Всем привет!

Как я себе понимаю принцип антенны, когда она в резонансе- это выбрана ее реактивность. Т.е. антенна- это последовательный колебательный контур, который имеет на резонансной частоте чисто активное минимальное сопротивление. А индуктивное и емкостное равны по модулю и противоположны по знаку. Они друг друга компенсируют.

Теперь если отталкиваться не от этой теории, а от четвертьволновых отрезков. На кусок антенну наводится ЭМ волна и если длина антенны = четверть волны, то максимум тока будет в точке подключения. Есть взять 5/4 длины волны антенну, то 4/4 токи компенсируют друг друга, т.к. есть положительная полуволна и отрицательная, а 1/4 остаток примет сигнал. И по силе сигнала он будет такой же как и 1/4 лямда. А если отрицательный полупериод повернуть в др. плоскость, чтобы не принимал отрицательные полуволны, то токи сложатся (коллинеар).

Вопросы:
1. Получается, что любой проводник принимает любые частоты, наша задача, чтобы в месте приема была длина кратна четверти волны? Если произвольная длина, то токи компенсируют друг друга и мы получим силу тока как разницу от того, что не скомпенсировалось?

2. Как эти две теории связаны? Как связан резонанс с выбранной реактивностью и кратности к длине волны?

Возможно, и глупые вопросы, но хотел бы закрепить для себя материал.
Спасибо.

то 4/4 токи компенсируют друг друга
Не компенсируют, т.к. (в общем смысле) соизмеримы с длиной волны. В результате антенна 5/4 обладает большим коэффициентом усиления и более узкой диаграммой направленности, чем 1/4, но у 5/4 направленность имеет форму воронки с углом раскрыва примерно 30 градусов вдоль полотна антенны. То есть 5/4 нужно располагать горизонтально в направлении на корреспондента.

Тут, конечно же, мы понимаем, что волна падает не сверху на антенну, а перпендикулярно полотну. Речь про это.

Свирепый Бамбр
Есть взять 5/4 длины волны антенну, то 4/4 токи компенсируют друг друга, т.к. есть положительная полуволна и отрицательная, а 1/4 остаток примет сигнал. И по силе сигнала он будет такой же как и 1/4 лямда.
Отчасти так, но нужно учитывать, что в самом грубом приближении в вашем примере токи длинной антенны компенсируются только в направлении нормали к антенне. В остальных направлениях нет, поэтому диаграмма направленности такой антенны многолепестковая, причем в главном направлении усиление не максимально и может быть даже меньше, чем у четвертьволнового несимметричного вибратора. Отсюда следует, что при полном согласовании длинной резонансной антенны с приемником мощность с нее (приходящей с главного направления) вы снимите даже меньше.
Остальные вопросы не совсем понятны. Можно только добавить, что резонанс в антенне никак не связан с ее эффективностью, а только со способом ее согласования с нагрузкой.

Жители близлежащих домов негодуют :-) а я наоборот еще месяц назад обрадовался когда увидел свалку снега с солью рядом с домом.
https://news.tut.by/society/577806.html
Евгений Лобанов, руководитель программы по отходам и химической безопасности «Центра экологических решений», отметил, что если смотреть на эту свалку с точки зрения влияния на окружающую среду, то в почве может возрасти концентрация, в первую очередь, соли.
— Если это снег с дорог, то основная проблема в городе — это соль. И там уже надо смотреть на рельеф местности и понимать, куда это все может потечь. Потенциально там может быть повышенная засоленность надпочвенного покрова и может хуже расти газон и деревья. Но там не будет такой серьезной концентрации, ведь все-таки там больше снега, чем песчано-солевой смеси. После этого зимнего сезона там есть смысл провести анализ концентрации соли в почве.


Интересно на каких диапазонах и сколько дб можно ожидать прибавки после засыпки солью земли?

Обычно нисколько, кроме случая если вы используете заземление путем закапывания металлических объектов в почву, тогда улучшение её проводимости даст некоторое улучшение работы антенной системы. Возможно станет чуть эффективнее контур заземления здания, но тут как повезет.

Получается, что любой проводник принимает любые частоты, наша задача, чтобы в месте приема была длина кратна четверти волны?

