Автор Тема: Потери или не потери?  (Прочитано 1476 раз)

Оффлайн alshortyq

  • **
  • Сообщений: 4
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Потери или не потери?
« : 27 Января 2024, 14:51:11 »
Здравствуйте.

Вопрос может и глупый, но нигде не а него ответа не нашел. Суть в том, что если у меня часть антенны сделана так, что компенсирует работу остальной части антенны, будет ли на том участке выделение тепла или потерь не будет совсем (как в случае несогласованной антенны, когда часть мощности передатчика отражается обратно в передатчик и не расходуется и, соответственно, не преобразуется в тепло).

Давайте для простоты рассмотрим предельный случай: вот взял я обычный  симметричный четвертьволновый диполь, и скрутил в витую пару саму антенну и противовес. Что получаем: в идеале, как мы знаем, поля от  токов каждого из проводников будут компенсировать друг друга и вокруг никакого поля не будет (собственно, этот случай рассмотрен во всех учебниках, как случай, когда скрученные в косичку два провода по которым течет встречный ток не создают магнитного поля вокруг, точнее каждый создаёт, но поля инверсны по отношению друг к другу. В итоге получим взаимокомпенсацию).

Это все понятно. Вопрос в другом: будет ли нагреваться воздух вокруг такой пары (ведь каждое поле в отдельности так или иначе ябудет его нагревать)?

А если не будет нагрева, значит и питание радиостанции не будет на него расходоваться?

Вот такие глупые вопросы...  Есть четкие мнения?

Всем спасибо за ответы.
« Последнее редактирование: 27 Января 2024, 15:43:05 от alshortyq »

Оффлайн rtty

  • ****
  • Сообщений: 123
  • Репутация: +11/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #1 : 28 Января 2024, 09:03:51 »

Имхо, идеальных линий не бывает, всякая скрутка-пара больше или меньше тоже "светит", тем более если не выполняются условия ее терминирования (ака нагрузка на конце линии) на эквивалентное волновому сопротивление, а в начале не выполнен должным образом переход на нее с несимметричного кабеля, почему, к примеру, на подключенный такой провод бывает и какой-то прием...

А обычный диполь - не бывает четверть-волновым, он называется полуволновый, по технической терминологии, т.е. где обе половинки 0.25+0.25, это так для ликбеза тоже.

Оффлайн alshortyq

  • **
  • Сообщений: 4
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #2 : 28 Января 2024, 14:20:23 »
Отлично. А как определить, какую часть такая скрутка излучает (тратя на это энергию), а какая возвращается в генератор и не расходуется (если, вообще, этот эффект присутствует. Из вашего ответа я точно не понял, вся ли энергия генератора при таком частичном излучении расходуется, или всё-таки расходуется только та часть, которая уходит на частичное излучение, а остальная возвращается в (или не забирается из) генератор(а).)

Оффлайн rtty

  • ****
  • Сообщений: 123
  • Репутация: +11/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #3 : 28 Января 2024, 14:34:00 »
Если линия не согласована, то в идеально случае должно преобладать отражение обратно над излучением.
Оценочно может быть трансформатор тока поможет. Измерить им ток на участках линии и ток сразу на выходе передатчика.
Хотя из-за резонансов в линии и от разной частоты сигнала на длине линии могут быть различные пучности и показания будут разные.

Поясните, зачем надо это всё и что будет дальше, вы хотите кого-то облучать проложенной незаметно линией что ли? :-)






Оффлайн alshortyq

  • **
  • Сообщений: 4
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #4 : 28 Января 2024, 17:09:44 »
Нет, мы итак все под облучением: 3G,4G,5G , WiFi... Тут дополнительного облучения не требуется ))))

Вариант с витой парой был приведен чисто для простоты, как пример антенны, которая ничего не излучает по паспорту.

Нет у меня КСВ-метра. И я думаю над вопросом количественного измерения несогласованности антенны по потребляемому току питания.моя логика - закон сохранения энергии: если антенна не излучает, значит она не потребляет энергии. Верно? Т.е. по потребляемому току можно увидеть, на сколько антенна согласована, если заранее под данный передатчик отградуировать шкалу потребляемого от батареи тока в зависимости от согласованности антенны.  Или это всё неверно?  Если неверно, как же тогда с законом сохранения? Куда девается открытая от батареи питания и никуда не отправленная энергия?

