Диаграмма направленности магнитной рамочной антенны.

[EUgeneUS]

Theoristos в сообщении #1679008 писал(а):

Имелось в виду иное - как это напряжение зависит от параметров внешнего поля, какая-нибудь формула связи.

Для разомкнутого контура, без подключенных ёмкостей и прочего.

...

Theoristos в сообщении #1679008 писал(а):

Можно, но в этом случае - мне кажется избыточным.
Не пойму что это может дать, выбрал плоскую волну из-за простоты

...
Ага. "150 вопросов к военкому Советского района и 250 ответов на 75 из них".

Попробую ответить на Ваши вопросы по-простому.

Theoristos в сообщении #1678909 писал(а):

1. Чему равна ЭДС на контактах рамки?

Рамки бывают разные.
а) размер рамки много меньше длины волны. Т.н. "магнитные антенны".
б) размер рамки сравним с длиной волны. Т.н. "петлевые или рамочные антенны".

Для первого случая (далее рассматриваем только его), ЭДС на выходе антенны определяется из квазистатичного случая рассмотрением только магнитного поля волны.

Theoristos в сообщении #1678909 писал(а):

2. Какой компонентой поля создаётся эта ЭДС на контактах?

Магнитной. Да, электрическая компонента поля на небольших участках рамки создает какую-то ЭДС, однако, за счет того, что размер рамки много меньше длины волны, а рамка замкнута - все эти ЭДС взаимно компенсируются.

Theoristos в сообщении #1678909 писал(а):

3. Чем определяется величина этой компоненты поля?

4. Какая связь между электрической и магнитной компонентами поля плоской волны и чему они равны?

Величина магнитной и электрической компонент в ЭМ-волне жестко связаны, конечно.
Поэтому, например, для магнитных антенн также определена эффективная длина, которая по определению равна отношению ЭДС на выходе антенны к напряженности электрического поля.
Но всё это никак не отменяет того факта, что магнитные антенны реагируют на магнитную составляющую ЭМ-волны.

Кстати, если посчитать эффективную длину магнитной антенны, то она будет по порядку величины близка к длине провода, котором намотана рамка. То есть никакого волшебства не происходит - такие антенны работают плохо (в сравнении с полноразмерными), примерно так же, как кусок провода аналогичного размера. Исключение: магнитные антенны на феррите.
И ещё одно преимущество магнитных антенн в сравнении с "электрическими" - при малых (относительно длины волны) размерах у них имеются ярко выраженные направленные свойства.

-- 19.03.2025, 08:03 --

Theoristos
И ещё для понимания. Представьте себе два вида антенн:
а) электрический диполь - два проводочка одинаковой длины на одной прямой линии.
б) магнитный диполь - плоская рамка, петелька из провода.

Считаем, что размеры этих антенны много меньше длины волны. Поэтому имеем право рассматривать квазистатический случай.
И теперь поместим каждую антенну в медленно меняющееся электрическое и магнитное поле.
Оценить ЭДС на выходе антенны не составит большого труда в каждом из четырех случаев.

Так вот, ненулевая ЭДС будет только в двух случаях: "электрический диполь" в электрическом поле и "магнитный" диполь в магнитном поле.

[Theoristos]

EUgeneUS в сообщении #1679040 писал(а):

Theoristos в сообщении #1678909 писал(а):

2. Какой компонентой поля создаётся эта ЭДС на контактах?

Магнитной. Да, электрическая компонента поля на небольших участках рамки создает какую-то ЭДС, однако, за счет того, что размер рамки много меньше длины волны, а рамка замкнута - все эти ЭДС взаимно компенсируются.

То есть, магнитное поле, своей лоренцевой силой действует на электроны, двигая их по рамке и создавая ЭДС на концах?
Или всё же нет?

Двигает электроны поле всё же электрическое, которое как-то так хитро связано с магнитным, что численный результат проще получить на основе последнего?

Theoristos в сообщении #1679008 писал(а):

Для разомкнутого контура, без подключенных ёмкостей и прочего.

realeugene в сообщении #1679017 писал(а):

Когда к катушке подключена правильная ёмкость, резонанс трансформирует эту ЭДС к гораздо более высокому значения напряжения.

... но realeugene без ёмкостей уже не мог.

[rascas]

EUgeneUS в сообщении #1679040 писал(а):

преимущество магнитных антенн в сравнении с "электрическими" - при малых (относительно длины волны) размерах у них имеются ярко выраженные направленные свойства.

Что у диполя Герца, что у элементарной петли с током одинаковые диаграммы направленности (случай когда размер антенн много меньше длины волны). Диаграмма направленности изображена в сообщении.
Пространственная диаграмма направленности отдалённо напоминает собой тор.
Разница только в изменённой поляризации (электрический и магнитный вектор меняются местами). Может в поляризации ЭМ-волн дело?