Кратность четверти длины волны, это к сожалению, ещё не всё. Задача не только в этом. Если этот проводник например, будет работать на передачу, то при длине во много четвертей такой проводник разобьется на зоны, излучающие между собой в противофазе (поскольку через каждые пол-волны фаза поворачивается на 180 градусов), а это не гуд для сложения их излучения, и в результате в диаграмме появятся провалы в определенных направлениях,положение которых будет зависеть ещё и от частоты. Всё будет хорошо, если не допустить того, чтобы излучали "ненужные" участки провода. Убрать или спрятать их излучение. Например, свить их в катушку или сделать в виде малоизлучающей двухпроводной замкнутой на конце линии, и тогда мы придём к коллинеару. И он будет более узкополосным, чем четвертушка, так как для этих фазирующих элементов условие нужной фазировки будет хорошо выполняться только в не очень широкой полосе частот. По приему все эти вещи тоже будут точно так же проявляться.

А так да, любой проводник принимает любые частоты, только с разной эффективностью. Помнится, Радиал даже писал, что запретил на работе выражение "антенна не работает". Так как всегда найдется частота, на которой она работать будет

killer258
уже по теме беседы- это хорошо.
Т.е. что я и пытаюсь осознать- принимает проводник любые частоты, но из-за разности токов, угла падения, фаз и прочего, получаем, что имеем в результате. Хотим хорошую именно антенну- скручиваем противофазные излучатели в колечко, направляем полотно на источник и т.д.
А теперь- как это все связано с последовательным КК, где мы выбираем реактивность?

Свирепый Бамбр

я представляю себе все очень поверхностно, но в моем понимании

последовательным КК, где мы выбираем реактивность?
Не всегда антенна описывается именно последовательным коллебательным контуром, но даже когда и описывается каким либо контуром, то эта одна из моделей, удачно подходящая для описания характеристик антенны с точки зрения ее питания. Как писал ранее fil

Можно только добавить, что резонанс в антенне никак не связан с ее эффективностью, а только со способом ее согласования с нагрузкой.

Все это потому что трансивер ожидает нагрузку, с чисто активным сопротивлением, без реактивной составлющей (L,C как раз реактивные элементы по отношению к переменному току), чтобы развить максимум мощности в нагрузке-антенне.

Т.е. антенна- это последовательный колебательный контур, который имеет на резонансной частоте чисто активное минимальное сопротивление.
И,кстати, слово минимальное тут лишннее, если для 1/4 антенны получается резонанс и входное активное сопротивление минимальное, то для 2 * 1 \ 4 , тоже получается резонанс, сопротивление тоже чисто активное, но оно при этом максимальное.

А вообще мне очень нравятся книжки Гончаренко

эти статьи должны закрыть большую часть вопросов по крайней мере для поверхностного понимания

тут про какой антенне какая модель соответствует link

здесь про активности и реактивности

раз

два


А чтобы понять как все реально устроено и работает это надо читать электродинамику, теорию поля, теорию электрических цепей - здравствуй родной вуз )

Еще теоретический вопрос- учебник физики за 11 класс утверждает, что энергетически выгодно передавать информацию на высоких частотах. В теории интенсивность выше. Разумеется, чаще волны излучаются.
На практике, да и Гончаренко написано во 2-м томе, что чем ниже частота, тем тот же полуволновый вибратор будет иметь большую площадь раскрыва и соберет с сектора большую энергию. Так что полная противоположность. Да и нигде раньше, и в учебном заведении, я не слышал, что срочно повышайте частоту- вырастет интенсивность...
Ссылки надо приводить?

Попробуем без ссылок разобраться сначала.

В плане передачи информации, вероятно, имеют в виду, что высокие частоты больший объем (больше полоса сигнала) позволяют передать. К примеру, полоса WiFi сигнала несколько МГц. На частоте 2400МГц - это сущие пустяки, а попробуйте на КВ передать и принять сигнал полосой несколько МГц, будет большое фиаско.

А Гончаренко, судя из ваших интерпретаций, писал о ближнем поле антенны, чем физически антенна больше(ниже частота), тем больше и оно (ближнее поле), нет никакой противоречивости в этом, но это всё не имеет никакого отношения к полосе сигнала и передаче данных.

Вообще странно, что столь старый участник форума задает такие вопросы, может кто взломал аккаунт и троллит всех?

Zmej
Нет, меня не взломали. Все нормально.

По поводу вопросов- они не такие простые как кажутся, если не ограничиваться известными формулировками и не отмахиваться тем, что антенна должна быть в резонансе и прочее. Вопросы антенн сложны, если пытаться разобраться в них. Я считал, что именно этот вопрос для меня не является внезапным. Этому меня не учили. Этого я не читал нигде в книгах. Но от того и ошарашило. Появилось время, укладываю в голове теорию до конца. Должно приветствоваться, и ни в коем случае никого не тролю.

