Вопросы к гуру антенн и измерений на базе временных задержек и вектора.

1. Что есть параметр directivity (направленность) в случае с нагрузками (как калибровочными, так и измерительными)? У калибровочных типа этот параметр должен быть = 38 дБ, у прецизионных нагрузок из комплекта OSL = 42 дБ. Очень похоже на return loss (т.е. возвратные потери), но не понятно зачем тогда какой-то directivity, если можно сказать проще. И уж тем более, не понятно зачем в одном документе используют сразу directivity of the load и return loss the of load.

2. Какое практическое применение у такого вот Смита? Теорию в Вики читал. Но если можно, то поясните на пальцах. Я не представляю как тут понять что тут с комплексным сопротивлением (и вообще что отложено по этим 2 шкалам). И дайте только голую практику. Вот залезли вы на крышу, замерили insertion loss по фидеру, VSWR/Return loss, потом всю систему. По потерям в линии, КСВ и полосе антенны все устраивает. И вот у вас есть еще Смит. Что с ним делаем?

Smith:


Увеличить

3. 1-port phase:


Увеличить

Даже в теории не понимаю что это. Далее аналогичный вопрос, что задан в п.п. 2 - дайте практическим пример использования.

На абсолютные значения внимания не обращайте, картинки показывают чушь (пустой порт без калибровки).

Очень похоже на return loss (т.е. возвратные потери), но не понятно зачем тогда какой-то directivity,
Одно - сколько "скушает", другое - сколько отразит
(Включенное в линию с предназначенными для нее параметрами нагрузки)

И дайте только голую практику.
Вот сижу я в кресле, смотрю ТВ, а что там за ерунда типа уравнения
Максвелла и диаграммы Вольперта - Смита .... голая практика, короче

RA6FOO

Я понимаю, что ответить очень хочется, но полного понимания у вас нет (как и у меня). Дело в том, что в том же мануале поглощение мощности - это absorption. Никакого отношения к directivity не имеет.

но полного понимания у вас нет (как и у меня).
Совершенно верно.
На русском бедно, а на английском немерено описаний
диаграммы (даже завидно тем, кто владеет англ. техническим)
Но тема хорошая, есть о чем и чем пополнить свой багаж.
directivity ? - видимо смысл в том куда ушла мощность.
У return и directivity, если не ошибаюсь, и знаки поэтому разные, - и +

Заметил, что в этом веке происходит смена терминов в этом вопросе.
Отчасти обоснованная, но пока не единообразная

В общем, по первому вопросу отвечаю сам. Перевод и интерпретация тоже мои, и я тут на 200% достоверность не претендую:

Directivity (направленность) - качественная величина, характеризующая способность устройства, такого как направленный ответвитель или нагрузка, различать полезный и паразитный сигналы (прямую и отраженную волну). Фактически, это умение отделять одно от другого (развязка по направлению). Чем она выше, тем качественнее устройство и тем ниже погрешность изменений, основанная на расчетах прямой прямой/отраженных волн.

Вот линки на статьи, которые описывают Directivity на множестве страниц:

http://www.anritsu.com/en-US/Products-Solutions/Solution/Understanding-directivity.aspx
http://www.markimicrowave.com/Assets/appnotes/directivity_and_vswr_measurements.pdf
http://www.birdrf.com/~/media/Bird/Files/PDF/Resources/app-notes/Straight-Talk-About-Directivity.ashx

В документе Bird приводится очень наглядный пример когда из-за низкой направленности (25 дБ) погрешность измерения отраженной мощности составляет от -48% до +64%.

Что есть параметр directivity (направленность) в случае с нагрузками
В случае с нагрузками и было сказано.

