Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Согласование четвертьволновым трансформатором.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Страницы: 1, 2
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.
LordN
в линии В отраженной волны не будет, КСВ также = 1.
Pavel_I
Цитата(LordN @ Dec 13 2005, 08:18) *
в линии В отраженной волны не будет, КСВ также = 1.


Почему? Ведь линия В будет работать на нагрузку с сопротивлением
отличным от её волнового.
Engineer-mwave
Пардон,господа,а где вы видели линию с КСВ=1???!!!
А мощность может рассеиваться всеми известными способами.
Каков вопрос - таков ответ.
Pavel_I
Цитата(Engineer-mwave @ Dec 13 2005, 10:40) *
Пардон,господа,а где вы видели линию с КСВ=1???!!!

В книжке.

Цитата
А мощность может рассеиваться всеми известными способами.
Каков вопрос - таков ответ.


Да, исчерпывающее объяснение w00t.gif .
navuho
Цитата(Pavel_I @ Dec 12 2005, 23:52) *
Вопрос: что происходит с отраженной мощностью в согласующем отрезке.
Прошу прощения, если написал полную глупость.

Если имеется ввиду линейная схема - Линия A - Линия B - Нагрузка,
то при согласовании Линия B образует резонатор, излучение из которого компенсирует отражение,
возникающее при соединении линий A и В.
При этом возникнет дополнительное затухание в линии В (сигнал бегает в ней туда-обратно),
которое будет зависеть от величины несогласования с нагрузкой.
MKS
Цитата(navuho @ Dec 13 2005, 12:56) *
Если имеется ввиду линейная схема - Линия A - Линия B - Нагрузка,
то при согласовании Линия B образует резонатор, излучение из которого компенсирует отражение,
возникающее при соединении линий A и В.
При этом возникнет дополнительное затухание в линии В (сигнал бегает в ней туда-обратно),
которое будет зависеть от величины несогласования с нагрузкой.

Может все таки дополнительное затухание будет зависеть от потерь в линии В ?
navuho
Цитата
Может все таки дополнительное затухание будет зависеть от потерь в линии В ?

Естественно, будь линия идеальной, она ничего бы и не привнесла...
MKS
По вашему получается что и при идеальной линии всеравно будет вносится затухание...
Цитата(navuho @ Dec 15 2005, 21:16) *
...При этом возникнет дополнительное затухание в линии В (сигнал бегает в ней туда-обратно),
которое будет зависеть от величины несогласования с нагрузкой.

Именно этот момент мне непонятен.
Насколько я понимаю от величины несогласования с нагрузкой (разности волновых сопротивлений) будет зависеть полоса частот согласования. А вносимое затухание определяется только потерями в четвертьволновом трансформаторе (естествено на резонансной частоте).
navuho
Цитата(MKS @ Dec 15 2005, 23:52) *
По вашему получается что и при идеальной линии всеравно будет вносится затухание...

Я этого не утверждал. По моему, очевидно, что потери зависят от свойства самой линии, нет ?
Плюс, в данном случае, они будут зависеть от несогласования линии с нагрузкой.

Цитата
от величины несогласования с нагрузкой (разности волновых сопротивлений) будет зависеть полоса частот согласования.

согласен

Цитата
А вносимое затухание определяется только потерями в четвертьволновом трансформаторе (естествено на резонансной частоте).

А что вы подразумеваете под "потерями в четвертьволновом трансформаторе " на рез. частоте ?
IMHO четвертьволновой трансформатор = резонатор. И потери в нем будут зависеть от добротности (согласования линии B с нагрузкой и линией А)
MKS
Цитата(navuho @ Dec 15 2005, 23:24) *
А что вы подразумеваете под "потерями в четвертьволновом трансформаторе " на рез. частоте ?
IMHO четвертьволновой трансформатор = резонатор.

