[Alex_2015 0]

17 minutes ago, uve said:

ЛПА обычно использовалась как приёмная

интересно. А ведь если вспомнить все, что мне известно по антеннам, наверное, так оно и есть

[Alex_2015 0]

Вчера пролистал Карелла в очередной раз в попытках понять, может я чего упускаю. Нашел у него главу, касаемую зависимости входного сопротивления антенны от тау и сигма, а также зависимости КСВ от них же.

Но самое интересное, голову посетила мысль о том, как же правильно считать сопротивление антенны. Обычно обозначаемое, как Za, оно определяется следующей формулой

Za=120(ln(L/a) -2,25), где L-длина вибратора, а - его диаметр.

120 определяется отношением магнитной и диэлектрической проницаемостей вакуума. Не помню точное выражение. Для случая, когда между вибраторами есть прослойка из материала, отличного от воздуха, каким-то образом необходимо учитывать его диэлектрическую проницаемость. По странному стечению обстоятельств, много попадалось источников с расчётами печатной ЛПДА, но ни в одном не находил упоминания о зависимости сопротивления от материала.

Это я все к тому, что есть у меня смутные ощущения некорректности расчёта Za и отсюда первичное сопротивление собирательной линии рассчитывается не корректно.

Какие есть мысли по этому поводу

[uve 10]

Когда я учился в ВУЗе (в прошлом веке) преподаватели утверждали, что на СВЧ  инженерные расчёты имеют погрешность около 30%. Все изделия приходится настраивать до кондиции на измерительных стендах. Современные электромагнитные симуляторы дают на порядок меньшую погрешность, если с ними работает знающий инженер. 🙂 

Изменено 1 октября пользователем uve

[Alex_2015 0]

Часто погрешность расчетов обусловлена окружающими факторами, которые не возможно до конца учесть. Здесь я согласен.

В моем случае вопрос сводится к тому, можно ли учесть среду при проектировании вибраторов. Ведь микрополосковые линии с конечной точностью считать научились. Значит можно как-то учесть и формирование поля вибраторов при наличии диэлектрика. Видимо, пока не научились.

[Freesom 22]

24 minutes ago, Alex_2015 said:

Часто погрешность расчетов обусловлена окружающими факторами, которые не возможно до конца учесть

Очень интересно, что это за факторы. Можно детальнее?

[yurik82 23]

13 часов назад, Alex_2015 сказал:

же правильно считать сопротивление антенны. Обычно обозначаемое, как Za, оно определяется следующей формулой

Za=120(ln(L/a) -2,25), где L-длина вибратора, а - его диаметр.

какая-то дичь а не формула.

Вообще произвольная антенна это не диполь Герца.

Вообще импеданс - комплексное число Z = R +jX.

Если в формуле присутствует длина L, но ничего не упомянуто о длине волны или частоте, то значит эта формула утверждает что любой кусок провода (пара проводов) всегда имеет нулевую реактивность на всех частотах.

Логопериодическая антенна это набор связанных диполей Герца, каждый из которых возбуждается с некоторой задержкой от общей линии передачи.

 

формула Z=120 что-то там логарифм ln(a/b) визуально схожа на формулу характеристического импеданса двухпроводной линии передачи, явно ноги растут отсюда.

О том, что у антенн импеданс равен "120 логарифмов чего-то" я уже слышу не впервые. Мне уже пересылали ответ одной из версий chatGPT, который тоже такое утверждал.

Эта формула упрощенная инженерная формула. Полная неупрощенная формула звучит так:

Z = acosh(gap/D)*eta/pi

где gap зазор, D диаметр, eta импеданс вакуума, acosh - гиперболический арккосинус В некоторых пределах  гиперболический арккосинус близок к натуральному логарифму. eta/pi примерно равны 120 Ом

 

Импеданс диполя Герца (пара тонких проводов возбуждаемая в центре) имеет пилообразный график реальной и реактивной составляящих.

