Просмотр полной версии : Коэффициент усиления антенны
Доброго времени суток всем.
Интересует термин в названии темы. Я верно полагаю, что антенна сама по себе ничего не усиливает? Исхожу вот из чего. Диаграмма направленности диполя и/или полуволнового вибратора представляет восьмёрку. То есть принимает все сигналы с фронта и тыла. Ставим позади рефлектор и отсекаем тыл. Он (рефлектор) все принятые сигналы закорачивает на землю. Ставим перед вибратором небольшие элементы (директора), они имеют длину, меньшую лямбда/2. Каждый директор сужает диаграмму направленности и отсекает сигнал, отражённый от местных предметов и приходящий на вибратор со смещённой фазой. Каждый дополнительный директор сужает диаграмму.
То есть, назначение всей конструкции - отсечь отражённый сигнал. А вибратор как принимал прямой сигнал передающей станции, так и принимает. Хоть в простой антенне, хоть в сложной.. Если приёмная антенна находится вблизи передающей, то достаточно одного вибратора. Ну, может быть, с рефлектором, отсекающим сигнал с тыла. Но бокового отражения ещё нет и потому конструкцию нет смысла усложнять.
Другое дело, если расстояние достаточно велико - здесь уже много бокового сигнала, который своей смещённой фазой попросту уменьшает амплитуду полезного. И по сути, речь идёт не об усилении, а о снижении уровня бокового сигнала.
....Добрый день
....надуйте воздушный шарик
....и мните его всевозможными способами, выпячивая в то или иное направление
....объем воздуха в шарике не меняется (как и подводимая мощность в антенну)
....а в определенных направлениях можно "выпятить":)
....вообще правильнее говорить о КНД - коэффициент направленного действия
То есть, назначение всей конструкции - отсечь отражённый сигнал.
Нет.Назначение всей конструкции- сильно уменьшить углы работы антенны по горизонтали и вертикали. Вы взяли для рассмотрения работы антенны диполь,с 8- в диаграмме, и добавляете элементы. А попробуйте многоэлементную антенну из двух и более штырей! У них,по отдельности круговая направленность,а в результате-односторонняя!
И рассмотрите антенну со стороны использования её на передачу,ведь любая антенна обратима, и поймёте,что правильно собранные провода и трубки из металла имеют усиление,сравнимое с усилителем 1000вт!
Нет.Назначение всей конструкции- сильно уменьшить углы работы антенны по горизонтали и вертикали.
Что, по-вашему, находится в тех углах? И что это уменьшение влечёт?
Допустим, прямой сигнал в идеальном случае с передающей антенны способен навести на выходе приёмной потенциал 10мкВ. На мой взгляд, все те боковые сигналы, что приходят со смещённой фазой, понижают его. Сужая диаграмму, мы тем самым отсекаем боковой сигнал, а значит, способствуем восстановлению заниженного потенциала
....Добрый день
....вообще правильнее говорить о КНД - коэффициент направленного действия
Вот это правильно.
... поймёте,что правильно собранные провода и трубки из металла имеют усиление...
Сами "железки", из которых изготовлена антенна, не имеют никаного усиления, т.к. являются пассивными. Коэффициент усиления так и коэффициент направленного действия это величины выражающие интенсивность излучения в определённом направлении, относительно изотропного излучателя или диполя. Пример - рупор. Сложив ладони у рта и крикнув в определённом направлении, Вас будут слышать громче, чем без такого рупора. Но ладони ваших рук не "активный элемент" и не имеют усиления. Они формируют направленность. Так и в антеннах. Конструкция и расположение железок в антенне формируют направленность, а ничего не усиливают.
Пассивные вибраторы (при работе на приём) переизлучают принятые ими сигналы в направлении активного вибратора. Таким образом он принимает сумму сигналов, принятых всеми вибраторами. Поэтому максимально возможный коэффициент усиления антенны равен числу образующих её вибраторов (правда в случае пассивных вибраторов это значение никогда не достигается). Оптимальные амплитудные и фазовые соотношения в вибраторной антенне обеспечиваются только для сигналов, приходящих с определённого направления. В этом направлении и будет максимум диаграммы и максимальное усиление. А в некоторых направлениях сигналы, принятые разными вибраторами будут в противофазе. Здесь появятся минимумы или даже нули диаграммы.
Как заметил UA4WI, правильнее говорить о коэффициенте направленного действия (КНД) антенны. А коэффициент усиления (КУ) есть произведение КНД на КПД, т. е учитывает и всевозможные энергетические потери.
micyaylo
09.05.2015, 07:35
Интересует термин в названии темы
А чем Вас не устраивает вот это:
"Характеристики антенн
Одной из важнейших характеристик антенн является коэффициент усиления. Часто название этого параметра приводит к ошибочному предположению, что антенны способны усиливать сигнал. На самом деле это не так — если мощность передатчика, к примеру, составляет 50 мВт, то какую бы антенну мы ни поставили, мощность передаваемого сигнала будет такой же. Дело в том, что все антенны подобного рода представляют собой пассивные устройства и брать энергию для усиления передаваемого сигнала им попросту неоткуда. Но что же тогда означает коэффициент усиления? Для того чтобы ответить на этот вопрос, прежде ознакомимся с такими важными понятиями, как идеальный изотропный излучатель и диаграмма направленности антенны.
Изотропный излучатель
Антенны излучают энергию в виде электромагнитных волн во всех направлениях. Однако эффективность передачи сигнала для различных направлений может быть неодинакова и характеризуется диаграммой направленности.