Под потерями в трансформаторе (резонаторе) я понимаю активные потери, попросту затухание
идущей по линии волны. От этих потерь и зависит добротность резонатора.
Цитата(navuho @ Dec 15 2005, 23:24) *
И потери в нем будут зависеть от добротности (согласования линии B с нагрузкой и линией А)

То что зависят от добротности это я согласен конечно.
Вот как я понимаю работу этого резонатора.
Волновое сопротивление В расчитывается как корень из произведения волновых сопротивлений
линии А и нагрузки. Это обеспечивает нужные коэфициенты отражения на концах резонатора,
так что бы отраженная волна со стороны линии А была скомпенсирована волной прошедшей в
резонатор в котором проходя путь половины длины волны (туда и обратно) она получает дополнительный сдвиг фаз ПИ (относительно отраженной волны). Таким образом при отсутствии затухания в линии В происходит полная компенсация отраженных волн со стороны линии А, а при их наличии амплитуда волны набежавшей фазу ПИ становится меньше амплитуды отраженной волны на стыке А и В, что приводит к неполному их вычитанию. И следовательно даже на рез. частоте есть определенное значение КСВ.
Так, как я понимаю все выглядит в теории. Поправте если я не прав.
Мне непонятно почему вы пишите про добротность и в скобках приписываете (согласования линии B с нагрузкой и линией А) ? Как связана добротность в данном случае с согласованием ? Под согласованием вы понимаете разность волновых сопротивлений линий ?
navuho
Цитата(MKS @ Dec 16 2005, 11:22) *
...попросту затухание идущей по линии волны. От этих потерь и зависит добротность резонатора.

на самом деле в линии В бегает бесконечная сумма волн, которые, да, при сложении в установившемся режиме дают одну волну бегущую вперед (и одну назад).

Цитата
Это обеспечивает нужные коэфициенты отражения на концах резонатора,
так что бы отраженная волна со стороны линии А была скомпенсирована волной прошедшей в
резонатор в котором проходя путь половины длины волны (туда и обратно) она получает дополнительный сдвиг фаз ПИ

Это ~ верно, только при небольшой величине отраженениия от нагрузки, ктогда можно считать амплитуду
первичного отражения от линии B (Г1<<1) примерно равной амлитуде вторичного отр. от нагр. (Г2<<1).
Если же отражение от нагрузки существенно, то нужно считать беск. ряд отражений и прохождений
по линии В (это подробно описывается в литературе, напр. David Pozar "Microwave Engineering" )
В результате, конечно, получится "корень из произведения ...", что верно, как вы заметили, только при идеальной линии В.
При наличии заметных потерь в линии В, для согл. линии А с нагр. расчетный импеданс ZB будет уже другим
( при этом добиться полного согл. в ряде случаев может оказаться невозможным).

Цитата
Под согласованием вы понимаете разность волновых сопротивлений линий ?

Да. Если они одинаковые - то линии согласованные, если разные - то несогласованные (или плохо согл.)
MKS
to navuho:
Спасибо за исчерпывающий ответ.
А где можно взять книгу David Pozar "Microwave Engineering" ?
Хотелось бы изучить этот вопрос в полном объеме. smile.gif
navuho
Цитата(MKS @ Dec 16 2005, 17:39) *
А где можно взять книгу David Pozar "Microwave Engineering" ?

