• РЕГИСТРАЦИЯ

Добрались до антенн - немного теории.

38 2594

     Антенна- настолько важная часть радиотракта, что среди радиолюбителей, особенно начинающих и малоопытных, а а также в среде "как бы радиолюителей" - различных нахватавшихся верхушек "знатоков" постоянно ходят легенды о каких то "сверхантеннах", имеющих небольшие размеры, но в силу своей "особой" "засекреченной" конструкции способных принимать сверхслабые сигналы, или излучать сигналы маломощных передатчиков так, как если бы их мощность была увеличена в 10 раз.

     Какой только ахинеи я не наслушался за время своей профессиональной и радиолюбительской деятельности - от ртутных антенн до каких то "диполей " из чуть ли не тазиков, способных принимать сверхдальние сигналы телевизионных передатчиков, антеннах из обручей для хула-хупа, обвитых проволокой и якобы "очищающих " сигнал от помех - и так далее, теперь вот еще и ЕН антенны и антенна Харченко.

     При этом ведь все эти антенны будут излучать и принимать - вопрос только в том, как. В принципе, связь можно вести, причем на довольно большое расстояние, используя простую вязальную спицу вместо антенны, а прием радиосигналов в коротковолновых диапазона - вообще используя гвоздь вместо антенны , либо касаясь антенного гнезда пальцем !

     Другой вопрос, что мы при этом услышим и какой мощности передатчик в этом случае нужно использовать.

     Прежде чем говорить о конструкциях антенн, разберемся , как создаются и излучаются радиоволны.

     Оставим в стороне антенны со специально заданными параметрами, работающие на СВЧ диапазонах (их конструкции и принципа работы сложны и требуют специальных знаний), будем вести разговор о проволочных антеннах радиовещательных диапазонов .

      Любой провод имеет так называемую распределенную индуктивность и емкость, показывающие величину этих параметров на единицу длины. Из их суммы получается емкость и индуктивность всего провода, а раз есть емкость и индуктивность, любой кусок провода можно рассматривать, как колебательный контур, настроенный на определенную частоту.

      При этом закономерность такова: чем толще провод, тем меньше его индуктивность, и тем больше емкость. Конкретные величины можно рассчитать по формулам - (см. http://www.proelectro2.ru/info/id_269)

      Если взять два провода длиной L и расположить их параллельно друг другу на расстоянии, значительно меньшем, чем 1/4 длины волны, мы получим так называемую двухпроводную линию.

     Связав эту линию с источником ВЧ колебаний, мы можем провести эксперименты, по результатам которых можно убедиться, что по ней распространяются волны, причем длина волны их будет равна приблизительно (с определенными поправками) длине этой волны в атмосфере.

     Изображенное на рисунке устройство называется двухпроводная измерительная линия. С ее помощью можно измерить длину волны генерируемых генератором колебаний, которые поступают на нее через петлю Е.

     Если с помощью перемычки В замкнуть провода и передвигать перемычку вдоль линии, то на индикаторе мы увидим изменение показаний, которые будут изменяться от некоего максимума до нуоя (или минимума показаний - в зависимости от конструкции линии ). Происходит это потому, что при закорачивании линии в одних точках она отбирает мощность ЭМ поля , и показания индикатора падают, в других же перемычка никакого существенного влияния не оказывает, мощность не отбирается, и показания остаются макимальными.  Измерив расстояние между двумя минимумами (или максимумами) , мы получим расстояние , равное половине длины волны генерируемых колебаний .

     Происходит это потому, что у нас разомкнутая линия и в ней установился режим так называемых стоячих волн, при котором на линии существуют максимумы и минимумы тока и напряжения. Максимум называется пучностью, минимум - узлом . При этом пучности напряжения  и тока сдвинуты на 90 градусов относительно друг друга - в точке пучности напряжения находится узел тока, и наоборот.

     Полностью описание линии и как работать с ней можно прочитать по ссылке

http://cxema.my1.ru/publ/radiosvjaz/transivery/azbuka_skhemotekhniki_ukv_apparatura_pribory_dlja_nastrojki_ukv_apparatury_2/56-1-0-4008

     Из этого эксперимента можно узнать следующее - если мы возьмем четвертьволновый отрезок двухпроводной линии и подключим его к ВЧ генератору так, что в точках питания будет узел напряжения, то на концах установится узел тока.

