Согласование четвертьволновым трансформатором., Вопрос чайника. Опции

[Pavel_I]

Имеется линия А и активная нагрузка. Волновое сопротивление линии А не равно сопротивлению
нагрузки. Для их согласования используется линия В в четверть длины волны, сопротивление
которой выбрано надлежащим образом.

В такой схеме линия А работает на согласованную с ней нагрузку - КСВ = 1, в линии имеется только
прямая волна, отраженной волны нет.

В линии В КСВ > 1, имеется отраженная от нагрузки волна.

Вопрос: что происходит с отраженной мощностью в согласующем отрезке.


Прошу прощения, если написал полную глупость.

[mother]

Для navuho.
Ещё раз. Есть нагрузка 100 Ом. Есть генератор с 25 Ом-ным сопротивлением. Между ними включена 50 Ом-ная измерительная линия. Всё можно измерить непосредственно данной линией! Если есть отражённая волна, на чём вы так настаиваите, я вам ещё раз задам очень простой вопрос - чему равен модуль коэффициента отражения Г в этой простейшей системе? Или КСВН. На одной частоте. Пусть она равна точно 1ГГц, и пусть длина 50-Омной измерительной линии на этой частоте точно лямбда на четыре.
Число в студию, пожалуйста! (И ничего больше!)

Сообщение отредактировал mother - Jan 30 2006, 15:01

[navuho]

Число в студию, пожалуйста! (И ничего больше!)

1port -- A (25 Ом) ---> B (50 Om) ---> C (100 Ом) --- 2port


F= 1 Ghz, Length_B = 300/4 mm


S11 = 0
S12 = 1

Прямая волна : B_forw = 1.061
Обратная волна: B_back = 0.3543

B_forw^2 - B_back^2 = S12^2

И что ?

Заметьте только, что в результате получим ~40 % перенапряжение в линии B !!!

[mother]

Число в студию, пожалуйста! (И ничего больше!)

1port -- A (25 Ом) ---> B (50 Om) ---> C (100 Ом) --- 2port


F= 1 Ghz, Length_B = 300/4 mm


S11 = 0
S12 = 1

Прямая волна : B_forw = 1.061
Обратная волна: B_back = 0.3543

B_forw^2 - B_back^2 = S12^2

И что ?

Заметьте только, что в результате получим ~40 % перенапряжение в линии B !!!

Сударь! Я же вас просил только одну цифру! К С В Н ! Вы знаете, что это такое?
Это Коэффициент Стоячей Волны.

[navuho]

Сударь! Я же вас просил только одну цифру! К С В Н ! Вы знаете, что это такое?
Это Коэффициент Стоячей Волны.

Послушайте уважаемый, прочитайте ка вы лучше любую книжку по теории СВЧ.
Советую Никольский "Электродинамика и распространение радиволн"
Мне, честно говоря, уже надоело объяснять прописные истины.
Без обид...

ps КСВН = 2

[mother]

Сударь! Я же вас просил только одну цифру! К С В Н ! Вы знаете, что это такое?
Это Коэффициент Стоячей Волны.

Послушайте уважаемый, прочитайте ка вы лучше любую книжку по теории СВЧ.
Советую Никольский "Электродинамика и распространение радиволн"
Мне, честно говоря, уже надоело объяснять прописные истины.
Без обид...

ps КСВН = 2

Да, что вы! Какие обиды! Спасибо за ответ!
Итак, КСВН =2. Прекрасно! Это означает, что 11% мощности отражается!
Куда?! И откуда эта лишняя мощность взялась?! Очень интересно! Давайте квартиры обогревать! У нас ведь 50 Омная линия без потерь, и 100% мощности попадает и выделяется в нагрузке 100 Ом?!
Ответ, опять таки большая просьба, сделать покороче. А то вы нас тут всех за придурков держите.

Кроме того, это ведь не опыт Майкельсона-Морли. Расскажите нам, как вы измерили это КСВН = 2?!
А насчёт книжек - кроме того, что читать, их ещё и понимать надо

Сообщение отредактировал mother - Jan 31 2006, 00:39

[navuho]

А насчёт книжек - кроме того, что читать, их ещё и понимать надо

Откуда столько апломба ? Вот и займитесь этим полезным делом.
Никольский, гл. 3 "Свободные колебания объемных резонаторов"
И внимательно прочитайте мой пост выше, там даже формула есть.

Может еще, кто выскажется по теме ? Элементарные вещи обсуждаем, imho...