hxxp://file.21ic.com.cn/RFDesign/Microwave.Engineering-Pozar/
recavi
Насколько я понимаю, народ интересует физика явления, описанная на пальцах. Возможно кого-то устроит моё объяснение.
При данной поставленной задаче, если речь идет о согласовании в частотной точке, то никаких отраженных волн ни в согласующем трансформаторе (будь он с потерями или без - сделать можно любой) ни в каком другом месте цепочки нет, ибо в любом сечении выпоняется условие - комплексный к-т отражения источника (левой стороны цепи) комплексно сопряжен с коэффициентом отражения нагрузки (правой стороны цепи), т.е. полная передача энергии слева направо и никаких дополнительных потерь нигде нет, а то вы посрамите теорию линейных цепей, а её жалко, она неплоха. Просто эти к-ты отражения при движении сечения постоянно взаимосвязанно меняются, оставаясь комплексно-сопряженными. Если я соврал, то ненарочно.
mother
Распределённая четвертьволновая линия, если её рассматривать в одной частотной точке, это просто Г-образная, и причём чисто реактивная LC цепь. L и C выбирают таким образом, чтобы со стороны А и в сторону нагрузки, сигнал видел бы только чисто активную, и равную выходному сопротивлению цени А, нагрузку. То есть, на одной частоте всё скомпенсировано и накаких отражений нет!
Более подробно и очень доступно в:
С. И. Баскаков
Радиотехнические цепи с распределёнными параметрами.
С уважением, Михаил.
navuho
Цитата(recavi @ Jan 28 2006, 17:38) *
никаких отраженных волн ... в согласующем трансформаторе ... нет,

&
Цитата
в любом сечении выпоняется условие - комплексный к-т отражения источника (левой стороны цепи) комплексно сопряжен с коэффициентом отражения нагрузки (правой стороны цепи),

Вы же сами себе противоречите. Коэффициенты отражения есть, а отраженных волн нет. Это как так ?

Цитата
полная передача энергии слева направо и никаких дополнительных потерь нигде нет

Если линия без потерь, то никаких потерь нет, полная передача, да.
Но обсуждаем то мы линию B с потерями !

Цитата
а то вы посрамите теорию линейных цепей

Упаси боже, не хотел ничего срамить, правда smile.gif IMHO, при наличие потерь цепь становится нелинейной...

Цитата(mother @ Jan 28 2006, 18:58) *
на одной частоте всё скомпенсировано и накаких отражений нет!

Что скомпенсировано ? Развейте свою мысль пожалуйста.
Мы обсуждаем поле в линии B, да ?
mother
Я не знаю насколько вы опытны в СВЧ.
Для начала, - чтобы понять физику - всё на пальцах можно рассказать и на сосредоточеннных элементах, в том числе и понятия падающих и отражённых волн. Повторюсь, я просто не хотел бы вас утомлять рассказами про то, что вы и так знаете.
С уважением, Михаил
LordN
вообще не вижу повода для спора. вопрос изначально ошибочен. 1/4 волновый отрезок - это трансформатор импедансов с надлежащим образом выбранным волновым сопротивлением. откуда в нем возьмется отраженная волна?
речь явно идет об идеальных линиях. но и в реальных потери будут обусловлены только потерями линий, если же выбор волн.сопр.1/4волн.отрезка проведён надлежащим образом то потери будут рассеяны в самой же линии, излучением в пространство и т.д.
p.s. абсолютно согласен с Михаилом.
navuho
Цитата(mother @ Jan 29 2006, 14:41) *
Я не знаю насколько вы опытны в СВЧ.

Симметрично...

Цитата
Для начала, - чтобы понять физику - всё на пальцах можно рассказать и на сосредоточеннных элементах

А вот с этим не согласен категорически. Всегда лучше иметь представление на уровне полей.
Сосредоточенные элементы, импедансы, LRC - это все абстракции уровнем выше, imho

Цитата
Повторюсь, я просто не хотел бы вас утомлять рассказами про то, что вы и так знаете.

Извольте, я готов выслушать ваши доводы. Я утверждаю, что в схеме согласования:
Линия А --> Линия B ----> Нагрузка , в Линии B ВСЕГДА будет присутствовать стоячая волна.
Вы против ?
mother
Цитата(navuho @ Jan 29 2006, 22:25) *
Цитата(mother @ Jan 29 2006, 14:41) *

Я не знаю насколько вы опытны в СВЧ.

Симметрично...

Цитата
Для начала, - чтобы понять физику - всё на пальцах можно рассказать и на сосредоточеннных элементах

А вот с этим не согласен категорически. Всегда лучше иметь представление на уровне полей.
Сосредоточенные элементы, импедансы, LRC - это все абстракции уровнем выше, imho

Цитата
Повторюсь, я просто не хотел бы вас утомлять рассказами про то, что вы и так знаете.