Для оценки эффективности передачи сигнала по различным направлениям введено понятие изотропного излучателя, или изотропной антенны.
Изотропный излучатель — это идеальный точечный источник электромагнитных волн, излучающий равномерно по всем направлениям. Если мысленно представить себе сферу с центром, совпадающим с изотропным излучателем, то плотность излучаемой изотропным источником энергии будет одинакова в любой точке такой сферы. Поэтому говорят, что изотропный излучатель образует равномерное по плотности энергии поле сферической формы. В природе изотропных излучателей не существует. Каждая передающая антенна, даже самая простая, излучает энергию неравномерно — в каком-то направлении ее излучение максимально. Изотропный же излучатель рассматривается исключительно в качестве некоторого эталонного излучателя, с которым удобно сравнивать все остальные антенны.
Диаграмма направленности антенны
Направленные свойства антенн принято определять зависимостью напряженности излучаемого антенной поля от направления. Графическое представление этой зависимости называется диаграммой направленности антенны. Трехмерная диаграмма направленности изображается как поверхность, описываемая исходящим из начала координат радиус-вектором, длина которого в том или ином направлении пропорциональна энергии, излучаемой антенной в данном направлении. Кроме трехмерных диаграмм, часто рассматривают и двумерные, которые строятся для горизонтальной и вертикальной плоскостей.
При этом диаграмма направленности имеет вид замкнутой линии в полярной системе координат, построенной таким образом, чтобы расстояние от антенны (центр диаграммы) до любой точки диаграммы направленности было прямо пропорционально энергии, излучаемой антенной в данном направлении.
Для изотропной антенны, излучающей энергию одинаково по всем направлениям, диаграмма направленности представляет собой сферу, центр которой совпадает с положением изотропного излучателя, а горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности изотропного излучателя имеют форму окружности.
Для направленных антенн на диаграмме направленности можно выделить так называемые лепестки, то есть направления преимущественного излучения. Направление максимального излучения антенн называется главным направлением; соответствующий ему лепесток — главным; остальные лепестки — боковыми, а лепесток излучения в сторону, обратную главному направлению, называется задним лепестком диаграммы направленности антенны. Направления, в которых антенна не принимает и не излучает, называются нулями диаграммы направленности.
Диаграмму направленности также принято характеризовать шириной, под которой понимают угол, внутри которого коэффициент усиления уменьшается по отношению к максимальному не более чем на 3 дБ. Практически всегда коэффициент усиления и ширина диаграммы взаимосвязаны: чем больше усиление, тем уже диаграмма, и наоборот.
Коэффициент усиления антенны
Итак, после того как мы получили представление о таких важных понятиях, как идеальный изотропный точечный излучатель и диаграмма направленности антенны, можно сформулировать понятие коэффициента усиления антенны.
Коэффициент усиления антенны определяет, насколько децибел плотность потока энергии, излучаемого антенной в определенном направлении, больше плотности потока энергии, который был бы зафиксирован в случае использования изотропной антенны. Коэффициент усиления антенны измеряется в так называемых изотропных децибелах (дБи или dBi).
Напомним, что в физике мощность принято измерять в ваттах (Вт). Однако в теории связи для измерения мощности сигнала чаще используют децибелы (дБ). Данная единица измерения является логарифмической и может использоваться лишь для сравнения одноименных физических величин. К примеру, если сравниваются два значения A и B одной и той же физической величины, то отношение A/B показывает, во сколько раз одна величина больше другой. Если же рассмотреть десятичный логарифм того же самого отношения, то мы получим сравнение этих величин, выраженное в белах (Б), а выражение 10lg(A/B) определяет сравнение этих величин в децибелах (дБ). Например, если говорят, что одна величина больше другой на 20 дБ, то это означает, что она больше другой в 100 раз.
Децибелы используются не только для сравнения величин, но и для выражения абсолютных значений. Для этого в качестве величины, с которой производится сравнение, принимается некоторое эталонное значение. Например, чтобы выразить абсолютное значение мощности сигнала в децибелах, за эталон принимается мощность в 1 мВт и уровень мощности сравнивается в децибелах с мощностью в 1 мВт. Данная единица измерения получила название децибел на милливатт (дБм) и показывает, на сколько децибел мощность измеряемого сигнала больше мощности в 1 мВт.
Нетрудно рассчитать, что мощности 100 мВт соответствует мощность 20 дБм, а мощности 50 мВт — мощность 17 дБм.
Так, если коэффициент усиления антенны в заданном направлении составляет 5 dBi, то это означает, что в этом направлении мощность излучения на 5 дБ (в 3,16 раза) больше, чем мощность излучения идеальной изотропной антенны. Естественно, увеличение мощности сигнала в одном направлении влечет за собой уменьшение мощности в других направлениях.
Конечно, когда говорят, что коэффициент усиления антенны составляет 10 dBi, то имеется в виду направление, в котором достигается максимальная мощность излучения (главный лепесток диаграммы направленности).
Зная коэффициент усиления антенны и мощность передатчика, нетрудно рассчитать мощность сигнала в направлении главного лепестка диаграммы направленности. Так, при использовании беспроводной точкой доступа с мощностью передатчика 20 dBm (100 мВт) и направленной антенны с коэффициентом усиления 10 dBi мощность сигнала в направлении максимального усиления составит 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm (1000 мВт), то есть в 10 раз больше, чем в случае применения изотропной антенны." ©
А чем Вас не устраивает вот это:
С чего такой вывод? Я всё это знаю. Вопрос в ином, как уже было сказано, антенна сама по себе не способна усиливать. Ошибочный термин.
micyaylo
09.05.2015, 08:02
Ошибочный термин.