[Valery_Vlad]

Сударь!
У Вашего оппонента не апломб, а глубокое знание материала, понимание физики происходящего явления. Я предлагаю закрыть этот вопрос, ибо он описан достаточно хорошо во многих источниках. А человеку задавшему этот вопрос, можно было проявить больше настойчивости в поиске ответа в интернете. На этом форуме надо обсуждать вопросы более высокого уровня трудности.

[navuho]

На этом форуме надо обсуждать вопросы более высокого уровня трудности.

Какой смысл, если вы основ не понимаете ?
Нет, я решительно не удивляюсь, что башня сгорела. Иначе просто и быть не могло при
таких "глубоких знаниях материала и понимания физики происходящего явления."
А вообще пишите по делу лучше...

Продолжим ликбез.

Это означает, что 11% мощности отражается!

Это значит, что в линии B присутствует стоячая волна, обусловленная отражениями на концах линии.

И откуда эта лишняя мощность взялась?!

Она не лишняя. Вектор Пойнтинга (передача энергии, если не знаете) складывается из волн бегущих
в обоих направлениях. В линии B присутствуют две волны, их сумма и даст вам искомый
энергетический перенос через сечение. Он в точности равен S12 для линии без потерь.

Расскажите нам, как вы измерили это КСВН = 2?!

Я его не мерял, я его расчитал. Берем простейшие S-матрицы скачков импеданса (25/50 и 50/100 Ом),
соединяем их матрицей линии передачи B и в результате восстанавливаем падающие и отраженные
волны на концах линии. При этом решается соответствующая система линейных уравнений.
Для данного случая, можно выкладки проделать теоретически. Я провел расчет в DS-studio для простоты.
Файл прилагается.

Прикрепленные файлы

 test.zip ( 7.89 килобайт ) Кол-во скачиваний: 25

 

[MKS]

....
Я его не мерял, я его расчитал. Берем простейшие S-матрицы скачков импеданса (25/50 и 50/100 Ом),
соединяем их матрицей линии передачи B и в результате восстанавливаеи падающие и отраженные
волны на концах линии. При этом решается соответствующая система линейных уравнений.
Для данного случая, можно выкладки проделать теоретически. Я провел расчет в DS-studio для простоты.
Файл прилагается.

Хотя не в тему но все же.Что это за DS-studio такой ?
Поиск по гуглу ничего не дал, а узнать интересно.
Заранее спасибо.

[navuho]

Хотя не в тему но все же.Что это за DS-studio такой ?

CST Design Studio, сейчас он входит в поставку CST Studio Suite 2006
http://www.cst.de/Content/Products/DS/Overview.aspx

[mother]

Мощность начинает поступать от генератора (25 Ом) по согласованной с генератором волновой линии 25 Ом к четверьволновому трасформатору. Она, мощность, в отличие от нас, не знает, что там стоит кусочек линии с другим волновым сопротивлением.(50 Ом) Она, эта мощность, просто смотрит, какое входное сопротивление у следующего участка цепи. И если оно, входное спротивление слудующего участка цепи такое же, мощность идёт дальше к нагрузке(100 Ом). С этим все согласны, что мощность без отражений проникает в чевертьволновой трансформатор. Извиняюсь за банальность. Это просто та самая "вешалка".
Дальше. Если мы хотим путешествовать с падающей волной мощности уже внутри чевертьволновой линии, мы должны разорвать четвертьволновую линию в любом сечении и включить новый источник падающей волны в любом направлении – либо в сторону генератора, либо в сторону нагрузки. Причём, теперь уже источник долженн быть с 50 Омным внутренним сопротивлением, как и сама чевертьволновая линия.
Понятно, что со стороны где был генератор (25 Ом), мощность отразится с КСВН = 2. Такое же КСВН = 2 будет и со стороны нагрузки (100 Ом). Зная место разрыва, куда включался измерительный генератор, и имея измеритель КСВН, можно извлечь всю информацию о системе. Но это будет лишь измерительный эксперимент, который нам позволит измерить правильно ли был спроектирован чевертьволновой трансформатор. При этом, распределение токов и напряжений при измерительном эксперименте в трансформаторе, будет совершенно иным, чем при реальном прохождении мощности от генератора 25 Ом к нагрузке 100 Ом через этот самый 50 Омный трансформатор.
Как мне представляется, говорить о коэфициенте отражения в любом сечении можно лишь тогда, когда в "тылу" есть "чистая" согласованная с генератором линия.

[navuho]

Мощность начинает поступать ... мощность, в отличие от нас, не знает, ... эта мощность, просто смотрит... мощность без отражений проникает...мощность отразится

Мощность величина скалярная. Зависит она, как я уже сказал, от волн бегущих в ОБЕ стороны.
Поэтому никуда она смотреть и ничего знать не может. Правильно говорить об амплитуде сигнала(поля).
Откуда у вас такая терминология ? За такие перлы с экзаменов просто выгоняют...