     Однако, такой отрезок линии , если подключить его к передатчику, не будет излучать электромагнитные волны . Дело в том, что он обладает так называемом свойством "квазистационарности" - при происходящих в нем процессах токи, электрические и магнитные поля проводов уравновешивают друг друга , и вся энергия возвращается в генератор , частично рассеиваясь в пучностях напряжения на диэлектриках, и в пучностях тока на сопротивлении проводов, приводя к их нагреванию .

Это приводит к перегреву выходных элементов генератора ВЧ (выходных транзисторов или ламп передатчика), обычно в таких случаях говорят - "Большой КСВ на выходе (в антенне)"

"Квазистационарность" такое состояние системы, при котором происходящие внутри нее процессы компенсируют друг друга, не требуя энергии, кроме необходимой на компенсацию потерь, и не отдавая никакой энергии во внешнюю среду (цепь) . Слово и обьяснение мудреные, однако понять это легко, если представить себе колонию бактерий из 100 миллионов клеток. Каждую минуту 1 миллион клеток погибает, но вследствии деления возникает миллион новых, то есть скорость гибели и появления новых клеток равны. Система находится в равновесии, ей необходимо лишь подводить воздух и питательную среду для компенсации потерь - питания делящихся клеток. Это и есть состояние квазистационарности.

Если же при тех же условиях за то же время будет появляться больше клеток - погибло миллион, образовалось два ) то есть, скорость одного процесса будет больше скорости другого значит, система вышла за пределы квазистационарности и нарушает равновесие.

Вернемся к антеннам .

Если взять описанный выше четвертьволновый отрезок линии, и развернуть провода так, чтобы они оказались на одной прямой, мы получим самую распространенную антенну - полуволновый диполь, или полуволновый вибратор.

Здесь а)- полуволновый диполь, получающийся из четвертьволнового отрезка двухпроводной линии; б) - распределение тока (i) и напряжения (u) вдоль диполя.

Видно, что в точках питания распределяется пучность тока и узел напряжения, на концах - наоборот.

В диполе условие квазистационарности нарушается - при таких размерах и расположении плеч образование электромагнитного поля диполя происходит с некоторым опозданием относительно того, что обеспечивало этот режим. Происходит это из -за того, что распространение электромагнитного поля происходит с конечной скоростью, которая не может превышать скорость света.

Диполь, как я уже писал выше, представляет из себя колебательный контур, и его половинки обладают емкостью - как между половинками диполя, так и между диполем и землей. Если Вибратор находится на большой высоте от земли, более 1 длины волны, она уже мало влияет на процесс образования волны.

Говоря об "излучении антенн", мало кто из "знатоков" знает, что сама антенна , ее провод ничего не излучает, никаких волн, а лишь создает вокруг себя электрическое и магнитное поля, которыее и возбуждают в дальнейшем в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле  - те самые радиоволны, которые и переносят информацию.

При поступлении на антенну ВЧ колебаний, емкость антенны ведет себя как нормальный конденсатор, и между половинками диполя возникает ток смещения. При этом , в отличии от половинок четвертьволновой линии, разные участки половинок вибратора находятся на разном расстоянии друг от друга, и ток смещения между ближними участками возникает , возрастает и падает быстрее , чем на удаленных участках. В пределах ближней зоны эта разница небольшая, и поэтому возникшее в ней электромагнитное поле не является полем излучения. Оно лишь создает вокруг себя следующее "кольцо" электромагнитного поля, а само строго в соответствии с ВЧ колебаниями пульсирует около антенны, возрастая от минимума до максимума и обратно.

Вот это изменение поля ближней зоны и создает ту самую электромагнитную волну, или поле дальней зоны , которая возникает в результате изменения магнитного и электрического полей. При этом возникновение его имеет ту же природу, что и ток смещения конденсатора - магнитное поле порождает электрическое , но это электрическое поле не может быть привязанным к антенне - между ним и антенной есть поле ближней зоны. Если бы скорость распространения полей была бесконечно большой, никакой волны у нас не возникло бы - потому что поля были бы разнофазны , имели бы разные знаки (как в четвертьволновой линии ) и уравновешивали бы друг друга.

Но на самом деле поля распространяются со скоростью света, и создавшееся поле дальней зоны оказывается в одной полярности с полем ближней зоны, которое отталкивает его от антенны. В результате электрическое поле здесь становится вихревым, замкнутым в виде кольца, вокруг которого и возникает магнитное поле . В свою очередь, это первое колебание поля дальней зоны создает следующее, с которым происходит то же самое , и так продолжается на все большем удалении от антенны. Это и есть та самая радиоволна .