Ну так придумайте свой и поделитесь :oops:
Уже придумали - заменить КУА на КНД.
Сообщение от ua4wi
....Добрый день
....вообще правильнее говорить о КНД - коэффициент направленного действия
Добавлено через 13 минут(ы):
Чтобы не плодить новую тему, продолжу здесь. Это уже из области теории вопрос. Что из себя представляет электромагнитная волна? Что служит переносчиком сигнала от передающей антенны до приёмной? У меня вчера зашёл спор со знакомым, потому и создал эту тему. Он считает, что энергию сигнала переносит некое абстрактное поле, которое толком не смог описать. Я же считаю, что энергию переносят фотоны. Не те, которые переносят свет, у тех и частота повыше намного.
То есть, назначение всей конструкции - отсечь отражённый сигнал. А вибратор как принимал прямой сигнал передающей станции, так и принимает...И по сути, речь идёт не об усилении, а о снижении уровня бокового сигнала.Вот говорите - читали, а выводы почему-то неправильные сделали. Простой пример - подключите к вашему диполю измеритель уровня сигнала (S-метр), и настройтесь на какую-нибудь станцию, чтобы S-метр что-то показал. Затем начинайте добавлять к диполю 1) рефлектор; 2) один директор; 3) два директора, и так далее. если рассуждать по вашему, то уровень сигнала останется таким же. На самом деле он будет расти, и S-метр это прекрасно почувствует. И дело тут вовсе не в "отсечении" боковых лепестков (это влияет только на соотношение "сигнал/шум"), а в том, что главный лепесток диаграммы начинает "выпячиваться" (по меткому выражению Алексея). Допустим, что S-метр показал вдвое большее напряжение, чем на одиночном диполе - это и означает, что антенна имеет усиление 6 дБд (или 8,2 дБи). То же и на передачу - 100 Вт, поданные на такую антенну, корреспондент будет принимать с таким же уровнем, как и 400 Вт на диполь. Поэтому и говорят об "усилении" антенны - вполне нормальный термин, если при этом не забывать, что это усиление не во всех направлениях, а только в направлении главного лепестка. Хороший пример приводил И.Казанский - сравните, насколько далеко может осветить вокруг себя обыкновенная лампочка, а потом приделайте к ней зеркальный рефлектор - насколько теперь дальше можно посветить? То-то и оно...
Он считает, что энергию сигнала переносит некое абстрактное поле, которое толком не смог описать. Я же считаю, что энергию переносят фотоны
...как говорится - эта сказка без конца , начинай сначала
...в физике наиболее общая теория это фотонная, энергия (взаимодействие)пере даётся фотонами
...вот только рассуждать на антенную тематику через фотоны они не берутся
...слишком мудрено, заумно, да и как я понял нет её (UA0SNM не в счёт)
...а вот на уровне электромагнитного поля - всё хорошо "складывается" через уравнения Максвелла
...и энергия передаётся электромагнитными волнами (ЭМВ)
Вот говорите - читали, а выводы почему-то неправильные сделали.
Выше я указал свой взгляд, повторюсь - допустим, прямой сигнал в идеальном случае с передающей антенны способен навести на выходе приёмной потенциал 10мкВ. На мой взгляд, все те боковые сигналы, что приходят со смещённой фазой, понижают его. Сужая диаграмму, мы тем самым отсекаем боковой сигнал, а значит, способствуем восстановлению заниженного потенциала
И это не противоречит Вашим словам. Добавляя дополнительные элементы, мы отсекаем сдвинутые по фазе отражённые сигналы. Разве нет?
...как говорится - эта сказка без конца , начинай сначала
...и энергия передаётся электромагнитными волнами (ЭМВ)
Вот эти самые волны - какова их структура?
На мой взгляд, все те боковые сигналы, что приходят со смещённой фазой, понижают его. Сужая диаграмму, мы тем самым отсекаем боковой сигнал, а значит, способств--- Вам же привели пример с одиночной лампой, которая светит во все стороны (пример изотропного излучателя) и прожектор (пример антенны с большим усилением и острой диаграммой направленности). И что? Если на вас светит прожектор, то сдвинутые по фазе волны света отсекаются и...понижают... В общем, товарищ, очнитесь:smile:
А термин *усиление*, более удобно использовать потому что децибелы легко складываюся и вычитаются "на пальцах". Если использовать термин КПД, то наверно придется применять умножение/деление.
То есть, назначение всей конструкции - отсечь отражённый сигнал. А вибратор как принимал прямой сигнал передающей станции, так и принимает. Хоть в простой антенне, хоть в сложной..
Лампочка 100вт просто в "патроне" и она же в прожекторе, чувствуете разницу?
Я понимаю разницу между "просто в патроне" и "прожектор". Но говорю не о передающей антенне, а о приёмной.
Чем-то знакомым повеяло... Фотоны, то, сё... Навевает мысли о реинкарнации записного спорщика.
Фотоны, дорогой товарищ, это кванты электромагнитного излучения видимого света. Судя, по названию. Кванты радиоизлучения, хоть они и существуют, называть фотонами нелепо, поскольку они невидимы.
Что значит "усиление антенны"? Только то, что при приёме радиоволны напряжение на выходных её клеммах может быть, как выше, так и ниже напряжения на клеммах изотропного излучателя или, как вариант, диполя. Или, в силу принципа обратимости, эта наша антенна при излучении радиоволн сама создаёт на клеммах другой напряжение большее или меньшее, чем "ИИ" или, как вариант - диполь.