Когда длина кратна половине длины волны - наступают резонансы (реактивность равна 0).

 

На первом и нечетных резонансах входное сопротивление низкое. На первом резонансе когда длина антенны равна половине длины волны - её называют полуволновым диполем Герца, его сопротивление равно

 

Логопериодическая антенна представляет собой набор большого количества таких диполей Герца, каждый из которых возбуждается с некоторой задержкой фазы (которую формирует двухпроводная линия передачи).

Импеданс каждого из этих диполей будет зависеть и от его размеров, и от задеркжи фазы, и от того как удалены и чем возбуждены соседние диполи.

При большом желании, чисто из академического интереса - можно в HFSS нарисовать отдельно все эти N диполей, возбудить каждый из них отдельно N портами Excitation и вручную выставить задержку фазы и амплитуду возбуждения. И таким образом измерить Z отдельно взятого порта.

В широкой полосе частот придется все проделать вручную, т.к. на другой частоте уже будет другая задержка фаз, которую вручную можно вписати в свойства порта Excitation.

Чтобы потом привести эти N измеренных импедансов к одному импедансу входного зажима - можно нарисовать в любом схематике (Circuit Designer) последовательно включенные такие отрезки собирателной линии Zo и N нагрузок с измеренным Zn.

Задача ручная и весьма трудоёмкая. Кроме того что надо высчитать вручную фазы на каждой частоте, ещё надо высчитать амплитуду (сколько отбор мощности будет каждым диполем от общей линии), что очень нетривиальная задача.

 

Очень сильно упростить эту задачу до тривиальной умеет программа 4NEC2. Эта программа на движке NEC2 имеет специфическую функцию (которой больше нигде нет) - возможность рисовать линии передачи схематиком (не физические). Можно нарисовать N диполей, соединить их N виртуальными линиями (схематик) и вручную вписать Zo этих линий. Программа сама посчитает распределение фаз и токов в такой линии и сама возбудит все диполи. В 1 клик можно получить график входного Zвх в широкой полосе частот для целой антенны. Сам расчет длится доли секунды.

Изменено 1 октября пользователем yurik82

[Alex_2015 0]

3 hours ago, Freesom said:

Очень интересно, что это за факторы. Можно детальнее?

Не буду здесь рассуждать за антенны, не совсем моя тема. Но если брать схемотехнику, то ситуации бывают разные.

При расчете схемы закладываешься на один температурный диапазон работы, а потом возникает клиент, который желает не 0 градусов, а минус 10, потому что он эксплуатирует оборудование при низких температурах. А комплектующие, или их часть, взяты с нижней нулевой температурой, потому, как других нет. И начинается спешная модернизация.

Или закладываешься на определенный тип транзисторов, а потом производитель меняет технологию их производства и при прочих равных кристалл перегревается и транзисторы начинают выходить из строя.

А бывает плату разводишь. От предполагаемого корпуса только чертеж. А потом плата не встает в корпус, потому что в нем есть выемка, которая на чертеже не показана.

Полагаю, мысль понятна.

[Freesom 22]

2 hours ago, yurik82 said:

О том, что у антенн импеданс равен "120 логарифмов чего-то" я уже слышу не впервые.

[Freesom 22]

8 hours ago, Alex_2015 said:

 

Или закладываешься на определенный тип транзисторов, а потом производитель меняет технологию их производства и при прочих равных кристалл перегревается и транзисторы начинают выходить из строя.

Закладывал шляпки винтов под внутренний шестигранник, а подсунули под крестик. Да ещё и со встроенной шайбой...Такое невозможно учесть, это форс-мажор. Зато все промахи расчета можно было списать на винты...

А самый мрак - это краска. Безобидный пигмент может оказаться потерьным или, что ещё хуже, проводящим

[yurik82 23]

В 01.10.2024 в 18:50, Freesom сказал:

Конус(ы) бесконечной длины. Как романтично.

