Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Отличие магнитной от электрической антенны , ближнее поле
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
DASM
Никак не пойму разницы. В литературе мутно, мол первая это виток замкнутый, а второе провод. Попытка что либо понять из уравнений Максвелла закончилась дивергенцией ротора , то есть ничем. В HFSS модели показали, что и виток и провод вблизи себя имеют достаточно большое и то и то поле, отношение меняется, но но то Ом 500 и далее спадает до 377 сопротивления вакуума. Что то я делаю не так, и чего то не понимать
Вот тут ещё интересные рассуждения http://qrp.ru/articles/56-ra3aae-articles/401-black-hole-ant но степень их антинаучности я не могу оценить, хотя многое звучит здраво. Но мне не понятно причем тут добротность и резонанс антенны в плане отличия поля, излучаемого антенной в ближней зоне
И вообще не понимаю, есть же все формулы давно, с одной стороны откуда столько спекуляций и прочего, но с другой стороны и простого пояснения принципов магнитной антенны тоже нет.
Сразу скажу, я не очередную чудо антенну делаю, мне вообще только ближнее поле интересно ее
Вот есть понятные формулы диполя, но чем поля витка отличается?
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 07:20) *
Сразу скажу, я не очередную чудо антенну делаю, мне вообще только ближнее поле интересно ее
Вот есть понятные формулы диполя, но чем поля витка отличается?


Думаю, названия свои они получили не из-за отличий в устройстве полей ближней зоны. А из-за того, что диполь больше взаимодействует с электрической составляющей ЭМП, а рамка с магнитной.
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 09:01) *
Думаю, названия свои они получили не из-за отличий в устройстве полей ближней зоны. А из-за того, что диполь больше взаимодействует с электрической составляющей ЭМП, а рамка с магнитной.

Из каких конструктивных особенностей можно посчитать такие "коэффициенты" чувствительности?
ikm
Вот документик, может поможет вам. Там конструкция конкретных рамочных антенн и формулы расчёта.
DASM
Цитата(ikm @ Jul 13 2017, 09:35) *
Вот документик, может поможет вам. Там конструкция конкретных рамочных антенн и формулы расчёта.

Страница 25 ещё более путает, обычно рамки показывают по направлению к осевому перпидикуляру. Но в ближней зоне квпз статического поля как то иначе все. А ведь я ещё до поляризации не дошел. Как бы в этой зоне и волны нет, значит нет и поляризации, но направленность то есть и взаимная ориентация роль играет. То есть видимо в дальней зоне считаем поляризацию волны, а в ближней зоне что, взаимную индуктивность, ? А в переходной и то и то? Мозги кипят, а HFSS иногда вообще непонятное даёт..
Lerk
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 09:51) *
Страница 25 ещё более путает, обычно рамки показывают по направлению к осевому перпидикуляру. Но в ближней зоне квпз статического поля как то иначе все. А ведь я ещё до поляризации не дошел. Как бы в этой зоне и волны нет, значит нет и поляризации, но направленность то есть и взаимная ориентация роль играет. То есть видимо в дальней зоне считаем поляризацию волны, а в ближней зоне что, взаимную индуктивность, ? А в переходной и то и то? Мозги кипят, а HFSS иногда вообще непонятное даёт..


Если работаете в ближней зоне замкнутой антенны(читай, катушки индуктивности), то вас спасет coupled-mode theory, если с ними же, но в дальней зоне, то это та же самая теория, проще всего понять из описания работы низкочастотного RFID'а(это уже loosely coupled mode). По этим кейвордам на sci-hub'e можно найти тонны материалов со всеми формулками, если уж вы любите делать расчеты.
DASM
Мне вообще переходная нужна. По этим словам нашел очень мало. Да и вообще непонятно это разделение, неужели классика все это не считает и нужны отдельные теории? Есть заряды движущиеся, есть Максвелл Кулон Ампер - разве их мало?
Кроме того, нужны еще и короткие диполи электрические (много меньше длины волны) - им тоже что-ли отдельную теорию подавай?
Lerk
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 10:14) *
Мне вообще переходная нужна. По этим словам нашел очень мало. Да и вообще непонятно это разделение, неужели классика все это не считает и нужны отдельные теории? Есть заряды движущиеся, есть Максвелл Кулон Ампер - разве их мало?
Кроме того, нужны еще и короткие диполи электрические (много меньше длины волны) - им тоже что-ли отдельную теорию подавай?