А Якут из Нерюнгри ничего не навевает? :smile: Здесь таких один.
Ну, если вам ещё 52 года... :)
Он самый. :smile: А спорить долго не умею. Сюда пришёл не свою точку зрения доказывать, а узнать мнение спецов.
Фотоны или кванты, не суть важно для меня. Я точного определения пока не встретил, потому не настаиваю.
Якуту. Вообще всё расписано в книгах, коих масса. А здесь, вы услышите всё , что угодно, в перемешку, когда то прочитанном, но не понятым. Если хотите усвоить чёткое определение параметров антенн, то курите книги. Но не здесь черпайте знание.:smile:
Он самый. А спорить долго не умею. Сюда пришёл не свою точку зрения доказывать, а узнать мнение спецов.
Рад видеть, хотя, и довольно смутно. :)
Но говорю не о передающей антенне, а о приёмной.
A что разве есть разница? Разве только в толщине проводов и кабеля.
Я верно полагаю, что антенна сама по себе ничего не усиливает?
Тогда можно сказать, что и телескоп не усиливает свет. :) А только, что-то там отсекает. Нет, линза или зеркало телескопа, точно так же как и направленная антенна, собирает энергию с большего сечения пространства и концентрирует её в нагрузке. Точно так же, как телескоп концентрирует принятую энергию в зрачке наблюдателя или на фотоматрице. В случае антенн этот эффект называют усилением, почему - нет?
A что разве есть разница? Разве только в толщине проводов и кабеля.
Для меня - да. Поскольку говорю именно о приёме. Я попытаюсь изложить на рисунке свою точку зрения, попозже покажу. Но сразу определюсь - это лишь мой взгляд, ни в коем случае не навязываю и буду рад критике.
По телескопу отвечу. В моём представлении усиление - это использование исходного сигнала и его усиление с помощью усилителя. Как с НЧ-сигналом, например. Или с ВЧ при снятии его с фидера антенны. Телескоп же всего лишь собирает свет с определённой площади (линзой или зеркалом). Он же не усиливает? Вот сигнал с матрицы ф/камеры - там да, там происходит усиление.
В моём представлении усиление - это использование исходного сигнала и его усиление с помощью усилителя.... с помощью активных элементов. А направленная антенна осуществляет то же самое с помощью пассивных элементов. Поскольку, для этого случая отдельного термина не придумано, тоже говорят об "усилении" антенны, хотя никаких активных элементов и постороннего электропитания в этом случае не нужно.
Рисунок. Слева - приёмная антенна, справа - передающая. От неё по кругу расходится сигнал. На приёмник идёт и прямо и с отражениями от местных предметов. Ниже - 3 синусоиды. Если бы не существовало отражённых сигналом, то на приёмную антенну приходил бы только прямой и на выходе мы имели сигнал с определённой амплитудой. Но задержанный приходит на некоторое время позже основного и исходную амплитуду занижает. Если бы сигнал задерживался строго на один период, то происходило бы сложение сигнала и амплитуда возрастала.
Я считаю, что усложнением антенны мы попросту отсекаем эти задержанные сигналы и они уже не могу снизить амплитуду исходного сигнала. То есть, происходит не усиление сигнала, а избавление от помех.
Я считаю, что усложнением антенны мы попросту отсекаем эти задержанные сигналы и они уже не могу снизить амплитуду исходного сигнала. То есть, происходит не усиление сигнала, а избавление от помех.
Нет, хотя направленная антенна, действительно может ослаблять переотражённые сигналы, феномен её усиления объясняется не этим. В космическом пространстве, например, где нет посторонних, переотражающих предметов, антенны с "усилением" так же эффективны.
На самом деле, усиление направленной антенны объясняется её большей эффективной площадью, по сравнению с ненаправленной, с которой она собирает энергию ЭМИ и концентрирует её в нагрузке.
С формулами:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D 0%B5%D0%BA%D1%82%D0% B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0 %D1%8F_%D0%BF%D0%BB% D0%BE%D1%89%D0%B0%D0 %B4%D1%8C_%D0%B0%D0% BD%D1%82%D0%B5%D0%BD %D0%BD%D1%8B
Вероятно упустил. А не "тарелки" там работают? Пробел в знаниях, восстановлю.
Вероятно упустил. А не "тарелки" там работают? Пробел в знаниях, восстановлю.
И "тарелки" и вибраторные антенн и спиральные, принципиальной разницы нет.
Да, вспомнил. Походил по сети и вспомнил - радиолюбители ведь иногда общаются с экипажем МКС. И частота не в ГГц исчисляется, потому да, согласен. И получается что? Дополнительные элементы резонируют на частоте приёма?
Резонируют и переизлучают наведённые сигналы со сдвигом фазы, зависящим от их длин. Длины же и расположение этих пассивных элементов выбираются таким образом, чтобы в точке расположения активного вибратора сигналы складывались в фазе.
Да, именно так. Толку от одного резонанса нет. Мне подобный вариант не приходил, однако. Спасибо, подумаю.
Когда говорят о коэффициенте усиления антенны имеют ввиду во сколько раз мощность излучения направленной антенны превосходит мощность излучения антенны круговой направленности в том же направлении. Мощность излучения направленной антенны увеличивается только за счет сужения сектора в котором происходит излучение. Чем больше элементов в антенне тем уже сектор излучения и большее увеличение мощности, излучаемой в этом направлении. Сама по себе антенна сигнал не может усилить.