Минимум до 10 лямбд там обычный циклический график R/jX "полуволновый диполь Герца - полноволновый диполь Герца". После длиный 1.25L диаграмма направлености медленно раздваивается и с 1.5L уже не пригодна ни для каких практических целей.

Бесконечный проводник бесконечной массы ис ДН "игольчатый дикобраз" носит гордое название "биконическая антенна"

Изменено 3 октября пользователем yurik82

[LLLLLLLLLL 11]

В 29.09.2024 в 15:45, Alex_2015 сказал:

интересно. А ведь если вспомнить все, что мне известно по антеннам, наверное, так оно и есть

Направленные антенны для сотовой связи работают и на передачу и на прием.

https://market.yandex.ru/product--gsm-antenna-bas-2331-logo-800-1900/1488369093?sku=101523037322&uniqueId=3850869&do-waremd5=UidVPUIUrmC-R9r3_OY7Dw&sponsored=1

 

Также из широкополосных но не очень направленных можете поизучать:

Коническая спиральная антенна
Уравнения краев одной ветви спирали на поверхности конуса
вращения л —6 = 60 имеют вид (фиг. 1)
Pi = exp. (а sin 􀀀 0)<р = exp by
p2 =expfe(cp— S) = KpP
Вторая ветвь двухзаходной спиральной антенны получается пу-
тем поворота этих кривых на 180° по углу ср. При этом угол а
между радиус-вектором (на конусе) и краями проводника ан-
тенны постоянен для любого угла конуса 􀀀о. В то ж е врем я на
конусе спираль навивается более плотно, т. е. значение Ь ум ен ь-
шается с уменьшением угла 60. Металлические ветви антенн
монтируются на диэлектрическом опорном конусе или вы п ол-
няются путем травления гибкого фольгированного ф и б ергласа,
пропитанного тефлоном, который затем сворачивается в конус.
На фиг. 2 показана антенна, выполненная травлением и воз -
буждаемая с помощью кабеля RG-141/U,

 

Взято из книги "Сверхширокополосные антенны"

https://caxapa.ru/upload/files/3097cd559b88/

Есть некоторые непонятки-противоречия по способу подключения этих антенн.  Поскольку их входное сопротивление , указанное в книге

https://caxapa.ru/upload/files/f30b3779417c/        от 130 ом до 180 ом ( цитирую по памяти).

Но антенна на фото подключена, как написано в первой книге, напрямую к коаксиальному кабелю.

А в других источниках используется симметрирующее и согласующее устройство.

Изменено 8 октября пользователем LLLLLLLLLL

[Alex_2015 0]

36 minutes ago, LLLLLLLLLL said:

Направленные антенны для сотовой связи работают и на передачу и на прием.

Речь шла немного о другом. Сейчас тенденции развития связи уже ушли далеко в область СВЧ и для обеспечения требуемых задач используются широкополосные антенны, в том числе и на базе ЛПДА.

Очень давно, во времена моей молодости, ШПА использовались в основном для приема телевизионного вещания и то после бурного развития вещания в ДМВ диапазоне. Я и сказал

58 minutes ago, LLLLLLLLLL said:

А ведь если вспомнить все, что мне известно по антеннам, наверное, так оно и есть

На низкочастотных диапазонах направленные антенны не имеют смысла ввиду своих размеров (средние, длинные волны). На КВ, по моим воспоминаниям, использовались ромбические антенны. Радиолюбители пользовали направленные антенны на основе 3-х, 4-х элементных директорных антенн (опять же массо-габаритные параметры). Телевизионные передающие направленность не требовали, да и были относительно узкополосными.

Востребованность ШПА возникла именно для приема ТВ на ДМВ. Вот тогда я и сделал ЛПДА из статьи в журнале Радио. А вот сейчас возник интерес к широкополосной антенне уже для WiFi.