Нет, я не ошибаюсь по поводу Гончаренко- если передатчик излучает мощность в сфере, то чем приемная антенна (ее ЭПР) больше, тем больше энергии она соберет. И нигде про частоту там не сказано. Гончаренко признан лучшим автором по антеннам. А у него этого нет.

Ну так как со ссылками?

Речь не про то, что на УВЧ можно в большой полосе информацию гнать- это и так понятно. Речь не про то.
И, как я понимаю, сама постановка вопроса и ответ на него- так же являются непониманием предмета. Или не так?

PS- и никакого фиаско при передаче на КВ не произойдет- просто сигнал будет занимать полосу определенной ширины. Возможно, с половину всего КВ. Вот и все.

Давайте ваши ссылки.

Насчет же КВ передачи с полосой несколько МГц, кроме согласования антенн с передатчиком, хотя это решаемо в некоторой степени, возникнет банально проблема с прохождением, даже несколько МГц имеют разницу в качестве связи.

Сначала по Гончаренко- копирую скрины с книжки.
http://prntscr.com/ilw06z
http://prntscr.com/ilw1g3
http://prntscr.com/ilw1o0

Ни слова про то, что влияет частота на интенсивность и про то, что чем выше она, тем лучше!

А вот физика за 11 класс. Это видео.
https://www.youtube.com/watch?v=BC3Oi4zYF1s&t=1770s
с 28-й минуты можно сразу.

Вот тут я и нахожу несостыковку- противоречие. И прошу прояснить- что не так.

Свирепый Бамбр
Ну так обратите внимание на цифры. 50 Гц от 50 МГц отличается на сколько порядков, и например 50 МГц от 500 МГц. Учитель рассматривает не конкретные случаи использования спектра в радиосвязи, а весь диапазон колебаний.

Ни слова про то, что влияет частота на интенсивность и про то, что чем выше она, тем лучше!
Это просто потому что там она (интенсивность перехода тока в ЭМВ и её зависимость от частоты) и не упоминается. И противоречия никакого с видео нет - т.к. говорится о разных вещах и разных зависимостях. Тут скорее Вам стоит пояснить, где именно вы видите противоречие.

Еще теоретический вопрос- учебник физики за 11 класс утверждает, что энергетически выгодно передавать информацию на высоких частотах. В теории интенсивность выше. Разумеется, чаще волны излучаются.

Вовсе нет. В том же видео, что вы запостили четко говорится о том, что интенсивность перехода тока в ЭМВ повышается с частотой. А вовсе не то, что энергетически что-то там выгоднее. Это же совершенно о разном!

На практике, да и Гончаренко написано во 2-м томе, что чем ниже частота, тем тот же полуволновый вибратор будет иметь большую площадь раскрыва и соберет с сектора большую энергию. Так что полная противоположность.
Нет противоположности здесь. Даже на пальцах - размер полной волны уменьшается с частотой. Если хочешь собирать с той же площади - тебе надо научиться складывать большее число волн, т.е. иметь большее усиление. О том и говорит Гончаренко.

Прочитал и посмотрел, предыдущие сообщения всё объяснили вроде бы понятно.

Свирепый Бамбр
Получается, что любой проводник принимает любые частоты

Да, и причем мы должны понимать, что есть частоты, которые нельзя слушать простым гражданам, а ещё есть такие, которые совсем нельзя слушать! Между тем, население нашей страны зачастую может бесконтрольно пользоваться любыми проводниками. Конечно, здесь есть над чем поработать депутатам Госдумы, возможно, потребуется внесение дополнительных законодательных актов в обеспечение расширения полномочий т.н. "пакета законов Яровой". =)

Ну а если интересует скучная теория, то вот ещё книга - Ю.Т. Зырянов, П.А. Федюнин, О.А. Белоусов и др. "Антенны":

http://www.tstu.ru/book/elib/pdf/2014/ziranov.pdf

Особенно стоит обратить внимание на следующие пункты:
2.1. Особенности функционирования антенны в режиме приёма (стр. 21)
6.1. Симметричные вибраторы (стр. 78)

Нет, объяснения мне не ясны. Пробуем еще раз. С Гончаренко противоречий нет- это логично. Хочешь больше собрать энергии- разверни пошире антенну.

Про видео- в вопросниках по задачам для 11 класса написано, что на более высоких частотах энергетически выгодно передавать информацию. Могу позже найти ссылку. Это ответник по ЕГЭ.

