2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение07.04.2019, 21:17 


28/08/13
447
Не могу правильно подобрать литературу, чтобы изучить, как происходит согласование простейшей излучающей антенны(четвертьволновой штырь) с выходом генератора или колебательным контуром на входе усилителя - информации много, но я не могу увязать книги по теории и практические схемы, они как-то написаны о разном.
Ищу маршрут - что и в каких книжках про антенны, усилители и радиосвязь в каком порядке читать, чтобы уметь строить(и понимать, что делаешь) оптимальный передатчик и приёмник, для начала без модуляции: генерируем и посылаем УКВ синусоиду - ловим и усиливаем её.
Электродинамику, мат. анализ, основы аналоговой схемотехники знаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение08.04.2019, 20:18 


11/12/16
4569
Ascold
Вспоминая радиолюбительскую юность :D

1. Антенну нужно согласовывать не с выходом передатчика\входом приемника, а с фидером (линией передачи).
а) это важно как для приема, так и для передачи.
б) этот вопрос рассматривается в книгах по антеннам. Ротхаммеля тут критиковали, поэтому рекомендовать не буду. Других качественных сходу не вспомню. Но согласование четверть волнового штыря - общее место, найдете поди информацию.
в) Есть, конечно, антенны, где фидер излучает, то есть является частью антенны, например Windom и прочие антенны типа "сопля". Но это не Ваш случай.
г) в носимых устройствах фидер, как таковой может отсутствовать, конечно.

2. Фидер нужно согласовывать с передатчиком. На КВ это делается чаще всего П-контуром (вот ключевое слово для поиска), который выполняет двоякую функцию:
а) собственно согласования импеданса выходного каскада с импедансом фидера.
б) ФНЧ, который как правило обязателен, потому что выходной каскад работает в режиме А и нужно резать гармоники.

3. Согласование с приемником как правило не требуется\не делается. Сигнал с антенны подается
а) либо на полосовые фильтры
б) либо сразу на широкополосный УВЧ с хорошим динамическим диапазоном
в) либо предыдущие пункты через П-контур передатчика, который не отключается во время приема.

UPD: на УКВ кроме всего прочего нужно обращать внимание на материалы. Должны быть с небольшим тангенсом угла потерь на рабочей частоте.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение09.04.2019, 09:33 


30/01/18
170
Ascold в сообщении #1386513 писал(а):
Не могу правильно подобрать литературу
А с этой книгой уже ознакомились: Э.Ред, Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. ?

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение11.04.2019, 17:39 


28/08/13
447
EUgeneUS в сообщении #1386659 писал(а):
Ascold
1. Антенну нужно согласовывать не с выходом передатчика\входом приемника, а с фидером (линией передачи).
2. Фидер нужно согласовывать с передатчиком.

Слово "согласовывать" в контексте темы мне известно(из книги Манаева по основам радиоэлектроники) в том смысле, чтоб импедансы длинной линии и нагрузки были равны для отсутствия отражения сигнала от нагрузки. На данный момент вхожу в курс дела остальных согласований.
rascas в сообщении #1386710 писал(а):
А с этой книгой уже ознакомились: Э.Ред, Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. ?

Книгу почитал, она слишком "инженерная" - объясняется, что делать, но почти не объясняется, почему именно так, а не иначе.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение11.04.2019, 19:22 


05/09/16
5835
Ascold
Просто штырей не бывает, все равно какие-то нюансы. Получить хороший КСВ (близкий к единице) -- мечта радиолюбителя.
Собственно теория может быть сформулирована очень кратко: согласующий четырехполюсник должен иметь импеданс, рассчитанный по известной формуле согласования выхода источника\входа потребителя.
А вот практика...
Рекомендую вот такой форум поглядеть: http://www.radioscanner.ru/forum/5.html

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение13.04.2019, 21:05 


28/08/13
447
wrest в сообщении #1387128 писал(а):
Собственно теория может быть сформулирована очень кратко: согласующий четырехполюсник должен иметь импеданс, рассчитанный по известной формуле согласования выхода источника\входа потребителя.

Можно поподробнее про теорию этого момента - где почитать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение13.04.2019, 21:50 


05/09/16
5835
Ascold в сообщении #1387554 писал(а):
Можно поподробнее про теорию этого момента - где почитать?

Увы, я не помню книжку по которой учился.
Теория излагается практически в любом учебнике с названием "[Основы] Теория [электрических\радиотехнических\и т.п.] цепей." или "Теоретические основы электротехники".
Слова для поиска соответственно "согласующий четырехполюсник".

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение15.04.2019, 19:07 


28/08/13
447
wrest в сообщении #1387563 писал(а):
Слова для поиска соответственно "согласующий четырехполюсник".