Извольте, я готов выслушать ваши доводы. Я утверждаю, что в схеме согласования:
Линия А --> Линия B ----> Нагрузка , в Линии B ВСЕГДА будет присутствовать стоячая волна.
Вы против ?

Ага! Чтобы объяснить как работает обыкновенный трансформатор в одной частотной точке, вы будете уравнения Максвела решать?! И вы это называете проще? Давйте так - я напишу урок про согласование на сосредоточенных элементах для школьного уровня физики, и вы постарайтесь сделать то же на уровне ЕМ полей и посмотрим, что будет проще. Пойдёт? smile.gif
navuho
Цитата(mother @ Jan 29 2006, 16:45) *
Ага! Чтобы объяснить как работает обыкновенный трансформатор в одной частотной точке, вы будете уравнения Максвела решать?!

А как же smile.gif Я их всегда решаю.

Цитата
И вы это называете проще?

Дело не в проще или сложнее, не будем отвлекаться.
Я сформулировал свое утверждение, если вы против - объясните. Только все равно все сведется к полям...
Можно и изменить условия, для простоты : Линия А - диафрагма - Линия А - нагрузка. Диафрагма согласует нагрузку с линией А.
По вашему и в этом случае между нагрузкой и дифрагмой будет только бегущая волна ?
mother
Ну ладно. Начнём с начала.
Первое - что значит согласование?
Я ещё в начале хотел сказать, что согласовавать обычно принято импедансы, а не линии. Так как если говорят о линии, подразумевают, что она всё-таки кончается какой-то нагрузкой! Естественно для простоты мы считаем, что потерь в линии нет! То есть вопрос стоит так - согласуем два импеданса. А между ними могут быть линии, волноводы, сосредоточенные элементы и т. д. Главное, считаем, что нет излучения. Перед тем как мы перейдём к расспределённой линии, поймём, что происходит на сосредоточенных элементах L и C. для простоты можем принять, что они согласуемые импедансы - активные (без реактивностей). Дальше. Что значит - согласовать? Это значит привести на выходе генератора ток и напряжение в фазе и кроме того напряжение должно быть ровно половина от максимального напряжения генератора. (хх) И всё. Собственно L и C только это и делают - меняют фазу и амплитуду на выходе генератора нужным образом. Вместо напряжения можно говорить о токе - ничего не меняется.
Когда мы ставим между двумя нагрузками распределённую линию - она должна выполнить ту же задачу - таким образом закрутить фазу и амплитуду на выходе генератора перед согласующей линией, чтобы напряжение и ток были бы в фазе и кроме того напряжение должно быть половиной от максимального. Тогда вся мощность, которая может выдаваться генератором будет поступать в нагрузку (ей больше некуда деваться). Генератор со своим выходным сопротивлением, как бы и не знает , что там дальше творится - толи согласующая линия, то ли волновод, то ли L и C элементы. Он видит только подходящие условия на выходе. после его внутреннего сопротивления, при котрых он может отдавать максимальную мощность. А отличие распределённой от сосредоточенной в том, что что вдоль линии от генератора к нагрузке мы можем увидеть постепенное нарастание/уменьшение амлитуды напряжения при постепенном уменьшении/нарастании амплитуды тока.
Зачем тут вводить понятие стоячей волны между импедансами - мне непонятно. А тем более диафрагма? smile.gif ИМХО
С ув. Михаил
navuho
Очень сумбурно изъясняете и от этого непонятно. Согласовывать принято именно направленные линии передач (ака волноводы),
импедансы - лишь частный случай одномодовой TEM линии, когда векторы E и H перпендекулярны и
отношение их комплексных амплитуд постоянно в любой плоскости z=const. Для произвольных волноводов сие не верно.