AOR
Судя по формуле из видео, есть разница и для 50 и 500 МГц. Т.е. и на этих диапазонах это было бы справедливо. Т.е. энергетически на 500 МГц дальность была бы огромной и на 1мВт. Но это не так.
Учитель сказал, что на 50 Гц не будет излучаться в принципе. Хотя из БСЭ (энциклопедия) сказано, что зависит только от длины передающей антенны, кот. должна быть кратна. И да, про то, что на низких частотах не будет излучаться(или слабо)- не сказано.

wazzoo
Можно немного подробней. Я вижу противоречие, что на низких частотах очень, очень (почти нет) излучается на НЧ. Это по видео. А по моим данным- излучается одинаково. Для излучения необходимо подобрать длину антенны. И для 50 Гц ее подбираем.

В видео моем четко сказано, что повышаем частоту- становится в принципе возможность излучения.

С Гончаренко- я согласен. Противоречий с ним нет.

http://5terka.com/node/2093
Вот ссылка тому, чему учат в школе. 5-й вопрос. Именно он меня смущает.

Свирепый Бамбр
Энергия = постоянная Планка умножить на частоту. ( учебник)

Свирепый Бамбр
Ну и?
нтенсивность гармонической электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени ее частоты. Так как излучение электромагнитных волн больших частот требует меньшей мощности передатчика, то оно энергетически более выгодно.
Что здесь не так? Если для прямой видимости, то все верно. 5 Вт-ная СБ-шка и 100мВт LPD-шка покроют
одинаковое расстояние, при условии что антенны адекватно диапазонам настроены.
Думаю что проблемы DX-инга в школе не рассматриваются.
Как-то так...

Свирепый Бамбр
Про видео- в вопросниках по задачам для 11 класса написано, что на более высоких частотах энергетически выгодно передавать информацию.

Вопросы и подаваемая теория скорее всего дается в общем плане. Поэтому в общем виде более высокие частоты и выгодны.
А вкратце говорится о почти отсутствии излучения низких частот, т.к. если вдаваться во все детали, то потребовало бы более широкого объяснения о КПД практически выполнимой антенны очень низких частот, ее согласовании, полосы пропускания по согласованию и т.д., а школьникам такие подробности еще не нужно, и так всё это сложно, половина бы хоть поняла о чем вообще говорят...

Учитель сказал, что на 50 Гц не будет излучаться в принципе.
повышаем частоту- становится в принципе возможность излучения.
Неверно понимаете, речь о том, что эффективность излучения низкая слишком, учитывая энергетику и длину лэп. Улучшается с увеличением частоты.

Хочешь больше собрать энергии- разверни пошире антенну.
Правильно, для одной обсуждаемой частоты. Речь не о выборе частот, отличающихся на несколько порядков.
А еще есть особенности распространения радиоволн различных диапазонов, это вообще не рассматривается в лекции учителя.

Никакого противоречия не вижу вообще. Учитель об одном, Гончаренко о другом, оба правы.

Свирепый Бамбр

Из лекции следует, что интенсивность при излучении пропорциональна четвёртой степени.

При этом, из третьего скриншота, приведённого Вами, следует, что эффективная апертура приёмной антенны пропорциональна квадрату длины волны.

Уточню: Таким образом, с ростом частоты интенсивность энергии, прокачиваемой через передающую и принимающую антенны прибывает в 4 степени, а "КПД" передающей и приёмной падает всего лишь в квадрате. Потому и выгодно. ;)

del

Если для прямой видимости, то все верно. 5 Вт-ная СБ-шка и 100мВт LPD-шка покроют
одинаковое расстояние.
Отсюда видно что загадочная загадочную энергетическую эффективность
это ничто иное как потребляемая мощность источником излучения.

kenwood33
Энергия = постоянная Планка умножить на частоту. ( учебник)
это из оптики. Здесь не работает. Мимо

Ну и?
нтенсивность гармонической электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени ее частоты. Так как излучение электромагнитных волн больших частот требует меньшей мощности передатчика, то оно энергетически более выгодно.
Что здесь не так? Если для прямой видимости, то все верно. 5 Вт-ная СБ-шка и 100мВт LPD-шка покроют
одинаковое расстояние, при условии что антенны адекватно диапазонам настроены.
Думаю что проблемы DX-инга в школе не рассматриваются.
Как-то так...
А возьмем не Си Би, которое шумное из-за солнца, а 144 и 433. И прямую видимость. И что? Дальность в 5 раз дальше?
Тоже мимо.