ЮРИЙ UR7TU
09.05.2015, 15:23
Якут, а вы подойдите к вашему вопросу с боку закона сохранения энергии. Ведь все направленные антенны работают именно на этом принципе. Возьмем два диполя не параллельных, а в одну линию. К каждому диполю подводим свой фидер и подключаем к одному передатчику. То есть мощность передатчика мы разделили поровну между антеннами. Антенна излучает в две стороны, то есть запитаны в фазе. Если пойти вашим путем, получается, что усиление двух диполей и одного равны ? Ну а че, антенна как излучала в две стороны , так и излучает, откуда тут усиление возьмется. Дело в том, что напряженность поля Е в дальней точке есть корень квадратный из подводимой мощности, то есть квадратичная зависимость. Мощность разделили между антеннами поровну Р/2, а напряженность поля Е в дальней точке от одной антенны уменьшилась только на 0,707. А у нас два диполя и каждый наводит по 0,707, а в суме они дадут 1,4Е, или 3дб усиления. Теперь эти же диполи расположим параллельно, допустим с расстоянием 1/4 длины волны. Также к каждому диполю подведем свой кабель, только один возьмем длиннее на 1/4 длины волны. Точно также делим мощность между двумя элементами. Теперь поля в одну от каждого диполя будут слаживаться, а в другую вычитаться. То есть по идее, как вы понимаете, усиление данной антенны должно и остаться 3 дб. А в другую сторону поля в противофазе и излучения нет. Что значит поля в противофазе и не излучает ? Это уничтожение энергии, то есть половина мощности должно где то утилизироваться. Проще говоря 5 квт подвели и из них 2,5 квт должно уйти в тепло, то есть провода в диполе должны расплавиться. Но такого эффекта ни у кого, ни где, ни когда не было. Значит излучения в одну сторону нет и энергия ни куда не изчезла. Она перераспределилась, добавилась к основному излучению. 3+3=6дб в одну сторону. Наглядно, это если возьмем надутый воздушный шарик и сожмем его по середине - получили два шарика. А потом начнем сжимать один из них - второй начинает раздуваться. Вот так примерно и антенна перераспределяет свое излучение. Все это правда очень и очень упрощенно. Аналогично можно рассмотреть и большее число диполей. В реале получается все, как и в жизни, несколько не так. Диполя начинают "возбухать", шо мы не диполи, :-P а контура, да к тому же связанные, а значит можем работать и без твоих фидеров. И мы не можем и фазы, и амплитуды сделать, какие тебе надо, выбери чего одно или сделай компромисс итд. :-P Всех с Днем Победы !!!
Если до конца идти моим путём, то где-то выше я от передающей антенны открещивался :smile: Рассматриваю только приёмную. Но если брать 2/3/4/N диполя/вибратора/антенны на приёме, то получается интерферометр, который синфазно складывает все сигналы, увеличивая (не усиливая!) амплитуду одиночной антенны в N раз.
Остаётся открытым вопрос - что является переносчиком сигнала? И почему размер диполя или вибратора должен быть равен лямбда/2? Повторюсь - вопросы задаю не с целью провокации или проталкивания своей теории, нет. Меня интересует мнение людей, "приближенных к антенне". :smile:
Якут, мой учитель пояснил так (давно уже правда): возьми свою антенну, нарисуй эллипсоид вокруг её с растоянием 1/8 длины волны, и сделай сечение перпендикулярно направлению, откуда приходит сигнал -- вот с этой площади твоя антенна соберёт энергию, и не более того. А вот меньше может быть, если на части антенны будет приходится сигнал в разных фазах (именно поэтому 1/2 лямбда).
А "открытый вопрос" задайте специалистам-физикам, полагаю что и от них удоволетворяющего вас ответа вы не получите (здесь и подавно) :smile:
Valery Gusarov
09.05.2015, 18:32
должен быть равен лямбда/2?
Не обязательно. 2лямбда еще лучше.:-P
micyaylo
09.05.2015, 20:11
Меня интересует мнение людей, "приближенных к антенне". :smile:
Начните http://www.radioscanner.ru/files/antennas/file18083/
А "открытый вопрос" задайте специалистам-физикам, полагаю что и от них удовлетворяющего вас ответа вы не получите (здесь и подавно) :smile:
Даже если внятно расскажет кто такой сигнал и зачем его надо переносить :roll:
Добавлено через 9 минут(ы):
Если до конца идти моим путём, то где-то выше я от передающей антенны открещивался :smile:
Ну, чисто Галилео Галилей :-(
"Заметив, что ты при ответах не совсем чистосердечно признаёшься в своих намерениях, мы сочли необходимым прибегнуть к строгому испытанию." ©
Valery Gusarov
09.05.2015, 20:31
Начните
С Молота ведьм лучше, проще...:roll: И имя Антенна-еретическое явно...:oops:
http://www.litlib.net/bk/9114/read
А по теме-не усиливает антенна. Апертура, т.е зеркало фонарика или объектив, диаметры... Да суммирование на элементах при нескольких.
micyaylo
09.05.2015, 20:39
И имя Антенна-еретическое явно...