Нашёл вот что http://sci.sernam.ru/book_svf.php?id=33 и у меня возник вопрос касательно фразы: "Если цепь выполнена в соответствии с последними равенствами, то падающая волна проходит без отражений". Цепь, вроде как, с сосредоточенными параметрами, о распространении волны через четырёхполюсник в расчёте речи не шло, как тогда из рассуждений о том, что выходное сопротивление источника сигнала равно входному сопротивлению четырёхполюсника с учётом нагрузки и выходное сопротивление четырёхполюсника(по переменному току) равно сопротивлению нагрузки, следует утверждение об отсутствии отражений? Насколько я понял, речь идёт о максимуме выходной мощности через равенство импедансов, неужели из этого следует отсутствие отражения?

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение15.04.2019, 20:32 


27/08/16
5096
Ascold в сообщении #1387892 писал(а):
Насколько я понял, речь идёт о максимуме выходной мощности через равенство импедансов, неужели из этого следует отсутствие отражения?
Разумеется. Выходная мощность максимальна когда нет отражения. Когда есть отражение, часть мощности отражается обратно, и на выхорд пролазит меньшая доля.

Возьмите готовую антенну, согласованную производителем с волновым сопротивлением вашего кабеля, обычно с 50 омами. У готовых антенн правильный импеданс достигается конструкцией самой антенны - навивкой спиральки с дополнительной индуктивностью например.

-- 15.04.2019, 20:35 --

wrest в сообщении #1387128 писал(а):
согласующий четырехполюсник должен иметь импеданс, рассчитанный по известной формуле согласования выхода источника\входа потребителя.

У четырехполюсника не один импеданс, а матрица импедансов. Чтобы его сконструировать, ТС должен знать импеданс своей антенны. Боюсь, уже на этом этапе у него возникнут непреодолимые сложности при текущем уровне его знаний. Импедансы антенн сначала рассчитывают, потом измеряют.

-- 15.04.2019, 20:41 --

Ascold в сообщении #1387101 писал(а):
чтоб импедансы длинной линии и нагрузки были равны

Нет, не так. Согласованные импездансы источника и нагрузки должны быть комплексно-сопряженными. Импеданс - это комплексная величина. Только у специально сконструированных устройств она получается чисто активными 50 Ом. Чтобы их можно было подключать друг к другу без дополнительного согласования, как конструктор.

Кроме этого, не забывайте про такой важный параметр, как ширина рабочей полосы частот у вашей антенны. Чем навороченнее согласующий четырехполюсник, тем уже его рабочая полоса.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение15.04.2019, 21:32 


05/09/16
5835
Ascold в сообщении #1387892 писал(а):
Цепь, вроде как, с сосредоточенными параметрами, о распространении волны через четырёхполюсник в расчёте речи не шло, как тогда из рассуждений о том, что выходное сопротивление источника сигнала равно входному сопротивлению четырёхполюсника с учётом нагрузки и выходное сопротивление четырёхполюсника(по переменному току) равно сопротивлению нагрузки, следует утверждение об отсутствии отражений?

Если образно, то получается так, что сигнал отражается в сторону генератора от входа согласующего четырехполюсника (стыка генератора и четырехполюсника) и от выхода (стыка четырехполюсника и нагрузки), и эти два отражения компенсируют друг друга.
"Отражается" можно понимать в обычном смысле (как свет отражается от зеркала) а можно, там где вот прямо волн не видно, понимать в том смысле, что косинус фи плохой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение15.04.2019, 22:17 


28/08/13
447
realeugene в сообщении #1387910 писал(а):
Импедансы антенн сначала рассчитывают, потом измеряют.

Это то же самое, что сопротивление излучения или нет?
Я просто с этими антеннами запутался - много написано в книгах, неясно, что именно в первую очередь изучить, чтоб иметь в распоряжении теорию, позволяющую переход к практике в несложном случае.
wrest в сообщении #1387928 писал(а):
Если образно, то получается так, что сигнал отражается в сторону генератора от входа согласующего четырехполюсника (стыка генератора и четырехполюсника) и от выхода (стыка четырехполюсника и нагрузки), и эти два отражения компенсируют друг друга.
"Отражается" можно понимать в обычном смысле (как свет отражается от зеркала) а можно, там где вот прямо волн не видно, понимать в том смысле, что косинус фи плохой.

Косинус фи - поясните, что это в данном случае? Я его помню в связи с трансформаторами, вероятно, здесь иное.
realeugene в сообщении #1387910 писал(а):
Разумеется. Выходная мощность максимальна когда нет отражения. Когда есть отражение, часть мощности отражается обратно, и на выхорд пролазит меньшая доля.