и .нагрузка не "различает", она создает обратную волну
А примнительно к НО здесь http://www.radioscanner.ru/files/antennas/file3487/
достаточно хорошо о направленности. Там же и о диаграмме есть

Kim Mathers
Так вы сами, по видимому, и ответили на свой вопрос по поводу Directivity.
Это параметр, характеризующий качество направленных ответвителей, которые используются а в вашем векторном анализаторе.
Возможно имеется в виду, что ответвитель с разными нагрузками показывает разную направленность. Но было бы правильней с вашей стороны приложить скан той части мануала. Тогда можно понять в каком контексте употребляется этот термин.

Диаграммы Вольперта - Смита - это одна из форм отображения импеданса в комплексной форме в зависимости от частоты.

В плане удобства понимания "кольца" - это ещё большой вопрос. ИМХО удобнее линейное отображение по шкале частот в прямоугольной системе координат. Но это моё мнение...

Ну и на крыше, при измерении антенн, большинство народа обитающего тут с такими приборами не бегает. А если и бегает, то больше, чем показаниями КСВ практически не пользуется. Спросить у большинства антенщиков что делать если прибор показывает R=37-jX22 - так большинство брякнет про какую-то реактивность и необходимость "ещё настроить", но не больше...

Из практики, подобные приборы размерами с чемодан, показывающие "круглые диаграммы", больше видел в использовании у отделов разрабатывающих СВЧ технику. На предмет опросов "чё оно кажет" - даже в этих отделах знают единицы, а использует на практике практически никто.
:-)

Позволю себе предположить, что directivity - это развязка между ответвителями прямой и отраженной волны. По указанному примеру: если нагрузка согласована, т.е. КСВ=1, то относительная разница между прямой и обратной волной будет не бесконечность (ответвитель то реальный), а 38 или 42 дБ.

RK6AJE
Диаграммы Вольперта - Смита - это одна из форм отображения импеданса в комплексной форме в зависимости от частоты.
Диаграмма полных сопротивлений и проводимостей не дает никаких ответов про изменения сопротивления в зависимости от частоты. Она существует для того, что бы определять входное сопротивление и проводимость при различных длинах линии и различных нагрузках на конкретной частоте.

RK6AJE

Из практики, подобные приборы размерами с чемодан, показывающие "круглые диаграммы", больше видел в использовании у отделов разрабатывающих СВЧ технику. На предмет опросов "чё оно кажет" - даже в этих отделах знают единицы, а использует на практике практически никто.

Вы не правы. Смита сейчас кажут китайчата до 1 кг. 2 нажатия кнопок и картинка в памяти. Сейчас ключ для 7/16 тяжелее анализатора. Ну или рядом.

Юрик
что directivity - это развязка между ответвителями
Нет, это параметр самого ответвителя.

Круговые диаграммы в радиоэлектронике Смит 1976.djvu
есть в инете
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/S/SMIT_Filip/_Smit_F..html

fil

Так вы сами, по видимому, и ответили на свой вопрос по поводу Directivity.
Это параметр, характеризующий качество направленных ответвителей, которые используются а в вашем векторном анализаторе.

Нет, речь про свойство нагрузки. И контекст ничего особо не дает. Упоминаются сразу нагрузки обоих типов - автокалибратор (встроенная нагрузка с механизмом переключения режима OSL), так и и внешние "дискретные" OSL (грубо говоря, 3 железки или тройник с O, S, L). Т.е. у автокалибратора directivity 38 dB и это хуже. Т.е. для диагностики отказов это нормально, тем более, что быстро калибруется. А для построения серьезных отчетов, типа печатных протоколов изменений, рекомендуется использовать OSL, где directivity 42 dB. Но калибровать долго, т.к. надо крутить кучу гаек и каждый раз нажимать кнопки. Это медленнее, но точнее.

Смысл весь понятен и понятно на что это влияет. Но просто никогда в случае с dummy load я не видел параметра directivity. Его просто никто никогда не указывал. Видимо, это мулька только для очень серьезного оборудования и калибровочных нагрузок. А для рабочих нагрузок такое по-моему никто не указывает вообще, включая Bird. При случае найду паспорт от нагрузки Bird и гляну, но по-моему там такого нет.

