्रयोग से प्राप्त किया जा सकता है:

जहाँ , संचरण लाइन के -वें खंड की तरंग संख्या है और इस खंड की लंबाई है, अग्र-सिरे की प्रतिबाधा है, जो -वें खंड को लोड करती है।

File:PolarSmith.jpg
एक संचरण लाइन के साथ प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र जिसकी विशिष्ट प्रतिबाधा इनपुट केबल की तुलना में छोटी है और परिणामस्वरूप, प्रतिबाधा वक्र -अक्ष की ओर केंद्रित होता है। इसके विपरीत, यदि , तो प्रतिबाधा वक्र अक्ष की ओर केंद्रित होना चाहिए।

क्योंकि प्रत्येक संचरण लाइन खंड की विशिष्ट प्रतिबाधा प्रायः चौथी इनपुट केबल ( ऊपर दिए गए आरेख के बाईं ओर केवल तीर चिह्नित के रूप में प्रदर्शित किया गया है) की प्रतिबाधा से भिन्न होती है, प्रतिबाधा परिवर्तन चक्र स्मिथ चार्ट के -अक्ष के साथ केंद्रित है, जिसका प्रतिबाधा प्रतिनिधित्व सामान्यतः के विरुद्ध सामान्यीकृत होता है।

स्टब फिल्टर

यदि एक लघु-परिपथ या खुले-परिपथ में, संचरण लाइन को बिंदु A से बिंदु B तक संकेत हस्तांतरण करने के लिए उपयोग की जाने वाली लाइन के समानांतर तार लगाया जाता है, तो यह एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है। स्टब को बनाने की विधि, अपरिपक्व आवृत्ति मापन के लिए लेचर लाइनों के उपयोग की विधि के समान है, लेकिन यह 'उत्क्रम क्रम में कार्य करती है'। एक एरियल से संकेत देने वाले फीडर के साथ समानांतर में तारित संचरण लाइन की एक खुला-परिपथ लंबाई लेना, ग्रेट ब्रिटेन रेडियो संस्था की रेडियो-संचार विवरण पुस्तिका में सुझाई गई एक विधि है। संचरण लाइन के मुक्त सिरे को काटकर, एक संग्राहक पर प्राप्त संकेत की न्यूनतम शक्ति को प्राप्त किया जा सकता है। इस स्तर पर स्टब फिल्टर, इस आवृत्ति और विषम संनादियों को अस्वीकार कर देता है, लेकिन अगर स्टब के मुक्त सिरे को छोटा किया जाता है तो स्टब एक फिल्टर बन जाता है, जो सम संनादियों को अस्वीकार कर देता है।

विस्तृत फिल्टर, कई स्टबों का उपयोग करके प्राप्त किए जा सकते हैं। हालाँकि, यह कुछ हद तक दिनांकित तकनीक है। समानांतर-लाइन अनुनादकों जैसे अन्य तरीकों से अत्यधिक सघन फिल्टर बनाए जा सकते हैं।

स्पंद उत्पादन

संचरण लाइनों का उपयोग स्पंद उत्पादकों के रूप में किया जाता है। संचरण लाइन को आवेशित करके और फिर इसे एक प्रतिरोधक भार में अनावेशित करके, लाइन की विद्युत लंबाई के दोगुने के बराबर एक आयताकार स्पंद, हालांकि आधे विभवान्तर के साथ प्राप्त किया जा सकता है। ब्लमलीन संचरण लाइन एक संबंधित स्पंद बनाने वाली युक्ति है, जो इस सीमा को पार करता है। इन्हें कभी-कभी रडार ट्रांसमीटरों और अन्य उपकरणों के लिए स्पंदित शक्ति स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है।

ध्वनि

ध्वनि तरंग प्रसार का सिद्धांत गणितीय रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के समान है, इसलिए संचरण लाइन सिद्धांत की तकनीकों का उपयोग ध्वनिक तरंगों के संचालन के लिए संरचनाओं के निर्माण के लिए भी किया जाता है; और इन्हें ध्वनिक संचरण लाइन कहा जाता है।

यह भी देखें

संदर्भ

Part of this article was derived from Federal Standard 1037C.

  1. 1.0 1.1 1.2 Jackman, Shawn M.; Matt Swartz; Marcus Burton; Thomas W. Head (2011). CWDP Certified Wireless Design Professional Official Study Guide: Exam PW0-250. John Wiley & Sons. pp. Ch. 7. ISBN 978-1118041611.
  2. 2.0 2.1 Oklobdzija, Vojin G.; Ram K. Krishnamurthy (2006). High-Performance Energy-Efficient Microprocessor Design. Springer Science & Business Media. p. 297. ISBN 978-0387340470.
  3. Guru, Bhag Singh; Hüseyin R. Hızıroğlu (2004). Electromagnetic Field Theory Fundamentals, 2nd Ed. Cambridge Univ. Press. pp. 422–423. ISBN 978-1139451925.
  4. Schmitt, Ron Schmitt (2002). Electromagnetics Explained: A Handbook for Wireless/ RF, EMC, and High-Speed Electronics. Newnes. pp. 153. ISBN 978-0080505237.
  5. Carr, Joseph J. (1997). Microwave & Wireless Communications Technology. USA: Newnes. pp. 46–47. ISBN 978-0750697071.
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 Raisanen, Antti V.; Arto Lehto (2003). Radio Engineering for Wireless Communication and Sensor Applications. Artech House. pp. 35–37. ISBN 978-1580536691.
  7. Weber, Ernst; Nebeker, Frederik (1994). The Evolution of Electrical Engineering. Piscataway, New Jersey: IEEE Press. ISBN 0-7803-1066-7.
  8. Syed V. Ahamed, Victor B. Lawrence, Design and engineering of intelligent communication systems, pp.130–131, Springer, 1997 ISBN 0-7923-9870-X.
  9. The Importance of Star-Quad Microphone Cable
  10. Evaluating Microphone Cable Performance & Specifications Archived 2016-05-09 at the Wayback Machine
  11. The Star Quad Story Archived 2016-12-23 at the Wayback Machine
  12. What's Special About Star-Quad Cable?
  13. How Starquad Works Archived 2016-11-12 at the Wayback Machine
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  15. Rayburn, Ray (2011). Eargle's The Microphone Book: From Mono to Stereo to Surround – A Guide to Microphone Design and Application (3 ed.). Focal Press. pp. 164–166. ISBN 978-0240820750.
  16. Qian, Chunqi; Brey, William W. (2009). "Impedance matching with an adjustable segmented transmission line". Journal of Magnetic Resonance. 199 (1): 104–110. Bibcode:2009JMagR.199..104Q. doi:10.1016/j.jmr.2009.04.005. PMID 19406676.

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