Zmej
Да, говорится именно о минимальном излучении на НЧ. Ни слова про длину антенны. И как следствие, что антенна 50 МГц будет не так хорошо излучать как 150. Но тот же Гончаренко приводит свой пример исключительно для частоты и мощности передатчика. Подразумевается у него, что передающая антенна полуволновой диполь.
Речь в видео не идет про согласование и прочее. Это и так понятно.

AOR
да, речь про эффективность излучения. ну вот 50 МГц и 150 МГц- излучается же? И нормально. А по формуле 150 должно в разы лучше излучаться.
Распространение волн не берем в расчет. Это и так нам понятно всем.

Таким образом, с ростом частоты интенсивность передающей антенны прибывает в 4 степени, а "КПД" приёмной падает всего лишь в квадрате. Потому и выгодно. ;)
почти. Но Если бы я сделал 4-й скриншот, то Гончаренко как раз говорит, что выгодно на длинных волнах радиосвязь, т.к. ЭПР выше. И ни слова не сказано, что хоть и антенны меньше, зато эффективность в 4-й степени растет.

В общем, истина где-то есть, но то-ли я не дохожу, то- ли вы все-таки ее не раскрыли.

Свирепый Бамбр

Но Если бы я сделал 4-й скриншот, то Гончаренко как раз говорит, что выгодно на длинных волнах радиосвязь, т.к. ЭПР выше.

Если под термином "ЭПР" Игорь Гончаренко подразумевает не термин из радиолокации, а "эффективную площадь раскрыва", что аналогично эффективной апертуре, то она выше на более длинных волнах, всё верно.

И ни слова не сказано, что хоть и антенны меньше, зато эффективность в 4-й степени растет.

Здесь есть такой неловкий момент, ну понимаете, он это как-то упустил из виду. ;)

P.S. Интересно, а что по этому поводу есть у Ротхаммеля?

Свирепый Бамбр
Я думаю вся проблема здесь в понимании того, что есть Интенсивность.

И вернемся чуть назад. Давайте вспомним закон сохранения энергии и что такое мощность. Мощность - это энергия в единицу времени. Энергия, как мы знаем, никуда не девается - только переходит из одной в другую. Так что если вам удалось преобразовать в электро-магнитное излучение некую энергию - то она не изменится от частоты. Т.е. - излучая 5 кВт что на 50 Герцах, что на 50 МГц-ах - будут излучаться 5 кВт (и одинаковая энергия в единицу времени).

В этой связи вопрос из ЕГЭ на мой взгляд звучит некорректно или неполно. А звучит он так, напомню: "Объясните, почему энергетически выгодно излучение электромагнитных волн больших частот." Вот честно - я не знаю на него ответ. Т.к. не понятно, что подразумевается под энергетической выгодой. Меньше энергозатраты на излучение? Ок - т.е. речь о КПД перевода энергии (какой - электрической видимо?) в излучение? Допустим - но при чем здесь частота? Вопрос некорректный и опирается на заучивание неких глав из учебника, но об этом чуть позже.

А теперь вернемся к Интенсивности:
Плотностью потока или интенсивностью I называют электромагнитную энергию, переносимую волной за единицу времени через поверхность единичной площади вот и всего-лишь. Это абстрактное понятие, такое же как к примеру амплитуда. Т.е. волна с одной и той-же амплитудой напряженности будет переносить тем больше энергии, чем больше её частота. Т.е. если вы потратите 5 кВт на излучение - то вам потребуется меньшая амплитуда напряженности на больших частотах, вот и всего-лишь - и для создания этой амплитуды вам понадобится колебательный контур меньших размеров (об этом препод говорит, когда ссылается на меньшие размеры антенн). А энергоэффективность здесь возможна только в расчете энергии на единицу площади, но никак не в энергозатратах передатчика на передачу энергии (как говорится в ответе к вопросу ЕГЭ). Т.е. что вопрос, что ответ в ЕГЭ косноязычен.

wazzoo
Свирепый Бамбр
энергоэффективность здесь возможна только в расчете энергии
на единицу площади

Так как излучение электромагнитных волн больших частот требует
меньшей мощности передатчика, то оно энергетически более выгодно.

Т.е. с точки зрения средней школы вопрос вопрос стоит не в энергоэффективности на
единицу площади, а конкретно сказано требует меньшей мощности передатчика
то как раз и рассматриваются энергозатратах передатчика на передачу энергии.
Ну а так согласен что вопрос, что ответ в ЕГЭ косноязычен.