Дальше. Если мы хотим путешествовать с падающей волной мощности уже внутри чевертьволновой линии, мы должны разорвать
четвертьволновую линию в любом сечении и включить новый источник ...
При этом, распределение токов и напряжений при измерительном эксперименте в трансформаторе, будет совершенно иным...

Нужно мысленно (искусственно) разорвать линию и подключить идеальный направленный ответвитель.
Что я и сделал в DS-dtudio. При этом никакие граничные условия на концах линии нарушены не будут.
Все будет так, как и в реальной линии.

Как мне представляется, говорить о коэфициенте отражения в любом сечении можно лишь тогда, когда в "тылу" есть "чистая" согласованная с генератором линия.

Говорит о коэффициенте отражения можно всегда, независимо от того, что есть в "тылу", а что на "фронте".
Обе бегущие волны (прямая и обратная) совершенно равноправны по отношению к линии передачи.
Достаточно включить в линию ответвитель. Другое дело, что когда линия короткая, это нелегко сделать экспериментально.
Но в расчетах длина ответвителя нулевая, можно исследовать волны в линии произвольной длины.

[mother]

Мощность начинает поступать ... мощность, в отличие от нас, не знает, ... эта мощность, просто смотрит... мощность без отражений проникает...мощность отразится

Мощность величина скалярная. Зависит она, как я уже сказал, от волн бегущих в ОБЕ стороны.
Поэтому никуда она смотреть и ничего знать не может. Правильно говорить об амплитуде сигнала(поля).
Откуда у вас такая терминология ? За такие перлы с экзаменов просто выгоняют...

Вы, как я надеялся , должны были понять, что я имел в виду падающую волну.
Насчёт терминологии - за слово "вешалка", вы должны были бы пристрелить студента на месте!

Дальше. Если мы хотим путешествовать с падающей волной мощности уже внутри чевертьволновой линии, мы должны разорвать
четвертьволновую линию в любом сечении и включить новый источник ...
При этом, распределение токов и напряжений при измерительном эксперименте в трансформаторе, будет совершенно иным...

Нужно мысленно (искусственно) разорвать линию и подключить идеальный направленный ответвитель.
Что я и сделал в DS-dtudio. При этом никакие граничные условия на концах линии нарушены не будут.
Все будет так, как и в реальной линии.


Я пытался показать, что как раз всё будет не совсем так, как в жизни!

Как мне представляется, говорить о коэфициенте отражения в любом сечении можно лишь тогда, когда в "тылу" есть "чистая" согласованная с генератором линия.

Говорит о коэффициенте отражения можно всегда, независимо от того, что есть в "тылу", а что на "фронте".
Обе бегущие волны (прямая и обратная) совершенно равноправны по отношению к линии передачи.
Достаточно включить в линию ответвитель. Другое дело, что когда линия короткая, это нелегко сделать экспериментально.
Но в расчетах длина ответвителя нулевая, можно исследовать волны в линии произвольной длины.

Генератор и нагрузку принципиально нельзя менять местами!

[navuho]

Насчёт терминологии - за слово "вешалка", вы должны были бы пристрелить студента на месте!

Зачем же. Просто есть вещи принципиальные. Например, в резонаторе - поток мощности через сечение нулевой,
однако же можно говорить о волнах одинаковой амплитуды, бегущих навстречу.

Я пытался показать, что как раз всё будет не совсем так, как в жизни!

Все будет именно так. Как в жизни.

Генератор и нагрузку принципиально нельзя менять местами!

Ну почему. Представьте, что у вас есть идеальный генератор и идеальная нагрузка, согласованные на всех частотах. Меняйте на здоровье.
Этот подход применяется во многих программах, для сшивки ненормированных S-матриц.
Порт - по определению - является идеальным генератором (нагрузкой)

[mother]

Генератор и нагрузку принципиально нельзя менять местами!

Ну почему. Представьте, что у вас есть идеальный генератор и идеальная нагрузка, согласованные на всех частотах. Меняйте на здоровье.
Этот подход применяется во многих программах, для сшивки ненормированных S-матриц.
Порт - по определению - является идеальным генератором (нагрузкой)

Частный случай не является основанием для обобщения! Насчёт генератора и нагрузки это касается в особенности. Вы просто должны это знать.

"Алла устал-л-л-ла..."

Сообщение отредактировал mother - Feb 1 2006, 13:16