Jump to content

    
Sign in to follow this  
Redcrusader

Как можно измерить E- и H-составляющие ЭМ поля?

Recommended Posts

А это уже интересно! Для общего развития.

 

Почему измерения в ближнем с длиной поле на частотах ниже 0,5 ГГц не практикуются?

Там же это самый раз! Не надо "футбольного поля".

 

Во-первых, если где и надо футбольное поле", то как раз на метровых длинах волн. Там и антенны ведь большие, верно? Во-вторых, говорю же, потребности нет. Фазировать ФАР на частотах в сотни МГц, то есть с длиной волны около метра, можно лаптем. Для этого не нужно смотреть ближнее поле. В такой ФАР и элементов ведь не тысячи, и не сотни, а может быть всего несколько десятков.

 

И почему зондов на частоты ниже 0,5 нет?

Так трудно его сделать? Там же можно брать электрически малую антенну, т.к. чувствительность "нафиг" не нужна (можно сигнал на проверяемой антенне поднять) и откалибровать этот зонд. И своими маленькими размерами этот зонд будет меньше "гадить" полю.

 

Нет. Как раз наоборот. Чем ниже частота, тем больше сечение волновода. На частотах в ГГц сечение намного, намного меньшее, для распространения в волноводе основной моды, чем для частот в сотни МГц. Там это будут очень большие зонды, ведь длина волны относительно большая, верно?

 

Ближнее поле же считается как лямда/2pi. Т.е. для 26 ГГц это будет около 2 мм! Или у вас Ближнее поле считается по другому?

Зона Френеля до 2*L^2/лямбда =>, с габаритами около 100 мм будет около 1,6 метра.

Ну, а далее идет Дальная зона, в которой все всегда старались обмерять антенны.

У меня такое впечатление, что Dr.I. говорит про измерение не в Ближней зоне, а в Промежуточной зоне (зоне Френеля).

А это две большие разницы!

Создавая топик, я имел ввиду Ближнюю зону и ничего далее.

 

Я говорю об измерениях в именно ближней зоне. Я уже упоминал, что измерения проводят типично на расстоянии от 2 до 5 длин волн. Это ближняя зона. По Вашей формуле ближняя зона меньше длины волны. Это глупости. Это уже область реактивного поля. В зоне Френеля измерения проводить можно. На разреженной сетке. Посмотрите недавнюю диссертацию Кривошеева Ю. об этом. А вообще измерения в зоне Френеля типично выполняются при измерениях на сферической поверхности. Поле при этом представляется в виде спектра векторных сферических волн. И аналогично происходит пересчёт на любое другое расстояние, в том числе в дальнюю зону.

Edited by Dr.I.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я уже упоминал, что измерения проводят типично на расстоянии от 2 до 5 длин волн. Это ближняя зона. По Вашей формуле ближняя зона меньше длины волны. Это глупости. Это уже область реактивного поля.

Если верить этому графику (страница на википедии про Near and far field:

https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_...nnas_vector.svg

То Ваше расстояние от 2 до 5 длин волн - это дальняя зона.

 

По Вашей формуле ближняя зона меньше длины волны. Это глупости. Это уже область реактивного поля.

Опять же, не вышеуказанном мною графике из википедии в ближней зоне выделяют область реактивного поля

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сразу из вас "прет" манагер! Сейчас вас начитаются и побегут к вам измерять свои антенны в "ближнем" поле!

:rolleyes:

 

Нет. Не побегут. Если это примитивная антенна, не требующая электрического управления, то более чем достаточно измерений в дальней зоне, ну или квазидальней, с коллиматорами. Если же это антенная решётка, требующая управления, и тем более сложная антенная решётка, то необходима аппаратура сопряжения с измерительным комплексом, которая должна решать задачи, во-первых, управления, прежде всего вычисления и распределения фаз, а во-вторых, обеспечивать синхронизацию во времени с аппаратурой измерительного комплекса. Представим, например, что методика измерения устроена так: зонд ползёт себе, относительно медленно, а антенна переключает сто режимов работы, с разными отклонениями луча, разными частотами, и т.д., то есть сто переключений режима работы в каждой точке скана. Допустим, скан 300 на 300 отсчётов. То есть 90000. То есть за один проход зондом области сканирования антенна переключит режим работы 9000000 раз. Без синхронизации вы и не разберётесь, что измерено в одну микросекунду, а что в другую. Так вот, тут всё индивидуально. Все антенны достаточно разные. Если разработчик антенны способен сформулировать тз на аппаратуру сопряжения, скорее всего у него и всё остальное своё есть, не требуется никуда бежать.

 

Если верить этому графику (страница на википедии про Near and far field:

https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_...nnas_vector.svg

То Ваше расстояние от 2 до 5 длин волн - это дальняя зона.

 

А Вы не верьте. Как там: верую, ибо абсурдно?