Ну или если сформулировать, основываясь на последнем ответе, то вопрос следующий: куда в конце концов идёт отраженный сигнал?  Обратно в батарею (тем самым снижая ток питания)? Или банально на перегрев какого-нибудь выходного каскада без влияния на ток потребления?

Оффлайн rtty

  • ****
  • Сообщений: 123
  • Репутация: +11/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #5 : 28 Января 2024, 19:01:17 »
Вариант с витой парой был приведен чисто для простоты, как пример антенны, которая ничего не излучает по паспорту.

Весьма странный пример, это в большей мере не антенна, а линия передачи ничем не нагруженная.
Ее поведение вероятно детально рассматривают в классических радиотехнических учебниках, если вы хотите академически с этим разобраться.
А если на пальцах, то ничего нет идеального, будет и какое-то небольшое излучение (огрехи идеальности выполнения линии), и так же просто какая-то доля потерь в ее металле и диэлектрике, естественно зависящая от длины линии и частот в нее подаваемых.
Т.е. можно с большой вероятностью говорить, что отраженная мощность не будет совершенно равна поданной, какая-то разница уйдет туда, куда выше написал.
А оставшаяся значительна часть отраженной волны идет обратно в генератор, большей долей рассеивается там в тепло и что-то отражается повторно и так затухая-отражаясь повторяет свои пути...  :D

По потребляемому току ничего не поймете, т.к. неизвестен фактический КПД передатчика, он может непредсказуемо отличаться.

И все равно, не понятна практическая суть этих вопросов...


« Последнее редактирование: 29 Января 2024, 11:22:58 от rtty »

Оффлайн alshortyq

  • **
  • Сообщений: 4
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #6 : 28 Января 2024, 19:44:00 »
Спасибо. Я в общем нашел ответ на свой вопрос - всё-таки в тепло...

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2357
  • Репутация: +245/-5
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #7 : 31 Января 2024, 13:35:48 »
Мощность (активная), вкачивается в антенну (иди вообще, в любые провода) имеет только два пути:
1. Чего-то нагреть.
2. Передаться куда-то дальше  (например, излучиться в эфир), в то, что мы считаем полезной нагрузкой.

Чуть подробнее.
Цитировать
Нет у меня КСВ-метра. И я думаю над вопросом количественного измерения несогласованности антенны по потребляемому току питания
КСВ-метр это как раз тот прибор, который показывает степень несогласованности.
Цитировать
моя логика - закон сохранения энергии: если антенна не излучает, значит она не потребляет энергии. Верно?
Нет. Остается есть еще нагрев проводов антенны (и, вообще говоря, и её ближайшего окружения - того пространства, в котором еще нет полной взаимокомпенсации). Это где-то там, на большом расстоянии токи  в проводах и поля от них взаимно компенсированы (до и то  наверняка не полностью). А по рассматриваемому отдельно проводу ток течет. И большой. И не греть провод он не может. То же самое относится к полям ближней зоны (того самого пространства, в котором взаимокомпенсация еще не полная), гляньте, напримре, http://dl2kq.de/ant/3-41.htm


Оффлайн Igor L

  • ***
  • Сообщений: 67
  • Репутация: +1/-2
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #8 : 16 Февраля 2024, 14:09:52 »
А у меня такой вот общий вопрос, возможно подходящий к этой теме.  ::)
Наблюдал неоднократно с разным тюнерами и подключаемыми к ним нагрузками.
Берем тюнер (Т, LC), - не важно, с катушкой с сердечником/без сердечника - не важно.
Подключаем симметричную линию или луч - не важно. Настраиваем систему на минимум КСВ по
VNA. Например КСВ менее 2. Подключаем трансивер, передаем - энергия уходит. А теперь отсоединяем
Линию или луч, а VNA как рисовал график, так и рисует то же самое. Значит луч или линия почти не влияют на согласование тюнером!
В каких случаях может возникать такая ситуация? :o 

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2357
  • Репутация: +245/-5
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #9 : 16 Февраля 2024, 20:50:09 »
Когда импеданс антенны очень высок, а холостая добротность деталей тюнера - не очень.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 306
  • Репутация: +49/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #10 : 17 Февраля 2024, 17:26:31 »
Когда импеданс антенны очень высок, а холостая добротность деталей тюнера - не очень.