В аттаче например... Дальше по списку цитирования можете изучать эту тему весьма длительное время)

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
DASM
Цитата(Lerk @ Jul 13 2017, 10:28) *
В аттаче например... Дальше по списку цитирования можете изучать эту тему весьма длительное время)

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

похоже на упрощение уравнений электродинамики (статики) для частного случая. И неясно попрежнему что мне делать с короткими электрическими диполями
ikm
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 09:51) *
Страница 25 ещё более путает, обычно рамки показывают по направлению к осевому перпидикуляру. Но в ближней зоне квпз статического поля как то иначе все. А ведь я ещё до поляризации не дошел. Как бы в этой зоне и волны нет, значит нет и поляризации, но направленность то есть и взаимная ориентация роль играет. То есть видимо в дальней зоне считаем поляризацию волны, а в ближней зоне что, взаимную индуктивность, ? А в переходной и то и то? Мозги кипят, а HFSS иногда вообще непонятное даёт..

Не совсем понял о чём вы, и при чём тут поляризация и направленность. Направленность обусловлена геометрией возникновения магнитного поля, в зависимости направления протекания тока. И в приведенном документе указано расположение антенн для максимального потока сквозь рамку.
Что такое взаимная индуктивность? А зачем вам считать поляризацию магнитного поля?

Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 10:30) *
И неясно попрежнему что мне делать с короткими электрическими диполями

Хм... http://cplire.ru:8080/930/
Aner
Тяжело разбираться в электродинамике самостоятельно без хорошего курса, препода, прог. Да и мат основа у вас должна быть сильная. Недаром раньше в универы с плохим знанием основ математики не проходили, и отсеивались по ходу учебы. Посему дивергенция ротора вещь простая и понятная, но это теория.
Вы еще поинтересуйтесь токами смещения что это такое, скин эффектами. Посоветую в книгу старого Тамма заглянуть, та что основы теории электричества ...
Ну а Максвелла в оригинале лучше читать, ... не каждый потянет, даже из ктн-ов.
DASM
Цитата(ikm @ Jul 13 2017, 10:35) *
Не совсем понял о чём вы, и при чём тут поляризация и направленность. Направленность обусловлена геометрией возникновения магнитного поля, в зависимости направления протекания тока. И в приведенном документе указано расположение антенн для максимального потока сквозь рамку.
Что такое взаимная индуктивность? А зачем вам считать поляризацию магнитного поля?

" А зачем вам считать " - есть неоходимость.
Ладно, перефразирую. Есть магнитная петля. И есть диполь эл-кий. Передающие. Есть приемная рамка и приемный диполь. Надо посчитать амплитуды и фазы наведенного напряжения в той и той антенне при разных удалениях взаимных - начиная с ближней ззоны и до дальней

Цитата(Aner @ Jul 13 2017, 10:39) *
Тяжело разбираться в электродинамике самостоятельно без хорошего курса, препода, прог. Да и мат основа у вас должна быть сильная. Недаром раньше в универы с плохим знанием основ математики не проходили, и отсеивались по ходу учебы. Посему дивергенция ротора вещь простая и понятная, но это теория.
Вы еще поинтересуйтесь токами смещения что это такое, скин эффектами. Посоветую в книгу старого Тамма заглянуть, та что основы теории электричества ...
Ну а Максвелла в оригинале лучше читать, ... не каждый потянет, даже из ктн-ов.

Ну да, я это понимаю, что сложно все это достаточно без мата. Беда в том, что если поймать такого математика - вероятнее всего услышу все что угодно, кроме нужных мне практических выводов. Да и меня модель бы устроила, HFSS то хоть нормально считает?
Токами смещения тоже интересовался, мне кажется что все это следствия базовых уравнений поля и нет необходимости множить сущности, вводить вспомогательные теории итп. По поводу электродинамики - сдается мне что в Бонче преподы сами до конца все это не рубили, во всяком случае преподовали ужасно
Aner
HFSS, CST, MWO ... - это инструменты, без основ думаю освоить их ... может и можно но полного понимания и владение инструментом не будет.
CST думаю будет получше. HFSS какой версии?
DASM
Цитата(Aner @ Jul 13 2017, 10:47) *
HFSS, CST, MWO ... - это инструменты, без основ думаю освоить их ... может и можно но полного понимания и владение инструментом не будет.
CST думаю будет получше. HFSS какой версии?