Edited by Dr.I.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...

Я говорю об измерениях в именно ближней зоне. Я уже упоминал, что измерения проводят типично на расстоянии от 2 до 5 длин волн. Это ближняя зона. ...

Ну, вот и приехали....!

Вы используете свою терминологию, которая отличается от общепринятой.

Отсюда и все непонятки между нами.

:rolleyes:

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну, вот и приехали....!

Вы используете свою терминологию, которая отличается от общепринятой.

Отсюда и все непонятки между нами.

:rolleyes:

 

Я использую правильную терминологию, которая, естественно, является общепринятой в среде специалистов. Конечно, в википедиях терминологии могут быть другими.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если верить этому графику (страница на википедии про Near and far field:

https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_...nnas_vector.svg

То Ваше расстояние от 2 до 5 длин волн - это дальняя зона.

Опять же, не вышеуказанном мною графике из википедии в ближней зоне выделяют область реактивного поля

Имеется замечание к графику: для антенн с размерами менее или равно половины длины волны.

Для антенных решеток (размеры намного больше длины волны) используется такое разделение зон:

https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_...USP-4998112.svg

 

Так что если Ваша решетка имеет как минимум 8 элементов в ряду, то ближняя зона для нее, действительно, держится еще и на 5 лямбда.

Это если считать по формуле 0.62*(D^3/λ)^0.5. Но будет ли она высоконаправленной с 8-ю элементами (т.к. эта формула для высоконаправленных антенн)?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я использую правильную терминологию, которая, естественно, является общепринятой в среде специалистов. Конечно, в википедиях терминологии могут быть другими.

Только следует уточнять, что вы говорите про ближнюю зону антенной решетки.

Мы же не специалисты, мы по учебникам смотрим.

:laughing:

У меня есть подозрение, что в ближней зоне антенной решетки волны ведут себя не совсем так как в ближней зоне диполя.

Т.е. это не классическая ближняя зона.

Вроде, Френель с Фраунгофером мало что слышали про антенные решетки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
У меня есть подозрение, что в ближней зоне антенной решетки волны ведут себя не совсем так как в ближней зоне диполя.

Т.е. это не классическая ближняя зона.

 

Я говорю про антенну, любую, с размером в разы большей длины волны.

 

Да, коллеги, такова правда. Жёсткая, не фундаментальная, инженерная, правда. Земля плоская. Горизонт всегда ровный. Поверхность воды не изгибается. Стреляем из пушки во все стороны, и снаряд пролетает равные расстояния. Уильям Карпентер. 100 доказательств того, что Земля - не шар. Не шар. Is not a Globe, шароверы. А электродинамика классическая для диполя, и неклассическая для решётки из, например, диполей, тоже - тайна веков. Такова жизнь.

Edited by Dr.I.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я говорю про антенну, любую, с размером в разы большей длины волны.

 

Да, коллеги, такова правда. Жёсткая, не фундаментальная, инженерная, правда. Земля плоская. Горизонт всегда ровный. Поверхность воды не изгибается. Стреляем из пушки во все стороны, и снаряд пролетает равные расстояния. Уильям Карпентер. 100 доказательств того, что Земля - не шар. Не шар. Is not a Globe, шароверы. А электродинамика классическая для диполя, и неклассическая для решётки из, например, диполей, тоже - тайна веков. Такова жизнь.

ТС в самом начале не оговорил, что речь идет об антенной решетке.

И ни у кого (в том числе и у меня) не возникло мысли, что речь идет именно о сверхнаправленной антенне.

У Вас же мировоззрение сложилось таким образом, что если антенна - то только направленная. Что кстати часто встречается среди специалистов, связанных с отечественным ОПК.

И спор с Aner у Вас был только из-за того, что каждый имел ввиду ближнюю зону: Вы-сверхнаправленной антенны, другие - обычной антенны.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ТС в самом начале не оговорил, что речь идет об антенной решетке.

И ни у кого (в том числе и у меня) не возникло мысли, что речь идет именно о сверхнаправленной антенне.

У Вас же мировоззрение сложилось таким образом, что если антенна - то только направленная. Что кстати часто встречается среди специалистов, связанных с отечественным ОПК.

И спор с Aner у Вас был только из-за того, что каждый имел ввиду ближнюю зону: Вы-сверхнаправленной антенны, другие - обычной антенны.

 

Я никогда не имел в виду никакую зону никакой сверхнаправленной антенны (что это за штука такая вообще?). Всё, что я говорил, справедливо для любой излучающей системы, например, любой рупорной антенны, даже слабонаправленной, если её размеры больше нескольких длин волн.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Всё, что я говорил, справедливо для любой излучающей системы, например, любой рупорной антенны, даже слабонаправленной, если её размеры больше нескольких длин волн.