Цитата(mother @ Jan 29 2006, 18:37) *
Первое - что значит согласование?

Согласование есть отсутствие отражения ---> отстутствие волн, бегущих в обратном (к генератору) направлении.

Цитата
Когда мы ставим между двумя нагрузками распределённую линию - она должна выполнить ту же задачу - таким образом закрутить фазу и амплитуду...

Линия без потерь никаким образом "крутить" амплитутуду не может, только фазу.


Цитата
А отличие распределённой от сосредоточенной в том, что что вдоль линии от генератора к нагрузке мы можем увидеть постепенное нарастание/уменьшение амлитуды напряжения при постепенном уменьшении/нарастании амплитуды тока.

Нарастание/уменьшение оно у вас во времени или пространстве ? Если в пространстве - то это признак стоячей волны (в бегущей амплитуда = const).
А если во времени, то у TEM линии напряжение и ток - синфазны. Что вы имели ввиду ?

Цитата
Зачем тут вводить понятие стоячей волны между импедансами - мне непонятно.

А за тем, что наличие стоячей волны приводит к перенапряжению ---> пробою
А потом фидеры горят (вместе с башней)...
MKS
Чувствую из дебрей мы не скоро выйдем... Вот эта фраза ставит в тупик
Цитата(navuho @ Dec 16 2005, 13:23) *
Упаси боже, не хотел ничего срамить, правда smile.gif IMHO, при наличие потерь цепь становится нелинейной...

Как это цепь при наличии потерь становится нелинейной ? Вот к примеру волновод обладает потерями, так он что от этого нелинейным становится ? Не сочтите за труд и объяснитесь пожалуйста.

P.S.
Почитал David Pozar "Microwave Engineering".
Там четвертьволновый тран-р описан во временной и частотной областях. Временной подход действительно красивый и проливает свет на физику работы трансформатора. Так что всем рекомендую к прочтению. Вопросов больше не должно быть.
to navuho за книгу a14.gif
navuho
Цитата(MKS @ Jan 29 2006, 21:20) *
Вот к примеру волновод обладает потерями, так он что от этого нелинейным становится ?

Эээ...ну в общем виде потери могут быть и нелинейными (нагрев&деформация или сильная зависимость потерь от температуры)
Вообще, я имел ввиду, что распределение поля по линии (волноводу) будет более сложным.
Неправильно, конечно, выразился.
mother
Цитата(navuho @ Jan 30 2006, 01:54) *
Очень сумбурно изъясняете и от этого непонятно. Согласовывать принято именно направленные линии передач (ака волноводы),
импедансы - лишь частный случай одномодовой TEM линии, когда векторы E и H перпендекулярны и
отношение их комплексных амплитуд постоянно в любой плоскости z=const. Для произвольных волноводов сие не верно.


Согласен, что быстрый ответ - не есть лучший ответ
Цитата(mother @ Jan 29 2006, 18:37) *

Первое - что значит согласование?

Согласование есть отсутствие отражения ---> отстутствие волн, бегущих в обратном (к генератору) направлении.

Конечно. Просто то же самое я хотел сказать в терминах напряжений и токов
Цитата
Когда мы ставим между двумя нагрузками распределённую линию - она должна выполнить ту же задачу - таким образом закрутить фазу и амплитуду...

Линия без потерь никаким образом "крутить" амплитутуду не может, только фазу.


Как раз, когда вы помещаете зонд в линию без потерь вы и видите там распределение напряжения вдоль линии, - конечно, если в линии есть отражения! Так и измеряют ведь КСВН! Хотя линия линейна. И вообще, что делает тогда четвертьволновая линия согласования, если не меняет амплитуду?
Цитата
А отличие распределённой от сосредоточенной в том, что что вдоль линии от генератора к нагрузке мы можем увидеть постепенное нарастание/уменьшение амлитуды напряжения при постепенном уменьшении/нарастании амплитуды тока.