И как же трудно её на крыше уговорить ;-) На чердаке проще- никто не видит:-P
Valery Gusarov
09.05.2015, 20:57
И как же трудно её на крыше
Как то народ справляется... Приподнимают, натягивают... Средневековье, конечно, никакого пиетета, дикари-с...:-P
Vlad UR 4 III
09.05.2015, 21:46
Из Изюмова и Белоцерковского
http://sh.uploads.ru/t/exEdN.png (http://uploads.ru/exEdN.png)
http://sh.uploads.ru/t/8Fgnw.png (http://uploads.ru/8Fgnw.png)
micyaylo
09.05.2015, 21:48
Главное, чтоб был КОЭФФИЦИЕНТ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ, ну и фотончики пригодятся :-P
Vlad UR 4 III
09.05.2015, 22:35
Якут, а вы подойдите к вашему вопросу с боку закона сохранения энергии. Ведь все направленные антенны работают именно на этом принципе. Возьмем два диполя не параллельных, а в одну линию. К каждому диполю подводим свой фидер и подключаем к одному передатчику. То есть мощность передатчика мы разделили поровну между антеннами. Антенна излучает в две стороны, то есть запитаны в фазе. Если пойти вашим путем, получается, что усиление двух диполей и одного равны ? Ну а че, антенна как излучала в две стороны , так и излучает, откуда тут усиление возьмется. Дело в том, что напряженность поля Е в дальней точке есть корень квадратный из подводимой мощности, то есть квадратичная зависимость. Мощность разделили между антеннами поровну Р/2, а напряженность поля Е в дальней точке от одной антенны уменьшилась только на 0,707. А у нас два диполя и каждый наводит по 0,707, а в суме они дадут 1,4Е, или 3дб усиления.Чой-то у меня не получается.
Предположим к одинокой антенне подвели 2 единицы мощности. Следовательно, напряженность поля в какой-то точке будет равна √2 = 1,4
Ставим две антенны мощность каждой даём поровну и получаем те же 1,4 напряженности поля. Где суслик?
Теперь эти же диполи расположим параллельно, допустим с расстоянием 1/4 длины волны. Также к каждому диполю подведем свой кабель, только один возьмем длиннее на 1/4 длины волны. Точно также делим мощность между двумя элементами. Теперь поля в одну от каждого диполя будут слаживаться, а в другую вычитаться. То есть по идее, как вы понимаете, усиление данной антенны должно и остаться 3 дб. А в другую сторону поля в противофазе и излучения нет. Что значит поля в противофазе и не излучает ? Это уничтожение энергии, то есть половина мощности должно где то утилизироваться. Проще говоря 5 квт подвели и из них 2,5 квт должно уйти в тепло, то есть провода в диполе должны расплавиться. Но такого эффекта ни у кого, ни где, ни когда не было. Значит излучения в одну сторону нет и энергия ни куда не изчезла. Она перераспределилась, добавилась к основному излучению. 3+3=6дб в одну сторону. Это тоже неверно. Прочитайте внимательно ссылки.
И с надутым шариком тоже
Добавлено через 35 минут(ы):
Пардон. Праздничные эмоции захлестнули. По первому замечанию я не прав. √1 = 1, а сумма равна 2.
ЮРИЙ UR7TU
09.05.2015, 22:50
UR 4 III Вы че перепраздновали ? :-P Корень из 1 + корень из 1 будет 2 , а не 1,4. В книжках тоже иногда не правильно объясняют, ну и чего теперь под паровоз ? :-P Владимир, лет 25 тому я как то спроил у покойного Я.С. Лаповка как работают Яги. Ответ был - " по закону сохранения энергии". На вопрос - "а как это" ответ был краткий - "читайте книги, там все написано..." Так что как умею, так и объяснил, звеняйте если не как в книгах. Я не профессионал в области радиосвязи.
Ставим две антенны мощность каждой даём поровну и получаем те же 1,4 напряженности поля. Где суслик?А нет там никакого суслика, по этому рассуждению. Складываются не напряжения, а мощности - а она останется такой же, какую и излучили, как ни перераспределяй по диполям. На самом деле усиление 3 дБ в данном примере получается по другой причине - за счёт сужения диаграммы излучения системы диполей (о чём в "рассуждении" ни слова!). Собственно говоря, в любой антенне коэффициент усиления напрямую связан с шириной лепестка диаграммы - чем Уже лепесток, тем выше усиление. И других причин нет.
Спасибо всем за ответы. Я понял, что имею пробел в знаниях. Буду читать матчасть. :smile:
Это было давно, мне попался справочник радиоцентры и там была описана приемная антенна направленного действия. Тело антенны составляла двухпроводная линия длиной несколько десятков метров. С двух сторон к проводам линии через сопротивления присоединялись вибраторы одинаковой длины. Их было тоже несколько десятков. В результате мощности сигнала, приходящего к каждому вибратору суммировались. Коэффициент усиления мощности такой антенны по сравнению с одиночным вибратором составлял 24 дб. Выводы: передающая антенна не может усилить сигнал передатчика, но может сконцентрировать его в одном направлении. Это в месте приема эквивалентно увеличению мощности передатчика если бы он имел антенну круговой направленности. Сложные приемные антенны обладают возможностью усиления мощности приема сигнала по сравнению с одиночным диполем.
Как-то у меня стала проблема приёма телевизионного сигнала в ДМ-диапазоне. Перепробовал несколько типов антенн, лучшим оказалась "восьмёрка", хотя и выдавала слабый уровень. Собрал интерферометр из 9-ти восьмёрок. Даже при проверке, когда вместо пайки провода просто скручивал, сигнал поднялся настолько, что смог запитать ещё один телевизор.
Valery Gusarov
10.05.2015, 13:37
интерферометр из 9-ти восьмёрок
Синфазная решетка это зовется...:-P В антенностроении.