Диполь Герца это два коротких провода, на концах которых расположены небольшие сосредоточенные ёмкости, в виде металлических шаров. (эти ёмкости позволяют иметь одинаковый, не нулевой ток по всей длине диполя)

[EUgeneUS]

rascas в сообщении #1679047 писал(а):

Что у диполя Герца, что у элементарной петли с током одинаковые диаграммы направленности (случай когда размер антенн много меньше длины волны). Диаграмма направленности изображена в сообщении
.

В сферическом вакууме так и есть, видимо.
А практически близость земли и тела человека убьёт направленные свойства диполя Герца.
Поэтому с диполем Герца (не путать с полуволновым диполем) лису не поймайешь. А с магнитной рамкой - поймаешь.

[rascas]

EUgeneUS в сообщении #1679061 писал(а):

Поэтому с диполем Герца лису не поймаешь. А с магнитной рамкой - поймаешь.

Предполагаю, что это всё потому, что «лиса» — это вертикальная штыревая антенна. В горизонтальной плоскости у этой антенны диаграмма направленности круг.
И ЭМ-излучение этой антенны имеет вертикальную поляризацию. (Электрическое поле имеет вертикальное направление, а магнитное поле соответственно горизонтально).

Но если бы применялась антенна, тоже имеющая бы диаграмму направленности круг, в горизонтальной плоскости. Но ЭМ-излучение этой антенны имело бы горизонтальную поляризацию. (Электрическое поле имело бы горизонтальное направление, а магнитное поле соответственно вертикально.)
Эту “лису” рамка бы не ловила, а вот диполь Герца ловил бы этих "лис" хорошо.

[EUgeneUS]

Theoristos в сообщении #1679044 писал(а):

То есть, магнитное поле, своей лоренцевой силой действует на электроны, двигая их по рамке и создавая ЭДС на концах?
Или всё же нет?

Двигает электроны поле всё же электрическое, которое как-то так хитро связано с магнитным, что численный результат проще получить на основе последнего?

ЭМ-волна - не единственное решение уравнений Максвелла.
Токи Фуко, например, не имеют отношения к ЭМ-волне.

[realeugene]

rascas в сообщении #1679066 писал(а):

Эту “лису” рамка бы не ловила, а вот диполь Герца ловил бы этих "лис" хорошо.

По воспоминаниям из детства, там вся хитрость в пеленгаторе, в котором пара из двух диполей: электрического и магнитного. В результате суммарная диаграмма направленности - кардиоида.

[EUgeneUS]

realeugene
У Вас обрывочные воспоминания.
Штырь на таких пеленгаторах отключаемый. Используется только для выбора направления туда или обратно.
Угловой пеленг (по минимуму сигнала) у рамки без штыря более выраженный.

[realeugene]

Theoristos в сообщении #1679044 писал(а):

... но realeugene без ёмкостей уже не мог.

Вы много встречали приёмников с магнитными антеннами без ёмкостей? Не буду утверждать, что специалист по старым приёмникам, но в памяти всплывают только контура. Возможно, вы рассуждаете про какие-то другие "рамки".

[Alex-Yu]

Ух, сколько возни по поводу совершенно примитивного, детского вопроса. Даже не на уровне первого курса, а на уровне средней школы, если не вообще детского сада Ну да, как говорил некто Прораб в старом советском фильме, "играйтесь мужички, играйтесь... "

Хотя нет, подолью немного масла в этот "огонь". Дабы дым и вонь погуще была А вот знают ли присутствующие, что на достаточно низких частотах (КВ и ниже), поляризация излучения ГОРИЗОНТАЛЬНОГО низкорасположенного диполя (обычного, не магнитного) вертикальная? Причем излучение идет в основном вдоль, а вовсе не поперек этого диполя...

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1679077 писал(а):

Вы много встречали приёмников с магнитными антеннами без ёмкостей? Не буду утверждать, что специалист по старым приёмникам, но в памяти всплывают только контура.

Настройка рамки в резонанс с частотой сигнала просто не имеет отношения к задаваемым Theoristos вопросам.
ЭДС на ненагруженной антенне - вполне известный параметр, и можно задавать вопрос - какова её величина?

[Alex-Yu]

EUgeneUS в сообщении #1679079 писал(а):

Настройка рамки в резонанс с частотой сигнала просто не имеет отношения к задаваемым Theoristos вопросам.

Я, кстати, видел (и щупал руками) нерезонансную ферритовую антенну. Еще лет так 50 назад. Это была ну о-о-о-о-очень профессиональная антенна, никак не в бытовом приемнике.

[EUgeneUS]

Alex-Yu в сообщении #1679078 писал(а):

А вот знают ли присутствующие, что на достаточно низких частотах (КВ и ниже), поляризация излучения ГОРИЗОНТАЛЬНОГО низкорасположенного диполя (обычного, не магнитного) вертикальная? Причем излучение идет в основном вдоль, а вовсе не поперек этого диполя...