Нет, это параметр самого ответвителя.

Подтверждаю. В статья выше так и описано. И из мануала следует это же.

RA6FOO
Нет, это параметр самого ответвителя.
Про это и пишу. Их должно быть два. Как мы узнаем параметр ответвителя (пускай одного)? - Сравним уровни прямого и обратного.

Kim Mathers
Здесь выкладывали на эту тему материал, он довольно обширный, лучше почитайте, чем слушать чужие пересказы:
Использование диаграмм Вольперта-Смитта.

Вот здесь есть более доступно применительно к анализу согласующих устройств, но и сама суть передана: http://dl2kq.de/ant/3-100.htm
Я видел, как разработчики согласующих устройств пользуются ей, так что есть люди, которые находят эту форму удобной.

Ладно, так что мы будем делать на практике с картинками из п.п. 2 и 3? Ну какое практическое применение, особенно на заводских антеннах?

Непонятно почему на самой первой картинке Смита стоит в названии 50 Ohm -если по диаграмме видно VSWR до 1:10 -если это график от нагрузки то необходима рихтовка кувалдой

YuriVR

Я бы не хотел погружаться сейчас в теорию, хотя и могу. Но мне бы хотелось услышать практическое применение. Ведь зачем нужен VSWR или что делать с insertion loss мы все знаем. Вопрос зачем Smith и 1-p Port. Вот, например, можно и ли по картинке выше понять полное сопротивление антенны? Ra и Rx, я так понимаю, по этому Смиту получить нельзя.

Absolut

Непонятно почему на самой первой картинке Смита стоит в названии 50 Ohm -если по диаграмме видно VSWR до 1:10 -если это график от нагрузки то необходима рихтовка кувалдой

Не будьте писателем, прочтите первый пост внимательно.

Юрик
Их должно быть два
Ну каких два? Откройте стр. 236 http://www.radioscanner.ru/files/antennas/file3487/

Kim Mathers
Нет, речь про свойство нагрузки. И контекст ничего особо не дает. Упоминаются сразу нагрузки обоих типов - автокалибратор (встроенная нагрузка с механизмом переключения режима OSL), так и и внешние "дискретные" OSL (грубо говоря, 3 железки или тройник с O, S, L). Т.е. у автокалибратора directivity 38 dB и это хуже.
И все же, по видимому, речь идет о следующем.
Поскольку вы калибруетесь на конкретную и не идеальную нагрузку, то результат измерений будет зависеть от того, насколько точно она равна 50 Ом (за исключением того случая, когда комплект 3-х эталонных нагрузок уже затабулирован в данном приборе).
Соответственно, точность измерений косвенно пересчитана в направленность измерительного ответвителя.
Что касается диаграммы Смита, то в ряде случаев она очень полезна, т.к. позволяет наглядно увидеть зависимость комплексной нагрузки в диапазоне частот. Но это не тема для форума, нужно все же почитать что-нибудь.

Kim Mathers
Ra и Rx, я так понимаю, по этому Смиту получить нельзя.
Почему нельзя? Они там и нарисованы, только по диапазону частот. Установите одну частоту и будет только одна точка с конкретными значениями.
RA6FOO
Благодарю. Ничего проиворечавшего мне там не нашёл. Может не туда смотрел?

Юрик

На днях нарисую Смита для одной частоты и настоящей антенны. С калиброванного прибора. Тогда и посмотрим опять.

Ну как же? вторичная линия одна, отношение амплитуд тоже одно

... понял, в чем разошлись. Но и при двух вторичных линиях
праметр направленности для каждой из них свой и один

Kim Mathers
Я бы не хотел погружаться сейчас в теорию, хотя и могу. Но мне бы хотелось услышать практическое применение.