Vlad UR 4 III
10.05.2015, 13:53
Это было давно, мне попался справочник радиоцентры и там была описана приемная антенна направленного действия. Тело антенны составляла двухпроводная линия длиной несколько десятков метров. С двух сторон к проводам линии через сопротивления присоединялись вибраторы одинаковой длины.http://sh.uploads.ru/t/b8RX4.png (http://uploads.ru/b8RX4.png)
"Что значит "усиление антенны"? Только то, что при приёме радиоволны напряжение на выходных её клеммах может быть, как выше, так и ниже напряжения на клеммах изотропного излучателя"
Дорогой Кадет, на антенну действует определенная напряженность поля, которая вызывает в разных элементах антенны некоторое напряжение. Это напряжение в самой антенне невозможно суммировать. В сложной антенне суммируется только мощность сигнала, принимаемая разными элементами антенны. А затем в приемном устройстве усиленная мощность сигнала переходит в повышенное напряжение.
Нет возражений. Единственное: тогда бы уж стоило говорить не о "мощности", а о принятой "энергии".
micyaylo
10.05.2015, 14:48
напряжение в самой антенне невозможно суммировать. В сложной антенне суммируется только мощность сигнала, принимаемая разными элементами антенны. А затем в приемном устройстве усиленная мощность сигнала переходит в повышенное напряжение.
Включил сейчас Р-250М2 на 20 м - напряжение на выходе РПУ аж до 20 В повышается ;-) . А если АРУ отключить - стрелка загибается, особенно, в момент перехода мощности "в повышенное напряжение" :-(. Не знаю, что делать ???:oops:
Vlad UR 4 III
10.05.2015, 15:08
Спасибо всем за ответы. Я понял, что имею пробел в знаниях. Буду читать матчасть.Вы не одиноки. Я вот матчасть читал и вроде всё понятно было. Пока не столкнулся с этим обозначением Ga – сравнение с изотропом.
ДН изотропа в свободном пространстве – сфера. ДН полуволнового вибратора – бублик без дырки. Спрашивается, почему у вибратора такая ДН?
Вроде бы понятно. Длину вибратора можно разбить на ряд элементарных дипольчиков Герца. ДН дипольчика – сфера. А суммарная ДН является результатом наложения излучений всех дипольчиков в точках пространства.
Возникает вопрос: почему нет излучения по оси вибратора? Обычный ответ: потому что излучения от крайних элементарных отрезков компенсируют друг друга. Но кроме крайних есть, например, центральный. Его излучение чем компенсируется?
Проехали. Имеем ДН «восьмёрку». Она, как помним, возникла из-за наложения излучений всех элементарных отрезков. Т.е. излучил, скажем, вибратор 1 Вт. В какой-то точке пространства волны сложились в противофазе и далее в этом направлении ЭМВ нет.
Чудесно! Значит, часть излученной не скомпенсированной энергии в каком-то направлении будет распространяться и, попадая в приёмную антенну, проделает некую работу с шариками-электронами. А скомпенсированные волны – бесполезная трата энергии. «Тучки небесные, вечные странники …»
Но, оказывается, что Ga у диполя выше, чем у изотропа. Вот те на! Изотроп одним ваттом пашет во все стороны, а лентяй диполь только в некоторые, а заслуг получает на 2,15 dBi больше. А это, говорят умные головы, оттого, что диполь 1 Вт не распыляет энергию, а излучает её строго по предписанной ДН. Типа: «Ты сюда не ходи, ты сюда ходи!» или как струя воды из шланга.
Вроде как парадокс: ежели излучает по предписанной ДН, то что её предписывает кроме самой антенны?
Ну, я ещё после праздника не отошёл… Хелп ми! И не только мне!
Синфазная решетка это зовется...:-P В антенностроении.
А ещё фазированная решётка. Разговаривал со знакомым про интерферометр и, видимо, на автомате напечатал и здесь. Сори.
Valery Gusarov
10.05.2015, 15:28
фазированная решётка
А это-когда диаграмму сдвигом фаз крутят...:-P
http://www.bagmanov.ru/science/%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D 0%BD%D0%BE%D0%B5/PDF/%D0%A4%D0%90%D0%A0.p df
"Тяжело в деревне без нагана..." Из Звягинцева...:ржач:
micyaylo
10.05.2015, 15:29
Вы не одиноки. Я вот матчасть читал
"матчасть", вообще-то изучают;-)
Книжки - читают до дыр, обложки - в библиотеку :пиво::пиво::пиво:
А это-когда диаграмму сдвигом фаз крутят...:-P
http://www.bagmanov.ru/science/%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D 0%BD%D0%BE%D0%B5/PDF/%D0%A4%D0%90%D0%A0.p df
"Тяжело в деревне без нагана..." Из Звягинцева...:ржач:
Не только. В локаторе такая решётка вращается механически. http://www.azimut.ru/catalogue/navigation/krona
Valery Gusarov
10.05.2015, 15:55
вращается механически
Это плоская синфазная, если точно.
Почему же создатели локатора назвали её фазированной?
micyaylo
10.05.2015, 16:01
Не только. В локаторе такая решётка вращается механически.
Хоть один пример, чтоб ОНО вращалось не так:-(:-(:-(
Хоть один пример, чтоб ОНО вращалось не так:-(:-(:-(
Кто - оно и как - не так?
Valery Gusarov
10.05.2015, 16:09
оно и как - не так?
Есть похоже в описании... Там цели и количество в лепестке их. С широкого на узкий или многолепестковый переходит. Так что тоже ФАР... Обычно неподвижные сканирующие ФАР назывались. В этой-режим фазой... Так что сорри тоже.:roll:
Хоть один пример Да вот он, пример, на форуме! :smile: http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=162494&d=1389441673
Вот эти самые волны - какова их структура?