ну сейчас 13-ой.. Вроде считает что-то там, но вот какая-то незадача, поле что короткого диполя что рамки с током - как-то мало отличается по характеру вблизи..
Мне не надо точных расчетов, я практик. В принипе закончится тем, что сделаю нужные мне измерители и посмотрю что получается на практике. Но хотелось бы хоть наброски иметь на бумаге.
Ну вот кто четко разбирается - может в трех фразах пояснить, чем все же отличается магнитный диполь - рамка, от эл. диполя вблизи? Логично что у первого высокая напряженность магн. поля, а у второго - электрического ? И единственная причина - это геометрия?
"Недаром раньше в универы с плохим знанием основ математики не проходили, и отсеивались по ходу учебы. Посему дивергенция ротора вещь простая и понятная, но это теория." - вот какя-то странная фраза, а математика это что вообще - практика?
ikm
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 10:41) *
Ладно, перефразирую. Есть магнитная петля. И есть диполь эл-кий. Передающие. Есть приемная рамка и приемный диполь. Надо посчитать амплитуды и фазы наведенного напряжения в той и той антенне при разных удалениях взаимных - начиная с ближней ззоны и до дальней

Удаления двух передающих антенн друг относительно друга?
Ну для этой задачи вам поляризация точно не нужна, диполи отдельно рамки отдельно. .. хотя о каких частотах идет речь?
А сколько в метрах, вы определяете для себя ближнюю и дальнюю зону?
И еще вы случаем не ФАР магнитного поля задумали посчитать?
DASM
Цитата(ikm @ Jul 13 2017, 11:01) *
Удаления двух передающих антенн друг относительно друга?
Ну для этой задачи вам поляризация точно не нужна, диполи отдельно рамки отдельно. .. хотя о каких частотах идет речь?
А сколько в метрах, вы определяете для себя ближнюю и дальнюю зону?
И еще вы случаем не ФАР магнитного поля задумали посчитать?

нет, между приемными и передающими. Не, ФАР мне не надо, ЕН антеннами тем более заниматься не надо. Поляризайия таки нужна, вернее как-то учесть и понять как влияет взаиная ориентация. Мне важен фазовый угол между Е и Н по сигналу, который я снимаю с двух приемных антенн
ikm
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 11:06) *
нет, между приемными и передающими. Не, ФАР мне не надо, ЕН антеннами тем более заниматься не надо. Поляризайия таки нужна, вернее как-то учесть и понять как влияет взаиная ориентация. Мне важен фазовый угол между Е и Н по сигналу, который я снимаю с двух приемных антенн

Т.е. это не фазовый сдвиг сигнала, который вы подаете на две антенны одновременно. А именно фазовый угол, т.е вы предпологаете что поляризация не линейная у излучающего диполя?
DASM
Цитата(ikm @ Jul 13 2017, 11:27) *
Т.е. это не фазовый сдвиг сигнала, который вы подаете на две антенны одновременно. А именно фазовый угол, т.е вы предпологаете что поляризация не линейная у излучающего диполя?

ну как бы да.. вообще в юлижнем поле возле антенны между E и H и так сдвиг 90 градусов, переходит в ноль в дальней хоне.. Но я подаю на магнитную и эл антенны и так сигнал со сдвигом по фазе, таким образом в примных полуается странная каша суперпозиций излучений от каждой из антенн, причем в дальней зоне все относительно ясно - эллиптическая поляризация,Ю то в ближней, из за того что соотношение фаз меняется волны (там где волна уже возникает и Пойтинг не равен нулю).. блин, я уже запутался что у меня вообще получается
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 11:06) *
нет, между приемными и передающими. Не, ФАР мне не надо, ЕН антеннами тем более заниматься не надо. Поляризайия таки нужна, вернее как-то учесть и понять как влияет взаиная ориентация. Мне важен фазовый угол между Е и Н по сигналу, который я снимаю с двух приемных антенн

В ближней зоне векторы полей эл. и маг. состаляющих не ортогональны, а в дальней зоне ортогональны. Думаю, магнитный диполь и электрический, в дальней зоне, должны иметь фазовый сдвиг сигнала 90 градусов.
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 11:42) *
В ближней зоне векторы полей эл. и маг. состаляющих не ортогональны, а в дальней зоне ортогональны. Думаю, магнитный диполь и электрический, в дальней зоне, должны иметь фазовый сдвиг сигнала 90 градусов.