Нарастание/уменьшение оно у вас во времени или пространстве ? Если в пространстве - то это признак стоячей волны (в бегущей амплитуда = const).
А если во времени, то у TEM линии напряжение и ток - синфазны. Что вы имели ввиду ?


Да, у нас есть распределение напряжения вдоль согласующей линии. Но! У вас не будет ни одного узла и ни одной пучности! В этом и есть главное отличие. Изменение напряжения и тока вдоль линии будет плавным от начала линии и до конца, то есть до нагрузки. Так ведь? Помещая зонд вдоль согласующей линии, вы увидите изменение поля, но вы не сможете измерить КСВН, так как не найдёте ни одной пучности и ни одного узла! Простой опыт - вы хотите согласовать нагрузку 100 Ом с генератором 25 Ом. Вы ставите между ними 50-омную линию и видите то о чём я вам говорил - линейная линия крутит и напряжение и фазу, но измерить КСВН вы в ней в этой линии не можете в принципе, из-за самого определения КСВН, как отношения амплитуд поля в экстремумах. Нет их просто!

Цитата
Зачем тут вводить понятие стоячей волны между импедансами - мне непонятно.

А за тем, что наличие стоячей волны приводит к перенапряжению ---> пробою
А потом фидеры горят (вместе с башней)...

Когда башни горят - это плохо! Собственно именно поэтому никто и не согласует антенну перед её зажимами! Именно поэтому антенна и должна быть идеально согласована с подводящим фидером! А все согласования именно поэтому и делают до передачи мощности в питающий кабель.
navuho
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 02:17) *
И вообще, что делает тогда четвертьволновая линия согласования, если не меняет амплитуду?...

Да, у нас есть распределение напряжения вдоль согласующей линии. Но! У вас не будет ни одного узла и ни одной пучности!

Так, в главном, наконец, сошлись. В согласующей линии B есть распределние максимумов напряжений или СТОЯЧАЯ ВОЛНА.
Естественно она будет не чистой, стоячей волной с характерными узлами и пучностями ( это было бы только в случае КЗ)
Она будет примешена к бегущей. Но что я хочу подчеркнуть, так это то, что максимум напряжения в линии B будет ВЫШЕ, чем в линии А.
Каким бы идеальным не было согласование.
И еще. Линия, сама по себе никаким образом не меняет амплитуду (это высказывание физически неверно).
Амплитутда поля устанавливается в результате интерференции волн бегущих в противоположных направлениях.
Прочитайте книжку Pozar-а, там все детально расписано.

Цитата
... вы увидите изменение поля, но вы не сможете измерить КСВН, так как не найдёте ни одной пучности и ни одного узла!

То что вы не можете что-то измерить, не означает, что этого нет.
Есть изменение поля - значит есть стоячая волна. Другого быть не может.
Если интересно, можно просчитать отражения от мест стыковки двух линий и от нагрузки.
И затем, использую Ansoft Designer или CST DS-studio, убедиться в наличие отраженной волны в линии В.

Цитата
Именно поэтому антенна и должна быть идеально согласована с подводящим фидером!

Тут, хотелось бы уточнить. Идеальное согласование это полное отсутствие отражений от самой антены.
Что невозможно принципиально. Приходится согласовывать с помощью дополнительных элементов в подводящем тракте.
И как бы идеально в результате вы не согласовали антенну с фидером, это всегда даст перенапряжение в месте согласования.