Или же не оптимальная настройка - даже с нормальными деталями, избыточно задрав индуктивность в Т-тюнере, можно получить малый КПД при низком КСВ по входу.. :)

Оффлайн ut4ucm

  • ***
  • Сообщений: 85
  • Репутация: +10/-1
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #11 : 17 Февраля 2024, 19:18:35 »
Цитировать
избыточно задрав индуктивность в Т-тюнере, можно получить малый КПД при низком КСВ по входу
Т.е., как пишут на форумах - получить пресловутую настройку КСВ = 1 - на "гвоздь".... Ну, в данном случае не на гвоздь, конечно, а на проводники деталей подключенные к антенному конденсатору Т-тюнера, которые в данном случае, являются "эквивалентом" гвоздя.
Цитировать
Я в общем нашел ответ на свой вопрос - всё-таки в тепло...
Естественно.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 306
  • Репутация: +49/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #12 : 18 Февраля 2024, 08:10:12 »
На гвоздь нужно Г-звено настраивать, по крайней мере, при настройке по КСВ можно быть уверенным, что КПД максимальный, что могут обеспечить элементы СУ.

Оффлайн Igor L

  • ***
  • Сообщений: 67
  • Репутация: +1/-2
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #13 : 25 Февраля 2024, 14:24:28 »
Ещё раз взял тюнер и повторил эксперимент. В качестве антенны - луч, длина около 40 метров.
1) Фото. Подключен луч и НЧ "земля", частота 7.090 МГц, КСВ=1.14  ::)
2) Фото. Отключаем луч и НЧ "землю", КСВ примерно такой же 1.14...1.24 :o
3) Фото. Состав тюнера. Тип - Т. Два конденсатора (примерно по 480 пФ) из отечественных радиоприемников, катушка на фторопластовом торойде (максимальная L~3 мкГн). Со стороны порта
"Трансивер" поверх подводящего проводника одето колечко - датчик тока, совмещённый с делителем и светодиодом. Вся настройка выполняется конденсатором со стороны "Трансивер", конденсатор со стороны луча стоит в минимальном положении. Если конденсатор луча выставить в максимум, появляются некоторые спады КСВ в зоне ВЧ (21...28 МГц) (фото).
Проверил настройку на диапазонах 80,40,20 метров, везде похожая картина. Так все-таки холостая добротность деталей тюнера, или что-то ещё?  ???
4) Подключаю LC-тюнер, катушка на полипропилене, конденсатор воздушный, провожу измерения на 80,40,20 - всегда при отсоединении луча настройка улетает выше КСВ=5.  :D
5) Подключаю свой другой LC-тюнер, катушка на полипропилене, конденсатор с пленочным диэлектриком, провожу измерения на 40,20 - всегда при отсоединении луча настройка улетает. (аналогично п.4)
6) Подключаю ещё один другой Т-тюнер, катушка на полипропилене, конденсаторы с пленочным диэлектриком, результаты аналогично тюнеру из пп.1-4 -отсоединение луча почти не меняет настройку, настройка выполняется конденсатором со стороны трансивера.
Означает ли это, что эти Т-тюнеры переводят большую часть энергии в нагрев, и их нельзя использовать в работе?


« Последнее редактирование: 25 Февраля 2024, 14:57:20 от Igor L »

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2357
  • Репутация: +245/-5
    • Просмотр профиля
Re: Потери или не потери?
« Ответ #14 : 25 Февраля 2024, 15:31:38 »
Означает ли это, что эти Т-тюнеры переводят большую часть энергии в нагрев, и их нельзя использовать в работе?
Нет  (но при низкой холостой добротности деталей их проще настроить не на антенну, а на обогрев деталей).
 
  О КПД Т-тюнера. У меня на входе Т-тюнера PA 1 kW, на выходе: воздушный балун
 +двухпроводка и диполь наверху.  Диапазоны 14 ... 28 MHz.  После ~часа непрерывной работы в эфире  корпус тюнера:
  - на 14, 18 и 24 MНz лишь слегка тёплый на ощупь.
  - на 28 MHz потеплее, (примерно температуры тела)
  - на 21 MHz греется градусов до 45 в районе катушки (видимо импеданс неудачный).
 Так что КПД явно выше 90% (если бы там терялось даже 100 W, то наглухо закрытый металлический корпус тюнера раскалялся бы сильно).

  Но конструктив посерьёзнее. КПЕ воздушные на керамике с зазором больше 3 мм.  Катушки бескаркасные. Секция 28 ... 21 MHz намотана медной трубкой диам. 10 мм, секция 18-14 MНz - медным проводом диаметром 4 мм.
 
  Вообще, полезное конструктивное правило: качество деталей тюнера (любого) должно быть не хуже, чем в П-контуре лампового PA  соответствующей мощности.