То, что "бублик" при подвесе низко на землей разваливется на несколько лепестков, причем может случиться так, что
А) поперек диполя лепестка и не будет
Б) один из лепестков может близко прижаться к самому диполю (до 10 градусов, что ли)
- факт известный
А вот, что при этом поляризация меняется - не знал

-- 19.03.2025, 12:56 --

Alex-Yu в сообщении #1679080 писал(а):

Я, кстати, видел (и щупал руками) нерезонансную ферритовую антенну. Еще лет так 50 назад. Это была ну о-о-о-о-очень профессиональная антенна, никак не в бытовом приемнике.

Да и рамка из коаксила из темы про ХакРФ тоже в резонанс не настраивается. Пишут, что там есть балун, а про резонансные цепи - ни слова
Хотя вот её-то хорошо бы настраивать в резонанс и сигнал снимать МШУ с высоком входным импедансом, имхо.

[realeugene]

rascas в сообщении #1679066 писал(а):

Но ЭМ-излучение этой антенны имело бы горизонтальную поляризацию.

Горизонтальная поляризация вдоль горизонтали имеет нуль за счёт отражения от поверхности Земли и переворота фазы при таком отражении. Прямой и отраженный от поверхности лучи приходят к приёмнику в противофазе и гасят друг друга.

При отражении вертикально поляризованной волны фаза не переворачивается, и лучи интерферируют конструктивно.

[Alex-Yu]

EUgeneUS в сообщении #1679088 писал(а):

Хотя вот её-то хорошо бы настраивать в резонанс и сигнал снимать МШУ с высоком входным импедансом, имхо.

Собственно, нужен или нет резонанс, определяется соотношением шума транзистора и собственного шума катушки. Шум транзистора должен быть существенно меньше шума катушки, тогда на шум транзистора можно наплевать, он ни на что не влияет. Если настраивать в резонанс, то перекрыть собственные шумы транзистора шумами рамки/катушки -- запросто. Любой полевичок (на совсем низких частотах обязательно JFET, не MOSFET) и готово. Нерезонансный случай тяжелее. Тут обязательно малошумящий JFET и то не факт, что получится предельная при данной рамке/катушке чувствительность. В принципе это все легко считается. Внешние шумы выражаются через шумовую температуру "эфира" и сопротивление излучения, шумы катушки -- через температуру катушки и ее сопротивление потерь. Тупо, по формуле Найквиста. Шумы усилителя тоже довольно просто. При очень хорошем JFET можно считать что приведенный к затвору шум транзистора это просто шум резистора с сопротивлением $1/S$ при температуре транзистора. Ну, там еще пишут иной раз коэффициент порядка единицы, но это мелочи. Т.е. шумовое сопротивление сотни, а то и всего лишь единицы Ом. При хорошем транзисторе вполне может быть много меньше сопротивления потерь катушки/рамки, и тогда резонанс вообще ни к чему. В резонансе же шумовое сопротивление транзистора сравнивается с активным сопротивлением резонансного контура, а не самой катушки, тут вообще любой, самый убогий транзистор дает шумы много меньше шумов контура, проблем с транзистором нет совсем.

Другой вопрос-- как соотносится шум "эфира" и собственный шум рамки. Вопрос сводится к соотношению сопротивления потерь катушки и сопротивления излучения (по существу КПД) и к соотношению шумовых температур. Так как шумовая эффективная температура "эфира" миллионы, а то и сотни миллионов градусов (не на УКВ, конечно), то и сопротивление излучения имеет право быть на много порядков меньше сопротивления потерь. КПД может быть весьма низкий, и это никак не ухудшает прием. В общем-то все это довольно просто. Если пошевелить мозгами совсем чуть-чуть, а не просто тупо повторять заученные мантры.

-- Ср мар 19, 2025 17:38:37 --

realeugene в сообщении #1679090 писал(а):

Горизонтальная поляризация вдоль горизонтали имеет нуль за счёт отражения от поверхности Земли и переворота фазы при таком отражении. Прямой и отраженный от поверхности лучи приходят к приёмнику в противофазе и гасят друг друга.

При отражении вертикально поляризованной волны фаза не переворачивается, и лучи интерферируют конструктивно.

Очередное заявление не о том, о чем вообще идет речь. Ни о чем заявление по сути. Только для того, чтобы покрасоваться. Любит данный персонаж это дело -- покрасоваться. Еще раз его обматерить что ли... Забанят -- наплевать, меньше буду тратить времени на все эти разговоры.

Пояснение для других, не для этого персонажа (он все равно не поймет). Речь о низкорасположенной антенне. При этом поле, падающее на землю ни чуть-чуть не похоже на плоскую волну. При чем здесь законы отражения/преломления плоских волн??? Да, в теории антенн и распространения радиоволн есть и хорошо известен метод отражения. Но он для случая, когда антенна на много длин волн поднята над землей! Бывает такой случай? Конечно бывает, и метод отражения при этом применим. Но этот метод применим НЕ ВСЕГДА! Вообще не бывает методов, формул, способов рассуждения и т.д. применимых всегда, область применимости никогда не бесконечна!