На этом все, спасибо за дискуссию. Надеюсь она была полезной !
mother
Цитата(navuho @ Jan 30 2006, 16:37) *
Так, в главном, наконец, сошлись. В согласующей линии B есть распределние максимумов напряжений или СТОЯЧАЯ ВОЛНА...
То что вы не можете что-то измерить, не означает, что этого нет.
Есть изменение поля - значит есть стоячая волна. Другого быть не может...
sad.gif
Нет. В этом мы как раз и не сошлись! Изменение наряжённости поля не означает всегда наличие отражённой волны. Нет минимумов и максимумов - значит нет интереференции и значит нет взаимодействия двух волн. Именно это и происходит в поле точечного излучателя - как вам должно быть известно. И именно это происходит на одной частоте (подчёркиваю!) в четвертьволновой идеальной согласующей линии. Возьмте КСВН-метр и скажите тогда мне какое КСВН в 50-Омном тракте длиной в четверть волны, когда он согласлвывает 100 Ом с 25 Омами генератора!!!
Меняя место положения зонда вдоль линии вы увидите изменение наряжённости поля. Но какое КСВН?!!! biggrin.gif Напряжённость поля будет плавно увеличиваться от генератора к нагрузке. Но какая там стоячая волна, если вы не можете, повторяюсь, мне сказать велечину КСВН?
А заявление типа - "Есть изменение поля - значит есть стоячая волна. Другого быть не может..." - мне кажется не метод дискуссии...
Но тем не менее, действительно, спасибо вам!
navuho
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 11:40) *
А заявление типа - "Есть изменение поля - значит есть стоячая волна. Другого быть не может..." - мне кажется не метод дискуссии...

Хорошо, рассуждаем дальше.
Что может быть в линиях передач ?

1. Чисто бегущая от генератора волна. A0*exp(wt-kz) ---------> [амплитуда постоянна вдоль линии !]

2. Чисто отраженная волна A1*exp(wt+kz) ---------------> [амплитуда постоянна вдоль линии !]

3. Сумма бегущих и отраженных волн. Это наш случай. -----> [амплитуда поля зависит от положения !]

Эта сумма математически раскладывается на чисто бегущую волну + стоячая волна.
Наличие стоячей волны дает перенапряжение (по сравнению с подводящей линией)

Какие у вас есть еще варианты ?
Все это можно и посчитать (точно!) и измерить. Вы знаете длину волны, знаете что распределение - косинус.
Этого достаточно.


Цитата
Изменение напряжённости поля не означает всегда наличие отражённой волны. Нет минимумов и максимумов - значит нет интереференции и значит нет взаимодействия двух волн.

Вас смущает, что расстояние всего l/4 ? От этого волны не перестают быть волнами.
Можно и l/1000 рассматривать. В этом случае только число мод увеличится.
Их супперпозиция и даст вам картину поля вблизи неоднородности (скачок импеданса).
Всем этим можно и пренебречь, если мощности маленькие. В противном случае приходится
досконально изучать структуру полей в волноводе. Иначе - пробой обеспечен.
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!)
navuho
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 17:59) *
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
Цитата(navuho @ Jan 31 2006, 02:11) *
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 17:59) *

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
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 23:02) *
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
Цитата(navuho @ Jan 31 2006, 09:11) *
Цитата(mother @ Jan 30 2006, 23:02) *

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. smile.gif

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 надоsmile.gif
navuho
Цитата(mother @ Jan 31 2006, 03:33) *
А насчёт книжек - кроме того, что читать, их ещё и понимать надоsmile.gif

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
Цитата(Valery_Vlad @ Jan 31 2006, 14:12) *
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.

Цитата
Это означает, что 11% мощности отражается!

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


Цитата
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.

Цитата
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.
MKS
Цитата(navuho @ Jan 31 2006, 16:22) *
....
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. smile.gif
Заранее спасибо.
navuho
Цитата(MKS @ Jan 31 2006, 18:33) *
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
Цитата(mother @ Feb 1 2006, 12:50) *
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...

Цитата
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.

Цитата
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
Цитата(navuho @ Feb 1 2006, 19:46) *
Цитата(mother @ Feb 1 2006, 12:50) *

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

Цитата
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! smile.gif

Цитата
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! smile.gif
navuho
Цитата(mother @ Feb 1 2006, 15:17) *
Насчёт терминологии - за слово "вешалка", вы должны были бы пристрелить студента на месте! smile.gif

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

Цитата
Я пытался показать, что как раз всё будет не совсем так, как в жизни! smile.gif

Все будет именно так. Как в жизни.