Это почему они не ортогональны? У них сдвиг фаз в ближней 90, а насчет ортогнальности ничего подобного
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 11:43) *
Это почему они не ортогональны? У них сдвиг фаз в ближней 90, а насчет ортогнальности ничего подобного

Постройте модель диполя и выведите изображение вектора эл. и маг составляющих рядом с антенной и увидите их не ортогональность. Или почитайте классику- чем отличаются поля в бл. и дальней зонах.
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 11:50) *
Постройте модель диполя и выведите изображение вектора эл. и маг составляющих рядом с антенной и увидите их не ортогональность. Или почитайте классику- чем отличаются поля в бл. и дальней зонах.

Вы о фазе или пространственной ориентации?
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 11:56) *
Вы о фазе или пространственной ориентации?

О пространственной ориентации. Вектора собственно и показывают направление, а не фазу.
DASM
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 11:56) *
Вы о фазе или пространственной ориентации?

Короче очнулся HFSS, вчера я ему что то не то кормил. Все нормально, вблизи диполя высокое отношение Е к Н, потом падает, потом снова повышается до 120PI как и положено. У рамки тоже, только наоборот. Все хорошо.

Цитата(uve @ Jul 13 2017, 12:10) *
О пространственной ориентации. Вектора собственно и показывают направление, а не фазу.

Как это не ортогональны? Если бы они были таковы это говорило бы о излучении энергии в не радиальном направлении. Такого как видите не наблюдается. Только в ближней зоне они ещё и к квадратуре, так что энергия вообще плещется и не излучается, в дальней же в фазе, и уже излучается. Мы бесконечно малые диполи говорим
_pv
для приёмной катушки магнитное поле[А/м = 1,2566*10^-6 Тл] в электромагнитной волне в 120*Pi [Ом] раз меньше электрического [V/m],
плюс ещё просто дипольное магнитное поле самой передающей катушки, 3(m.r)r/r^5-m/r^3, в ближней зоне, так как падает как бысто 1/r^3
ну а дальше наведённое в приёмной катушке напряжение e=-dФ/dt.
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 12:15) *
Как это не ортогональны? Если бы они были таковы это говорило бы о излучении энергии в не радиальном направлении. Такого как видите не наблюдается. Только в ближней зоне они ещё и к квадратуре, так что энергия вообще плещется и не излучается, в дальней же в фазе, и уже излучается. Мы бесконечно малые диполи говорим

Мне не верите, посмотрите на расчёт HFSS:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 12:46) *
Мне не верите, посмотрите на расчёт HFSS:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

мм.. надо подумать
DASM
нарисовал карту по cos угла по всему полю. Нулю он равен, то есть вектора ортогональны. ЧЯДН? Можно ссылку о кривых векторах ЕН? Яговорю о ближнем поле, то есть расстояних до 1/6 длиины волны, при пренебрежимо малых размерах диполей.
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 14:14) *
нарисовал карту по cos угла по всему полю. Нулю он равен, то есть вектора ортогональны. ЧЯДН? Можно ссылку о кривых векторах ЕН? Яговорю о ближнем поле, то есть расстояних до 1/6 длиины волны, при пренебрежимо малых размерах диполей.

Пренебрежимо чем? Ссылаю Вас к учебникам и HFSS уже второй раз.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 14:33) *
Пренебрежимо чем? Ссылаю Вас к учебникам и HFSS уже второй раз.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

я имею в виду "размеры излучающей поле системы малы по сравнению с рассматриваемыми расстояниями, так что отношение характерного размера системы к длине радиус-вектора является малой величиной и имеет смысл рассмотрение лишь первых членов разложения потенциалов в ряд;" пожалуйста, а и как это относится к "Или почитайте классику- чем отличаются поля в бл. и дальней зонах.". Ближняя от дальней зоны отличаются не " рядом с антенной ". Ближняя зона - это не когда размеры антенны сравнимы с расстоянием до рассматриваемых векторов, а когда это расстояние менее 0.1 лямба / 2*Pi (приблизительно).
Хочу посмотреть на неортогональные Е и Н от миллиметровой антенки на длине волны 300 метров и расстоянии 5 метров от нее. Это очень даже ближняя зона
uve
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 15:11) *
я имею в виду "размеры излучающей поле системы малы по сравнению с рассматриваемыми расстояниями, так что отношение характерного размера системы к длине радиус-вектора является малой величиной и имеет смысл рассмотрение лишь первых членов разложения потенциалов в ряд;" пожалуйста, а и как это относится к "Или почитайте классику- чем отличаются поля в бл. и дальней зонах.". Ближняя от дальней зоны отличаются не " рядом с антенной ". Ближняя зона - это не когда размеры антенны сравнимы с расстоянием до рассматриваемых векторов, а когда это расстояние менее 0.1 лямба / 2*Pi (приблизительно).
Хочу посмотреть на неортогональные Е и Н от миллиметровой антенки на длине волны 300 метров и расстоянии 5 метров от нее. Это очень даже ближняя зона