Об этом Вам нужно было упомянуть вот здесь:

Как же тогда, по-Вашему, проводятся антенные измерения в ближнем поле? :rolleyes:

Я никогда не имел в виду никакую зону никакой сверхнаправленной антенны (что это за штука такая вообще?)

Я на ~5λ с приемлемой для меня точностью в чистом виде снимаю far field диаграмму направленности λ/2 антенн.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Об этом Вам нужно было упомянуть вот здесь:

 

 

Я на ~5λ с приемлемой для меня точностью в чистом виде снимаю far field диаграмму направленности λ/2 антенн.

 

Диаграмма направленности только в дальней зоне и бывает, по определению. То есть Вы говорите, что для Вашей антенны пять длин волн - дальняя зона? Опишите антенну? Геометрию, размеры, частоту?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Диаграмма направленности только в дальней зоне и бывает, по определению. То есть Вы говорите, что для Вашей антенны пять длин волн - дальняя зона? Опишите антенну? Геометрию, размеры, частоту?

Речь идет об антенне мобильного телефона, например. До 5G, например.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Речь идет об антенне мобильного телефона, например. До 5G, например.

 

Она ооочень слабонаправленная? Тогда дело, возможно, не в том, что 5 длин волн - дальняя зона, а в том, что поле в ближней зоне (а 5 длин волн скорее уже зона Френеля) похоже по своей симметрии на поле в дальней зоне. То есть, я так понимаю, это ещё не дальняя зона, в том смысле, что зависимость от r ещё не 1/r, но уже в эффективном понимании почти дальняя, в том смысле, что возможно ввести функцию угловых координат, которая будет почти не отличаться от таковой для дальней зоны.

 

Вот, кстати, замечательное видео с сайта NIST:

 

https://www.nist.gov/news-events/news/2015/...nd-calibrations

 

// NIST уже десятилетиями является новатором в методах измерения характеристик антенн, но такая роботизированная измерительная система миллиметрового диапазона длин волн может стать конечной инновацией в широко используемой технике сканирования ближнего поля, впервые разработанной NIST в 1970-х годах

 

Забавно как лазерный трекер контролирует реальное положение зонда и это учитывается в предобработке данных перед собственно трансформацией поля.

Edited by Dr.I.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А кто-нибудь оптическими волоконными датчиками для измерения напряженности электрического поля в ближней зоне пользовался?

https://www.ntt-review.jp/archive/ntttechni...r200903sf5.html

Как активный элемент тут используется электрооптический кристалл на конце световода. А существует ли " все тоже самое" но для магнитного поля?

мой босс пользовался. собственно он их и делал. по моему заглохло. Слишком дорого, а потому мало кому нужно. хотя хз. я от этой темы ушел давно. Тема прикольная. Только оборудование приходится брать оптическое, дорогущие балансные смесители, интерферометры. я даже не знаю что у них внутри, а надо создавать оптическую лабу с нуля на базе СВЧ лабы.

 

Вроде можно импользовать ЖИГ, но он в видимом свете не прозрачен

тонкие монокристаллические пленки вполне себе прозрачны. я боле того скажу, на жиг-пленках оптические модуляторы делали в 80-е. Вот только все равно туда надо подводить волноводы, возбуждать поле проводниками, подавать смещение как-то, все это будет мешать измерениям. Еще и компенсировать температурный уход надо. Несколько месяцев назад была тема, человек как раз пробовал собрать датчик поля на ЖИГ линиях. Не знаю, вышло у них что-нибудь.

 

На два дня выпал из компьютера... сколько наш Доктор написал.... ой-ой. И все сводится к тому что он меряет на какой-то метрологической установке, которую за него кто-то разработал, подобрал компонены, собрал, кто-то откалиюбровал, написал софт. А он пальцем о палец не ударил, но учит всех какие все дураки, как все на самом деле просто. И даже экстраполяция по конечной выборке с узкополосного непонятно как согласованного зонда у него более точная чем фактические измерения метрологическими антеннами... может точно манагер оборудование рекламирует? Илон Маск, блин, тонкий подход. Сейчас всех убедит, и заказчики в НИИ автоматики потекут рекой....

 

Диаграмма направленности только в дальней зоне и бывает, по определению.

если заниматься казуистикой, то да.

И тем не менее уже 20 лет люди успешно публикуют статьи и занимаются фокусировкой в ближней зоне. причем, тема оказалась довольно востребована на практике. Кстати, вот реально где без ближнепольной установки не обойтись :)

 

Забавно как лазерный трекер контролирует реальное положение зонда и это учитывается в предобработке данных перед собственно трансформацией поля.

а что, можно как-то иначе, когда у привода "руки" нет петли и калиброванного датчика положения? у нас маркировочные "руки" точно также лазером ищут цель... только датчики прямо на руке.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest
This topic is now closed to further replies.
Sign in to follow this