Цитата
Генератор и нагрузку принципиально нельзя менять местами! smile.gif

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
Цитата(navuho @ Feb 1 2006, 21:52) *
Цитата

Генератор и нагрузку принципиально нельзя менять местами! smile.gif

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! smile.gif Насчёт генератора и нагрузки это касается в особенности. Вы просто должны это знать. smile.gif

"Алла устал-л-л-ла..." smile.gif
navuho
Цитата(mother @ Feb 1 2006, 16:13) *
Частный случай не является основанием для обобщения!

Как раз согласованный генератор(нагрузка) и является более общим случаем,
поскольку позволяет расчитать общую s-матрицу устройства независимо от внутренних свойств генератора(нагрузки) !
Все остальные частные случаи получаются из общего путем соответствующей ренормировки.


Цитата
"Алла устал-л-л-ла..." smile.gif

мы считали, мы считали, наши пальчики устали ... cheers.gif
mother
[quote name='navuho' date='Feb 1 2006, 22:59' post='83362']
[quote name='mother' post='83337' date='Feb 1 2006, 16:13']
Частный случай не является основанием для обобщения!
[/quote]
Как раз согласованный генератор(нагрузка) и является более общим случаем,
поскольку позволяет расчитать общую s-матрицу устройства независимо от внутренних свойств генератора(нагрузки) !

a14.gif
Все остальные частные случаи получаются из общего путем соответствующей ренормировки.

a14.gif

Только я про другое! Сколько раз я измерял матрицу рассеяния устройства, но ни разу мне не удавалось менять местами генератор и нагрузку! Верите? biggrin.gif
navuho
Цитата(mother @ Feb 1 2006, 17:32) *
ни разу мне не удавалось менять местами генератор и нагрузку! Верите? biggrin.gif

Верю, генератор тяжелый был smile.gif

Все зависит от конкретной задачи. В network analizer-е любой порт (обычно их 2) работает попеременно, то генератором, то нагрузкой.
В принципе, для взаимных и пассивных устройств должно выполняться S11=S22 и S12=S21. Это всевозможные сплиттеры, ответвители, мосты и т.д.
Миксеры, транзисторы, циркуляторы сюда не относятся. С ними все немного сложнее.
Вообще вопросы измерения это отдельная песня, поскольку нужно физически выполнить эту самую ренормировку
(т.е. иметь соответствующий toolkit для калибровки).
mother
Цитата(navuho @ Feb 2 2006, 01:00) *
Верю, генератор тяжелый был smile.gif

a14.gif
Цитата(navuho @ Feb 2 2006, 01:00) *
В network analizer-е любой порт (обычно их 2) работает попеременно, то генератором, то нагрузкой.

Я так и думал, что вы мало представляете чем отличается генератор от нагрузки! smile.gif
Цитата(navuho @ Feb 2 2006, 01:00) *
Миксеры, транзисторы, циркуляторы сюда не относятся. С ними все немного сложнее.

Да уж! Поменять местами генераторы и нагрузки, когда говорят, например об S-параметрах миксера, действительно, НЕМНОГО СЛОЖНЕЕ!!! biggrin.gif
Go on!!!
recavi
Если позволите - реплика.
Хорошо, когда стороны говорят:
Это неверно, потому, что ...
Это верно, потому, что ...
В противном случае получается перепалка, вместо выяснения истины. Тут конечно устанешь.
Если кто-то не хочет говорить о коэффициенте отражения, давайте поговорим о комплексном нормированном сопротивлении. То же самое , причем однозначно, но с другим именем. Другими словами если есть коэффициент отражения, это не значит, что есть отражение. Это термин того-же, но в других координатах. И что он показывет? Он показвает величину отраженой мощности от нагрузки, если источником является нормированная величина (часто, но не всегда, 50 ом). Думаю, что спор исчезнет, если все спокойно дальше подумают.
С уважением, Владимир.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.