Я, обычно, определяю границу ближней зоны по величине волнового сопротивления пространства. Это расстояние можно определить для разных антенн по установившемуся значению 377 Ом. Определяется в калькуляторе HFSS отношением магнитуд Е и Н поля. Для разных антенн дистанция до границы разная. С миллиметровыми антеннами опыта работы не имею. Пока не было надобности.
DASM
Цитата(uve @ Jul 13 2017, 15:43) *
Я, обычно, определяю границу ближней зоны по величине волнового сопротивления пространства. Это расстояние можно определить для разных антенн по установившемуся значению 377 Ом. Определяется в калькуляторе HFSS отношением магнитуд Е и Н поля. Для разных антенн дистанция до границы разная. С миллиметровыми антеннами опыта работы не имею. Пока не было надобности.

Это я утрирую - а вообще это small electric antennas, и они более чем актуальны. Ваше определение скорее ближе к определению "И, наконец, еще один критерий деления пространства на области, определяемой работой антенн. Разработчики антенн в качестве критерия границы
областей используют фазовый фронт волны, создаваемой излучателем или
антенной.". стр 46 Меня более интересует то определение, в которым рассматривается идеальный диполь, соотвественно это поле определяется длиной волны в данной среде и ничем иным, нету там габаритов
BackEnd
Цитата(DASM @ Jul 13 2017, 04:20) *
Никак не пойму разницы.
... мне вообще только ближнее поле интересно ее
Вот есть понятные формулы диполя, но чем поля витка отличается?

Если я правильно понял вопрос, то здесь в комиксах показано формирование магнитной антенны и сходства-отличия ее с диполем.
Ротхаммель, "Антенны", 2007, изд. 11, том 2 ---> 20.1 Принцип действия рамочных антенн.
"Уже в ближнем поле такой магнитной антенны формируются сопутствующие электрические поля, которые на большом удалении от кольца образуют плоский волновой фронт, аналогичный фронту от электрической антенны (раздел 1.1.5)."

Еще кое-что...
Григоров, Практические конструкции антенн, 2005 ---> Входное сопротивление, КПД, коэффициент усиления и ДН классической рамочной антенны
"Рассмотрим несколько типов рамочных антенн, расположенных вертикально в свободном пространстве (рис. 2.3).
При таком расположении их диаграмма направленности (рис. 2.4) в горизонтальной плоскости практически совпадает с ДН диполя, а в вертикальной плоскости она примерно в два раза уже."


Hitokiri
Ацюковский В.А, Общая эфиродинамика. Взяли газовую динамику, которая наработана за годы конструирования реактивной авиации и т.д. Применили её к изучению электрических явлений. Максвел брал за основу гидро-динамику. Вот и до сих пор 100 000 антенн и каждая по своему считается. И надо профессора садить за каждую "новую" мега модель. И ещё и мега математиком надо быть.. и программистом.. а если вы фортран не изучали.. ну всё .. молитесь...

Цитата(Aner @ Jul 13 2017, 10:39) *
Тяжело разбираться в электродинамике самостоятельно без хорошего курса, препода, прог. Да и мат основа у вас должна быть сильная. Недаром раньше в универы с плохим знанием основ математики не проходили, и отсеивались по ходу учебы. Посему дивергенция ротора вещь простая и понятная, но это теория.
Вы еще поинтересуйтесь токами смещения что это такое, скин эффектами. Посоветую в книгу старого Тамма заглянуть, та что основы теории электричества ...
Ну а Максвелла в оригинале лучше читать, ... не каждый потянет, даже из ктн-ов.


Если профессор университета не может 5 летнему ребёнку объяснить чем он занимается - он шарлатан, не зависимо от глубины его познаний в тех или иных областях человеческой деятельности. Математика - обслуживающая дисциплина. На дурацкий вопрос выдаёт дурацкий ответ, как и любая машина. :-)
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.