Ну вот возникла странная идея передавать информационные сообщения по пустым стальным трубам. (Просто технологические трубы - не волноводы) Трубы могут быть покрыты ржавчиной изнутри (до 5мм), диаметр круглых труб от 50мм и больше. Трубы между собой сварены ручным способом (то есть как получится), но герметичность есть, и по дороге сигнала никаких радиопрепядствей (штырей,щелей) нет. Можно ли в принципе добится устойчивой радиопередачи на расстояние 20км при маленькой мощности передатчика? Сколько приблизительно мощности надо, или это вообще бред? Кто имеет опыт работы с волноводами - подскажите плз.!

Мне кажется, что толкового волновода не получится, т.к. ржавчина обладает плохой проводимостью., кроме того, при переменном диаметре будет изменяться полоса рабочих частот и т.д. А вот из металлопластиковой новой трубы, в принципе, сделать волновод с относительно небольшими потерями возможно.

выше примерно 3,6 ГГц в такой трубе чего-то распространяться будет. В общем случае, в круглом волноводе существуют моды, у которых очень низкое затухание, однако на неоднородностях идет трансформация мод и затухание все равно будет. тяжело сказать какое будет затухание в данном конкретном случае. Разве что, экспериментально попробовать.

Сообщение отредактировал andreysar - Feb 15 2011, 20:05

Тема обсуждалась Здесь

А как насчет ультразвука?
Металл - отличный проводник для акустических волн. В каких условиях расположены сами трубы? Закопаны? Или над землей?

Можно даже ультразвук пускать не по самому металлу, а возбуждать ультразвуковую волну внутри металлической трубы, как электромагнитную волну в СВЧ-волноводе...В этом случае УЗ-колебание в круглой трубе должно распространяться в виде некой определенной моды.

Сообщение отредактировал Bakradze - Feb 16 2011, 07:00

Плохая проводимость это хорошо, вот если не очень плохая, но и не очень хорошая, то объемные потери неизбежны. А при хорошем диэлектрике ток потечет по чистой стали (он же не дурак). Т. е., если ржавчина хороший диэлектрик на ВЧ (я не знаю), то у Вас получится частично заполненный диэлектриком волновод. Но на 20 км не очень верится, причем, как уже отмечали, волноводную моду с малыми потерями поддержать Вам вряд ли удастся.

Спасибо за ответы! Наверное надо просить модераторов, чтобы две темы объединили в одну правда у меня кабели отпадают сразу... Ультразвук вряд-ли на 20км по трубе, я вообще не игрался, но насколько знаю ультразвуковые диагностические системы - это на пару метров максимум. Еще такой вопрос: а если ржавчина фрагментарно встречается - от нее по идее должны быть радио-отражения. И также, отражения от сварных швов и от ответвлений трубопровода. От чего они будут больше? Мне кажется, что от ответвлений. (Это я к тому, что можно за одно определять наличие проводящего мусора в трубе)

Я как-то пробовал на проходимость чистое оконное и с оксидным прозрачным покрытием (отражающее ИК диапазон) в сборке стеклопакета на 2.4 ГГц - разница около 50 дБ. В поготителях безэховых камер, ферритовые плиты, есть оксид железа. Думаю, что толстый слой оксида и гидроксида железа и разных накипных отложений на стенках труб нужно рассматривать как хороший поглотитель и исходя из этого считать прохождение и на отражения, тем более многократные, не расчитывать. Но лучше эксперимент.

Там еще и ответвления? Это сразу 3 дБ потерь при равном делении.

Стальные трубы самый плохой вариант для волновода. Именно из железа (порошка, оксида, карбида) делают поглотители СВЧ, нагрузки.
Для передачи сигнала на расстояние в 20 км по трубам (волноводам) применяют только моду Н01 обладающую наименьшими потерями за счет отсутствия продольных токов, практически не влияет качество стыков и наличие зазоров. Для гашения других мод в волновод добавляют поглотители 90-100 мкм , но не в таком объеме, как это будет в чисто стальной трубе. Стальная труба порядка 60мм всегда покрывается плотной медью 10 мкм это позволяет получить затухание в диапазоне 35-80 ГГц 1-0,4 дб /км, без поглотителя паразитных мод и 2-4 дб/км с диэлектрическими поверхностными поглотителями. Те. придется экспериментировать с затуханием в милиметровом дапазоне, что не просто.

Т.е. если труба новая, крашеная изнутри (например для газов), без ржавчины, то даже наличие отверстий в трубе не вызовет существенных отражений и затуханий для моды Н01?

Скорее всего больше всего влиять будут повороты и изгибы, так как в многомодовой области на них, как правило идет трансформация мод. Плюс неидеальность окружности, так как трубы гнут, не очень заботясь о том, что получается эллипсность.

И еще, если в трубах есть вода, то скорее всего ничего не получится. Вода -отличная нагрузка. Потери очень большие.

Так речь о том, чтоб пустить волну по воздуху внутри волновода, а не по металлу.

Нет воды, там нет точно. Газ или диэлектрические жидкости. Может быть ржавчина, но можно требовать, чтобы ее было мало.

1) В формулу затухания в волноводе входит параметр мю- магнитная проницаемость, у железа (стали) этот параметр много больше 1 на 2-3 порядка. В соответстующее число раз и увеличивается и затухание. Потери в диэлектрике (краске) в этом случаее не сравнимы. Более гладкие трубы имеют меньшие потери, чем ржавые, не ровные, поскольку СВЧ ток бежит только в тонком приповерхностном слое, огибая рельеф. За счет неровности пройденый путь тока увеличвается в разы, те возростают потери. Ржавчина увеличивает еще потери за счет объемной поверхности.
2) При таких потерях тракта говорить об каком либо отражении не приходится - всегда будете иметь идеальное согласование, чего бы вы не делали с трубой.
3) Все отверстия, ответвления соизмеримые с длиной волны приведут только к дополнительному затуханию сигнала, за счет излучения в пространство или поглощения в ответвлении трубопровода.
4) Т.о даже если уменьшить затухание на моде Н01 за счет использования увеличения частоты до 80 ГГц, то я бы оценил затухание в стальной трубе на уровне не менее 24дб/км, и для обеспечения передачи информации потребуется мощный генератор и черезвычайно чуствительный приемник, все очень уникальное и дорогое, дешевле в трубе кинуть оптоволокно, как это сейчас и делают, или организовать воздушный радиорелейный канал.