Теоретические вопросы по АФУ

[UA4NE]

alex_m, половина всех сообщений Владимира ra6foo, включая процитированные, это сарказм, не нужно относиться к ним всерьез

[alex_m]

То, что написано. Входной импеданс фидера, заряженного стоячей волной, не равен его волновому сопротивлению. И в любой электрической схеме этот фидер проявляет себя именно этим входным импедансом.

Непонятно. Фраза вообще-то была о причинах отражения волны.
Честно говоря не понял мысль.
Каким образом наличие или отсутствие стоячей волны в фидере меняет импеданс?

Если можно на примере, например возьмем коаксиальный кабель RG58 с волновым сопротивлением 50 Ом.
Какую длину кабеля взять, какую частоту подать? Расчеты - что при этом получится и как изменится импеданс...

[ra6foo]

Непонятно. Фраза вообще-то была о причинах отражения волны.
Честно говоря не понял мысль.
Каким образом наличие или отсутствие стоячей волны в фидере меняет импеданс?

Алекс, не в обиду будь сказано, но прежде чем рассуждать о "причинах отражения волны"
вам надо обязательно познать что такое входное сопротивление фидера,
почему оно при согласованной нагрузке равно сопротивлению нагрузки и волновому фидера,
почему оно например при КЗ нагрузке может быть и нулевым и бесконечным и равным волновому + реактивность,
или что такое трансформатор и повторитель и как оно всё работает. Всё это есть в букварях.
Без знания этого ваши требования обьяснить "сущность КСВ" и "причины отражения волны"
останутся безответными, а попытки обьяснить вам то, что вы требуете, останутся бесполезными.

[alex_m]

почему оно при согласованной нагрузке равно сопротивлению нагрузки и волновому фидера,

потому что при согласованной нагрузке волновое сопротивление фидера соответствует выходному импедансу передатчика и нагрузки (антенны). А значит вся система TX->фидер->нагрузка представляет для волны среду с одинаковым волновым сопротивлением. Переходов между средами нет, а значит нет и отражений. Поэтому никаких чудес и входной импеданс фидера соответствует нагрузке.

почему оно например при КЗ нагрузке может быть и нулевым и бесконечным и равным волновому + реактивность,

Вот тут уже сложней, при КЗ нагрузке имеем отраженную волну.
Если правильно понимаю, то за счет интерференции прямой и обратной волн, фидер по сути превращается в трансформатор волнового сопротивления. В зависимости от импеданса нагрузки, длины фидера и частоты передатчика получим разное соотношение фаз прямой и отраженной волн на входе фидера. За счет этого соотношения видимо и складывается входной импеданс фидера.
Верно?

В теории, если не ошибаюсь, входной импеданс у фидера расчитывается по формуле:

Zвх = Zф * (Zн + j * Zф * k) / (Zф + j * Zн * k),
где
Zф - волновое сопротивление фидера,
Zн - импеданс нагрузки
k = tg( β * L ),
β = (2 * π) / λ,
L - длина фидера,
λ - длина волны передатчика

Для вашего случая нагрузки с КЗ, т.е. Zн=0, формула сокращается до:

Zвх = j * Zф * k,

Ваши случаи соответствуют значениям k=0, k=∞ и k=1.
Подставив в арктангенс, получим значения β * L.
Откуда несложно подсчитать длину фидера:

* Для 1/2 волнового фидера k = tg ( (2 * π * λ) / (λ * 2) ) = tg( π ) = 0
поэтому Zвх = 0

* Для 1/4 волнового фидера k = tg( (2 * π * λ) / (λ * 4) ) = tg( π / 2 ) = ∞
поэтому Zвх = ∞

* Для 1/8 волнового фидера k = tg( (2 * π * λ) / (λ * 8) ) = tg ( π / 4 ) = 1
поэтому Zвх = j * Zф

однако физический смысл процессов в фидере при этом не очень-то понятен.

[Amw]

ra6foo,

например при КЗ нагрузке может быть и нулевым и бесконечным и равным волновому + реактивность,

При любой длине при КЗ и ХХ кабель без потерь не имеет активной составляющей.
alex_m,

Если можно на примере, например возьмем коаксиальный кабель RG58 с волновым сопротивлением 50 Ом.
Какую длину кабеля взять, какую частоту подать? Расчеты - что при этом получится и как изменится импеданс...

Разберемся сначала с кабелем без потерь. Если взять длину четверть волны, нагрузить на 100 Ом, то входное будет 25 Ом. Не знали? А зачем тогда спрашивать?

[UA4NE]

А вот такой вопрос. Запитаем оптический кабель видимым светом через оптический направленный ответвитель. Так, чтобы падающий свет уходил в кабель, а отраженный появлялся на выходе НО. На конце кабеля поставим зеркало. Вопрос - увидит ли наш глаз отраженную от зеркала волну и какой "ток" он при этом будет измерять?

Возьмите длинную трубу с заглушкой на конце. Скажите в трубу "ау" и приложите ухо. Услышите ли эхо?

Оба эти примера из одной оперы. Отраженная волна существует в волноводе любой физической природы реально, а не фиктивно. Ее можно увидеть, услышать и измерить.

[Евгений240]

Каким образом наличие или отсутствие стоячей волны в фидере меняет импеданс?

Всё! Приплыли!.

[UA4NE]

Евгений240, не надо так строго. Импедансы, они бывают разными. В том числе и волновой.

[Valery12]

Отраженная волна существует в волноводе любой физической природы реально, а не фиктивно. Ее можно увидеть, услышать и измерить.

Отраженную волну я и видел, и слышал и измерял.

Загоняли в торец стержня из оптически чувствительного материала мощный микросекундный импульс (инициатор азид свинца) и снимали "видео" в поляризованном свете. (1 млн.кадр/сек).
Когда волна сжатия доходила до конца стержня, то при отражении она превращалась в волну растяжения. И здесь возникало два варианта - либо эта волна бежит спокойно взад и снова превращается в волну сжатия, либо у стержня откалывается торец.
(напряжения растяжения превысили предел прочности материала)

Ну, а звук при таких процессах получается оооочень неприятный.
(хуже, чем пук )

[Amw]

Возьмите длинную трубу с заглушкой на конце. Скажите в трубу "ау" и приложите ухо. Услышите ли эхо?

"Вот так и человек. Живет, живет, а потом умирает".

Возьмите проводник, пустите по нему постоянный ток в одном направлении, затем пустите ток в обратном направлении. А теперь оба тока пустите вместе!!! Есть ток в проводнике? А вот если токи не равны, если один ток 10А, а другой 9А, то в проводнике будет 1А

Добавлено через 23 минут(ы):

Отраженная волна существует в волноводе любой физической природы реально, а не фиктивно. Ее можно увидеть, услышать и измерить.

А стоячая волна существует?