Это я знаю из длинных линий - ну, телеграфные уравнения, волновое сопротивление, вот это всё. Четырёхполюсник и выход генератора(сопротивление $R_{01}$ в ссылке выше) - не длинная линия, отсюда моё недоумение про рассуждения о равенстве сопротивлений в контексте отражения(что здесь волновое сопротивление линии, которому должно быть равно сопротивление сосредоточенной нагрузки?)
realeugene в сообщении #1387910 писал(а):
Нет, не так. Согласованные импездансы источника и нагрузки должны быть комплексно-сопряженными. Импеданс - это комплексная величина.

Для краткости так выразился - про комплексную сопряжённость знаю.
realeugene в сообщении #1387910 писал(а):
У четырехполюсника не один импеданс, а матрица импедансов.

Имеете ввиду четвёрку Z-параметров? В любом случае входной и выходной импедансы четырёхполюсника из них выводятся.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение15.04.2019, 22:58 


05/09/16
5835
Ascold в сообщении #1387933 писал(а):
Косинус фи - поясните, что это в данном случае?

Это он. https://ru.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_мощности

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение16.04.2019, 02:27 


27/08/16
5096
Ascold в сообщении #1387933 писал(а):
Это то же самое, что сопротивление излучения или нет?

Антенна с точки зрения её подключения к трансиверу - это просто двухполюсник с некоторым частотно-зависимым импедансом. Антенна как правило подключается через длинную линию (волноводы других типов сейчас не рассматриваем). Выход трансивера обычно согласован с волновым сопротивлением этой длинной линии, и, чтобы закачать максимульную мощность в антенну, импеданс антенны, также, должен быть согласован с этим волновым сопротивлением. Иначе на стыке длинная линия - порт антенны часть мощности будет отражаться, и обратная волна будет поглощаться внутренним сопротивлением трансивера.

Ascold в сообщении #1387933 писал(а):
Четырёхполюсник и выход генератора(сопротивление $R_{01}$ в ссылке выше) - не длинная линия,
Вообще говоря, когда есть соединение двух пар проводов, на котором есть некоторое напряжение и через котрое протекает ток, можно взять произвольное референсное волновое сопротивление и разложить напряжение и ток на две противоположно бегущие через это соединение волны. Потренируйтесь.

Многополюсники часто описываются матрицами S-параметров. Такое описание обязательно привязано к выбранному референсному импедансу, обычно 50 Ом, если речь не про телевизионную технику (там 75 Ом).

Ascold в сообщении #1387933 писал(а):
Имеете ввиду четвёрку Z-параметров? В любом случае входной и выходной импедансы четырёхполюсника из них выводятся.
Нет, не выводятся! Импеданс каждого порта как двухполюсника можно получить только если известны нагрузки, подключённые к другим портам. Этот импеданс зависит от нагрузок других портов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение16.04.2019, 09:33 


30/01/18
170
Ascold в сообщении #1386513 писал(а):
чтобы уметь строить(и понимать, что делаешь) оптимальный передатчик
Также хочу напомнить, что перед строительством и использованием своего “передатчика” его необходимо зарегистрировать в Роскомнадзоре.
Иначе это будет нарушением
КоАП РФ Статья 13.3. Самовольные проектирование, строительство, изготовление, приобретение, установка или эксплуатация радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств
КоАП РФ Статья 13.4. Нарушение правил проектирования, строительства, установки, регистрации или эксплуатации радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств.

Нарушение этих статей закона влечёт наложение штрафа и конфискацию радиоэлектронных средств и устройств.

 Профиль  
                  
 
 Re: Связь антенны с приёмником/передатчиком
Сообщение16.04.2019, 17:29 


28/08/13
447
realeugene в сообщении #1387959 писал(а):
Такое описание обязательно привязано к выбранному референсному импедансу, обычно 50 Ом, если речь не про телевизионную технику (там 75 Ом).

кстати, а почему именно эти цифры, с чем связаны именно такие стандарты сопротивлений?
realeugene в сообщении #1387959 писал(а):
Нет, не выводятся! Импеданс каждого порта как двухполюсника можно получить только если известны нагрузки, подключённые к другим портам. Этот импеданс зависит от нагрузок других портов.

ну, я ж не сказал, что они функции одних лишь параметров четырёхполюсника, выводить простые формулы у меня получается, вроде, не совсем идиот :wink:
realeugene в сообщении #1387959 писал(а):
чтобы закачать максимальную мощность в антенну импеданс антенны, также, должен быть согласован с этим волновым сопротивлением. Иначе на стыке длинная линия - порт антенны часть мощности будет отражаться, и обратная волна будет поглощаться внутренним сопротивлением трансивера.

Это я понимаю. Однако слово "согласован" в
Цитата:
Выход трансивера обычно согласован с волновым сопротивлением этой длинной линии

имеет несколько иной смысл, здесь речь идёт об извлечении максимальной мощности из генератора, так ведь? И если на этом месте не согласовывать, то ничего страшного не произойдёт(при условии, что оконечный транзистор не вылетит из активного режима), просто излучаемая мощность станет меньше?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 17 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group