Тогда начните чтение со второй ссылки, что я привел, ибо глупо пытаться пересказать Гончаренко более понятными словами.

Kim Mathers
2. Какое практическое применение у такого вот Смита? Теорию в Вики читал. Но если можно, то поясните на пальцах. Я не представляю как тут понять что тут с комплексным сопротивлением (и вообще что отложено по этим 2 шкалам).

У вас диаграмма Смита, нормированная по 50 Омам.
Начало диаграммы, как вы уже, наверное, догадались, находится справа, откуда выходят все круги и кривые.
Круги обозначают активное сопротивление, кривые, идущие вверх - реактивное индуктивное, идущие вниз - реактивное емкостное сопротивления.
Для простоты я нарисовал на вашей диаграмме красную точку:

Увеличить
Таким образом, ее комплексный импеданс будет равен 0.2*50+j0.4*50=10+j20.
Еще на диаграммах Смита часто рисуют разного радиуса круги с центром в точке 1, называемые в англоязычной литературе SWR circles. Если точка на диаграмме находится на таком круге, то тогда КСВ численно будет равен значению на центральной горизонтальной прямой справа от единицы в точке пересечения этого круга с ней.
Покопайтесь в настройках анализатора (я так понял, Anritsu?) - скорее всего, он их тоже умеет рисовать.

И в свете всего этого становится ясно основное достоинство диаграммы Смита: на ограниченной площади можно отобразить сразу и любой импеданс, и КСВ, из него вытекающее.
И так как шкала нелинейная, то с наибольшей детализацией будут отображены значения около того импеданса, по которому она нормирована (обычно 50 Ом), которые обычно и нужны на практике - в этом ее преимущество перед простыми линейными графиками КСВ/Ra/Rx от частоты.

Вот картинки с закалиброванного прибора. Частоты 136-174 МГц.

VSWR:


Увеличить

Smith:


Увеличить

Юрик

Установите одну частоту и будет только одна точка с конкретными значениями.

Не думаю, что это здравая идея. Анализатор работает в полосе частот. Как вы предлагаете установить F1 и F2 на одну частоту? Что тогда будет по оси X?

Подскажите пожалуйста исходники простой диаграммы Смита для реализации на не очень мощном микроконтроллере на встренном LCD экране. Таже желательны экранные курсоры.

И дайте только голую практику. Вот залезли вы на крышу, замерили insertion loss по фидеру, VSWR/Return loss, потом всю систему. По потерям в линии, КСВ и полосе антенны все устраивает. И вот у вас есть еще Смит. Что с ним делаем?


действительно , может ли кто пожалуйста, по-шагово пояснить - что делаем с диаграммой Смита, если все остальное устраивает, непосредственно на крыше?))
как-то пытаться влиять на части комлексного сопротивления, меняя параметры антенны/фидера или что? в какую точку диаграммы смита надо пытаться придти?
и как именно влиять?

radioman

Оооо... это темная материя. Недавно общался с одним установщиком, они просто графики КСВ замеряют. Он долго не мог понять что такое измеритель мощности и как и что им можно измерять на БС. Это выше понимания среднего монтажника из субподрядной организации.

В США же монтажники работают по технологии pass/fail. Запускают сначала отчет RL на фидер с short на конце, им кажет зеленым Pass, они картинку сохраняют в память. Потом замеряют антенну - включают график SWR, и тоже смотрят что там. Опять Pass, тоже сохраняют картинку. Если что-то не Pass, допустим, КСВ через джампер не ниже 2.0, а 2.2 (Fail), то они смотрят разъемы. Если все протянуто до дури, то меняют антенну на новую. А эту откладывают в сторону как дефективную. А потом картинки по факту инсталляции сдают сотовому оператору - типа как отчет за работу. Вот и вся "наука". Не сложнее, чем лес рубить.

Какой Смит такой? Это где-то там в матрице есть, а в реальной жизни простые Сайферы.