...CQ-M прошел, можно и поговорить :)
...я уже говорил, что наиболее общая теория это квантовая (фотонная)
...но, на используемых нами частотах квантование не проявляется
...в том смысле, что не измерить ни какими даже самыми точными приборами, поэтому всеми эффектами связанные с квантованием можно принебречь
...и принебегают и даже самые дотошные физики, а применяют только волновые свойства, то бишь используют при расчетах уравнения Максвелла
...если говорить о структуре для КВ и УКВ, то фотоны (в равной степени можно говорить ЭМВ) представляют собой волну
...поперечную волну, в которой можно выделить переменную магнитную и электрическую составляющую и которые в ЭМВ проявляют (обе) вихревой характер
...которые одновременно , и взаимо перпендикулярны в пространстве, и синфазны по времени, тоесть своего максимума и минимума в ЭМВ достигают одновременно
...это вкратце, моё видение
...согласен лучше изучать учебники, но ведь после изучения должны же мы сказать вслух, что это такое, а не общаться на уровне математики :)
...да, еще, как там учили в школе?
...ЭМВ - особый вид материи и существует не зависимо от нас, знаем мы о ней что то или нет, понимаем её или нет:)
PS: прошу прощения , что без ссылок, это так сказать по памяти...
Решётку называют фазированной не по тому, как она сканирует, а по тому, что её элементы запитаны в определённой фазе. А сканирование может быть как электрическим (изменением фаз), так и механическим (вращение антенны). Электрическое применяют, если нужно сканировать в узком секторе, но очень быстро. Дело в том , что при сильном отклонении луча от перпендикуляра к плоскости решётки луч начинает "разваливаться" - он расширяется и растут боковые лепестки. Зато можно формировать несколько лучей одновременно и даже сканировать ими независимо.
А механическое сканирование применяют, когда нужен обзор не очень быстрый, но в широком секторе (вплоть до кругового). Обычно скорость такого сканирования не превышает 6-10 оборотов в минуту, хотя бывает и больше. Бывают фазированные решётки и с круговым электрическим сканированием, но они не плоские, а, скажем, цилиндрические.
...если говорить о структуре для КВ и УКВ, то фотоны (в равной степени можно говорить ЭМВ) представляют собой волну
...поперечную волну, в которой можно выделить переменную магнитную и электрическую составляющую и которые в ЭМВ проявляют (обе) вихревой характер
...которые одновременно , и взаимо перпендикулярны в пространстве, и синфазны по времени, тоесть своего максимума и минимума в ЭМВ достигают одновременно
Для себя я представляю этот фотон в виде двух разнополярных частиц, вращающихся вокруг общего центра. Диаметр орбиты равен половине длины волны, время обращения вокруг центра сопоставимо частоте. Никто эту модель не признает, но к этому и не стремлюсь.
Алексей2009
11.05.2015, 08:33
Не вдаваясь в дебри...
1. Антенна подобна кусту малины! :crazy: Если у вас торчит один малиновый прутик, то собрать с него малины можно ...ну...полстакана! Это эквивалентно антенне 1/4л. Если же у вас торчит развитый куст из 5-10 веток, то и урожай будет О_ГО_ГО! 3х литровая банка. Это эквивалентно Яге многоэлементной. Если же у вас квадратно-гнездовым способом рассажено 16кустов...ПОНЯТНО? Вот это и есть синфазная решетка.
Извините за образность. Но усиление антенны пропорционально площади с которой собирается ЭМ энергия, эквивалентна малиновой поляне.
:crazy:
Для себя я представляю этот фотон в виде двух разнополярных частиц, вращающихся вокруг общего центра. Диаметр орбиты равен половине длины волны, время обращения вокруг центра сопоставимо частоте. Никто эту модель не признает, но к этому и не стремлюсь
...не не, я не буду обсуждать ваши фантазии, потому как у меня своих фантазий очень много
...мне бы с ними в первую очередь справиться :)
...
Vlad UR 4 III
11.05.2015, 22:02
Существует факт, или, если угодно, закон, управляющей всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его — сохранение энергии. Он утверждает, что существует определенная величина, называемая энергией, которая не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе. Само это утверждение весьма и весьма отвлечено. Это по существу математический принцип, утверждающий, что существует некоторая численная величина, которая не изменяется ни при каких обстоятельствах. Это отнюдь не описание механизма явления или чего-то конкретного, просто-напросто отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним.……………..
Важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия. Мы не считаем, что энергия передается в виде маленьких пилюль. Ничего подобного. Просто имеются формулы для расчета определенных численных величин, сложив которые, мы получаем всегда одно и то же число. Это нечто отвлеченное, ничего не говорящее нам ни о механизме, ни о причинах появления в формуле различных членов.
(Ричард Фейнман)
Просто имеются формулы для расчета определенных численных величин, сложив которые, мы получаем всегда одно и то же число.
Число чего? Складываем что? Если энергия не в виде "пилюль", то как её можно подсчитать, измерить? Счёт предполагает порции, единицы количества, доли этого количества. Одним словом дискретность, порции. Если нет порций, то как подсчитать количество. 10, 1, 1000!? Чего?
Vlad UR 4 III
12.05.2015, 07:28
Что такое энергия
micyaylo
12.05.2015, 08:46
Что такое энергия
Ваши бы слова, да в хорошие уши...
"Задрав штаны, бегу за комсомолом ?" ©
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot