Несогласованный фидер, что там за волны...

[Amw]

Имеем несогласованный фидер, в нем "что-то" творится. Так я утверждаю, что это "что-то" можно представить, либо как сумму падающей и отраженной волны, либо как сумму стоячей и бегущей. Энергия, заключенная в несогласованном фидере с одной стороны, сумма энергий падающей и отраженной волн с другой и сумма энергий стоячей и бегущей волн с третьей не просто равны, это есть одна и та же энергия.
Сосчитать ее удобней и наглядней, как сумму мощностей падающей и отраженной волны, умноженную на длину фидера (электрическую, естественно, в секундах).

Таким образом, раскладывать волновую картину в фидере на падающую и отраженную волны, либо на стоячую и бегущую - дело вкуса и дело удобства для решения той или иной задачи. Спор, кто из них "существует", а кто лишь "воображается" и является только как бы методом расчета - особого смысла не имеет.
Можно только отметить, что мощность падающей (и, кстати, отраженной) волны может многократно превосходить мощность самого источника... Что не очень-то красиво интерпретируется.

Установившийся процесс в фидере зависит только от напряжения, приложенного к его входу.
Вот пример, 1000ом нагрузка, полуволновой повторитель 50ом, напряжение на входе 100вольт (пусть действующее). Посчитаем мощности падающей и отраженной волны.
Получается:
Падающая 52.5вольт 1.05aмпер 55.125ватт
Отраженная 47.5вольт 0.95ампер 45.125ватт
Попробуйте не согласиться.
Теперь самое интересное:
Этот режим в линии может обеспечить источник с внутренним сопротивлением 1000ом и ЭДС 200вольт. Т.е. источник, который В ПРИНЦИПЕ не может отдать во внешнюю цепь мощность больше 10 ватт.

[Amw]

YuraSanych
Тогда ответьте пожайлусто на вопрос:
Какую мощность может иметь отраженная волна, если у неё ток с напряжением противофазны?
Пожалуйста (это слово так пишется). Вы угадали, отрицательную. Смело интегрируйте произведение тока на напряжение и получите переданную энергию.

Вы же сами говорите, что отраженной волны мощности нет, а есть отраженная волна изменений сопротивлений (или примерно так).
Не мощности нет, а энергия не переносится от нагрузки к источнику... Поскольку падающая волна всегда больше отраженной.

В усановившемся режиме, я думаю, некоректно вычислять мощность падающей волны, потому что есть суммарная волна, по которой передается энергия. Мощность падающей волны в усановившимся режиме, то же абстракция, которая существует лишь рассчетно.
Хорошо, мощность вычислять не корректно, а напряжение, а ток? Как с ней с самой быть?

Можно по разному толковать процессы возникающие в фидере, многие вещи придумали, если хотите, большевики, и они то же будут верны. "Что-то" происходит с зарядами в фидере, а люди придумывают ток, напряжение, заряженный фидер и пр. только для того, что бы уметь добиваться определенных практических результатов.
Да сейчас-то мы как раз "играем" с давно придуманными понятиями. Главное, чтоб не ошибиться.

[DMJ]

Падающая и отраженная или бегущая и стоячая - это "что в лоб, что по лбу". Как нравится, так и рассматривайте. Мне (и многим другим, я думаю) привычнее все-таки падающая и отраженная - две волны, бегущие в разные стороны.

О мощности падающей и отраженной волн можно говорить только условно, т. к. волновое сопротивление линии "нематериально". Это всего лишь коэффициент пропорциональности между напряжением и током бегущей волны. Поэтому при расчетах (правильных ) оперируют понятиями не мощности, а напряжения (в волноводах - напряженности электрического поля) или тока (в волноводах - напряженности магнитного поля). А мощность - она только на выходе передатчика и на нагрузке.
В течение некоторого времени после включения передатчика в линии накапливается именно энергия. В установившемся режиме накопленная энергия остается постоянной - наступает равновесие между мощностью, поступающей от передатчика, рассеиваемой в результате потерь и отдаваемой в нагрузку. А после выключения передатчика энергия, накопленная в линии, никуда не исчезает. Она продолжает некоторое время питать нагрузку, рассеиваться на сопротивлении потерь и (обратите внимание!) на внутреннем сопротивлении выключенного передатчика.

Источник мощностью 10 Вт действительно не сможет развить бОльшую мощность. Но он может "закачать" в линию любое нужное количество джоулей (ватт-секунд) энергии. "Энергоемкость" линии без потерь тем больше, чем она длиннее и чем сильнее рассогласована. Здесь полная аналогия с резонатором, который накапливает энергию в Q (этот параметр называется добротность) раз больше, чем содержится в одном периоде подводимого к нему колебания.

[vaseeb]

Так я утверждаю, что это "что-то" можно представить, либо как сумму падающей и отраженной волны, либо как сумму стоячей и бегущей.

Нет, только как падающую и отражённую. Стоячая волна является их суперпозицией. Без отражённой волны, волна будет чисто бегущей. При наличии отражённой волны, появляется стоячая. Сама по себе стоячая волна быть не может, это всего лишь сумма двух волн, двигающихся в противоположенном направлении. Хотя, чисто математически, никто Вам не может запретить считать мощность, поглощаемую в нагрузке, мощностью, переносимой бегущей волной, а мощность падающую минус мощность поглощённую нагрузкой - мощностью стоячей волны. Но, с точки зрения физики, это не корректно, так как эта мощность просто бежит от нагрузки обратно, а это и есть отражённая волна.

[DMJ]

Хочу добавить несколько слов о программе SWR. Были претензии, что она не позволяет оценить взаимодействие передатчика с линией. Это действительно так. Такая задача и не ставилась. После некоторых колебаний было решено "применить" передатчик фиксированной мощности, не вдаваясь в подробности, каким образом достигается независимость выходной мощности от сопротивления нагрузки.
Даже учет внутреннего сопротивления передатчика был введен лишь затем, чтобы "некоторые сомневающиеся" убедились, что на КСВ в фидере этот параметр никак не влияет (это утверждение остается верным и при комплексном характере выходного сопротивления).
Можно, конечно, сделать программу, позволяющую наблюдать, как влияет характер нагрузки на характеристики передатчика и как работает СУ. Но нужно ли? На известных мне радиолюбительских форумах эти проблемы столь активно, как проблема КСВ, не обсуждаются. Или все всем понятно, или никому не интересно.

[Set-up]

Можно, конечно, сделать программу, позволяющую наблюдать, как влияет характер нагрузки на характеристики передатчика и как работает СУ. Но нужно ли? На известных мне радиолюбительских форумах эти проблемы столь активно, как проблема КСВ, не обсуждаются. Или все всем понятно, или никому не интересно.

Уважаемый DMJ

Как говорится в народе, - «это, его величество случай».

Действительно, и Вы в этом правы, - этой проблеме уделялось мало внимания. Но сказать, что этого вопроса совсем не касались, - такого утверждать нельзя. Если собрать со всех «веток» всё, что на эту тему сказано ( а говорилось действительно очень мало ) и сложить всё это вместе, то у меня «вырисовывается» следующая картинка.

Разница между R вых. ТХ и волновым сопротивлением кабеля имеет в первую очередь последствия для ТХ ( начинает подрабатывать автоматика, которая снижает отдаваемую в линию мощность ). Так же, эта автоматика подрабатывает, когда в линии высокий КСВ ( между ТХ и линией нет СУ ). Если эта автоматика несовершенна, или она дала сбой, то это будет иметь последствия для выходных транзисторов ( электрический пробой или перегрев ). Но разница этих сопротивлений никак не влияет на КСВ в линии. Так что, для рассматриваемой нами программы, на мой взгляд, этот вопрос не имеет существенного значения.

Буду признателен, если покритикуете. С уважением.

P.S. Я выражаю только свою, линую точку зрения.

[Amw]

vaseeb
...С тех пор я зарёкся писать в эти темы, но когда кто-то начинает тратить силы на обучение необучаемых, мне его становится жалко...
И я зарекался Вам отвечать, но и мне тоже становится иногда жалко Ваших студентов.

...как работает рефлектометр Р5-8 при отсутствии, как Вы утверждаете, отражённой волны, судя по форуму QRZ, Вы им пользуетесь.
Там одиночный зондирующий импульс. А у нас что?

DMJ
О мощности падающей и отраженной волн можно говорить только условно, т. к. волновое сопротивление линии "нематериально". Это всего лишь коэффициент пропорциональности между напряжением и током бегущей волны.
Категорически не согласен... И мощность "настоящая" и энергия и сопротивление любое "материально" и ВСЕГДА любое сопротивление - коэффициент пропорциональности между напряжением и током... (что за напасть такая, от Vlad UR 4 III не успеваю отбиваться, он говорит, что входное сопротивление фидера - фикция, а теперь вот говорят, что и волновое...)
Энергия в фидере, о которой Вы всё правильно говорите, как раз и равна мощности падающей волны, умноженной на длину фидера (минус)плюс(исправлено Amw) мощность отраженной волны, умноженной на неё же.
Кстати, если внутреннее сопротивление передатчика равно волновому, то с момента включения и до двойного времени пробега по фидеру от источника потребляется именно мощность падающей волны, затем мощность уменьшается на мощность отраженной волны и сразу наступает установившийся режим. Так что не всегда мощность падающей волны условна.
В нашем примере, вместо источника 200вольт 1000ом, берем другой 105вольт и 50ом. При включении сразу возникает волна с параметрами 52.5вольт 1.05ампер 55.125ватт (Параметры соответствуют падающей волне). Через двойное время пробега в установившемся состоянии на входное фидера в 1000ом этот источник так же будет давать 100вольт, 0.1ампера -т.е. те же 10ватт.

vaseeb
Нет, только как падающую и отражённую. Стоячая волна является их суперпозицией.
Их суперпозицией является суперпозиция стоячей и бегущей волн!!!

...никто Вам не может запретить считать мощность, поглощаемую в нагрузке, мощностью, переносимой бегущей волной, а мощность падающую минус мощность поглощённую нагрузкой - мощностью стоячей волны.
У стоячей волны нет мощности, она энергию не переносит. Это во-первых, а во-вторых "мощность падающую минус мощность поглощённую нагрузкой" - равна мощности отраженной волны.

Но, с точки зрения физики, это не корректно, так как эта мощность просто бежит от нагрузки обратно, а это и есть отражённая волна.
Мощность не "бегает", она развивается при передаче энергии. У отраженной волны мощность отрицательная, но она не передает энергию от нагрузки к источнику, а уменьшает мощность падающей волны, т.к. последняя всегда больше и энергия всегда передается от источника к нагрузке.

DMJ
Хочу добавить несколько слов о программе SWR.
Что ли это Вы автор?
Надо было сделать, чтобы заданная мощность передатчика выделялась на нагрузке в случае равенства последней его внутреннему сопротивлению. Например мощность 100ватт, сопротивление 50ом, тогда передатчик должен состоять из источника напряжения амплитудой 200вольт и последовательного сопротивления 50ом. Это общепринятая модель, показывающая, что максимальная мощность отдается в расчетную нагрузку, хотя действительность, конечно, сложнее.

Set-up
Разница между R вых. ТХ и волновым сопротивлением кабеля имеет в первую очередь последствия для ТХ...
Не волновым сопротивлением кабеля, а входным...

Так же, эта автоматика подрабатывает, когда в линии высокий КСВ...
КСВ ни при чем, он может быть каким угодно, а входное сопротивление фидера при этом быть равным выходному TX.

[YuraSanych]

Amw
Этот режим в линии может обеспечить источник с внутренним сопротивлением 1000ом и ЭДС 200вольт. Т.е. источник, который В ПРИНЦИПЕ не может отдать во внешнюю цепь мощность больше 10 ватт.
Мощность, о которых Вы толкуете, носит чисто реактивный характер.
Попытаюсь объяснить на пальцах. Напомню, что у отраженной волны, какой либо величины (не зависит от коплексной величины нагрузки), фазы напряжения и тока сдвинуты относительно друг друга на 180 градусов. Для падающей волны, которая бежит отраженной навстречу, эта разница составляет 90 градусов, т.е. видит её как реативную энергию, т.е как накопленное зарядами поле путаясь в нем, то ток убежит вперед, то напряжение, и напитываяи её, до величин, сколько влезит в эту реактивность.

NE-Sorry
А вот как вам ЮрийСаныч такая всвязи с этим гипотеза
...И вот представте себе что фидер линия открытая и какая-то часть энергии фидера теряется на излучение это практически всегда так то не излучается ли в пространство вторая гармоника частоты.......

Вторая гармоника режится четвертьволновым шлейфом, который имеется во множестве передающих ТВ антенн. Удвоенная частота существует в субъективном взаимном восприятии встерчных волн, но не как направленная энергия, это просто числовое понятие и результат, что от минимума до максимума четверть волны, а не пол, как у падающей и отраженной отдельно взятых. Вместе с тем, у второй гармоники свой КСВ как и у любых других и соответственно свои потери. Это называется потерей на побочное излучение.

[YuraSanych]

Amw
Кстати, если внутреннее сопротивление передатчика равно волновому, то с момента включения и до двойного времени пробега по фидеру от источника потребляется именно мощность падающей волны, затем мощность уменьшается на мощность отраженной волны и сразу наступает установившийся режим. Так что не всегда мощность падающей волны условна.
Объяснения не понял, вернее это не объяснение того, что отраженная мощность не условна, и почему-то не всегда. Насколко потерь возникает при несоответствии сопротивления передатчика с входным сопротивлением линии, настолько численно и отличаются расчетные величины мошностей падающей и отраженной волны. А что это происходит не сразу, а существует переходной процесс разговор уже был. А отрицательная отраженная мощность это что, прямо как черная дыра какая-то. Так и до отрицательной материи дойдем.

[Amw]

YuraSanych
Насколко потерь возникает при несоответствии сопротивления передатчика с входным сопротивлением линии, настолько численно и отличаются расчетные величины мошностей падающей и отраженной волны.
Здрасьте Вам... Опять на колу мочало... Опять выходное сопротивление передатчика влияет на падающие и отраженные волны, т.е. на режим фидера... Опять пошли по кругу...

А что это происходит не сразу, а существует переходной процесс разговор уже был.
Теперь в нашем примере, вместо источника 200вольт 1000ом, берем другой 105вольт и 50ом. При включении сразу возникает волна с параметрами 52.5вольт 1.05ампер 55.125ватт (Параметры соответствуют падающей волне). Через двойное время пробега в установившемся состоянии на входное фидера в 1000ом этот источник так же будет давать 100вольт, 0.1ампера -т.е. те же 10ватт.
Т.е. режим тот же и почти сразу.

А отрицательная отраженная мощность это что, прямо как черная дыра какая-то.
А кому сейчас легко?

Мощность, о которых Вы толкуете, носит чисто реактивный характер. Попытаюсь объяснить на пальцах.
Лучше бы не надо...