То есть, за пределами ближней зоны антенны нарушается условие квазистационарности - поля, создающиеся в этой зоне, не уравновешиваются полями противоположного знака, и в результате остающаяся энергия излучается в виде радиоволны.

Сразу говорю, что на самом деле процессы, приводящие к излучению радиоволн, намного сложнее, их описание требует применения сложных формул, но суть примерно такая . Никакие "быстрые электроны" , "третьи поля" и эфир к образованию радиоволн отношения не имеют.

Да и то сказать, какие могут быть "быстрые электроны" - малейшее повышение скорости их движения привело бы к их столкновениям с атомами кристаллической решетки металла антенны, а выход их за пределы металла невозможен - во первых , энергии, подводимой к антенне, для этого недостаточно, во вторых, это тут же привело бы к появлению слоя плазмы вокруг провода или трубок антенны - что мы обычно не видим.

Можно спорить о том, как образуется волна, но один важный вывод из этого все таки сделать нужно при всех раскладах - размер антенны играет первостепенное значение в процессе образования радиоволны. Именно при соответствующем размере антенны нарушается условие квазистационарности и энергия перестает возвращаться в генератор, а начинает излучаться в пространство.

Да, антенны меньших размеров могут использоваться для работы радиостанций, но только как компромиссные варианты при условии создания искусственных условий для нарушения равновесия .

При том распределении тока и напряжения, которые есть у диполя, максимальные условия для излучения создаются перпендикулярно его полотну.

В результате радиоволны от такой антенны распространяются по траектории в виде тора, этакого бублика, в центре которого находится антенна.

Двухмерная диаграмма направленности такой антенны представляет из себя восьмерку .

       Продолжение следует.

    Пётр Толстой: нам плевать на Макрона. Убьём…

    Французы в шоке, таким жёстким журналисты его ещё не видели. Впрочем, им не привыкать, в том числе и к реакции своих зрителей. Из раза в раз приглашать в эфир ведущего канала BFMTV и бр...

    Шчо вы к нам прысталы?!

    - Какие мы вам братьтя, хто вам это сказал?! Мы сами по себе! А вы лизеты й лизэтэ. Вы понимаете, шо мы не хотымо з вамы жыты?! Мы хотим отдильно, без вас, сами по себе!- Понимаем. И по...

    Почему Собчак пропала с радаров
    • pretty
    • Сегодня 08:29
    • В топе

    КВАДРАТУРА   КРУГАЛистаю ленту новостей и думаю: «Чего-то не хватает, что-то в стране изменилось. А что?». И вдруг понял: нет Собчак. Пропала. Еще буквально пару месяцев назад ее фамилия обя...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Александр Рабин 23 августа 2022 г. 11:30

      "Зеленский представит серьезный документ о гарантиях безопасности Украине".

      Такое заявление сделал Офис Президента Украины. Что это может быть за документ ? Судя по прошедшим на прошлой неделе и чуть ранее совещаниях между представителями руководителей и глав правительств прибалтийских республик, а также Румынии, Венгрии и Польши, по всей вероятности ожидается заключение какого то соглашения о создании некоего обьединения этих "великих с...
      172
      Александр Рабин 18 июля 2022 г. 08:35

      Оспа обезьян. Коротко - известные факты, во избежание спекуляций.

      Что известно об этой болезни ?Во первых, она знакома людям еще с 50х годов 20-го века, так что здесь не может идти речи о какой то "вырвавшейся из лаборатории болезни", "новой пандемии" и так далее.     Во вторых, он более - менее легко передается от животных к людям (ее переносят не только обезьяны, но и некоторые грызуны и так далее), но очень неохотн...
      317
      Александр Рабин 4 февраля 2022 г. 08:40

      В чем ВСУ превосходят ВС РФ: 5 главных недостатков ВС РФ и 5 преимуществ ВСУ (Обозреватель, Украина)

      Предисловие от А.Р. Эту статью, взятую мною на сайте ИноСМИ.ру вообще то нужно было помещать куда нибудь на сайт с ненаучной фантастикой (типа "Звездных войн"), либо в раздел "Юмор". Тем не менее , предлагаю почитать - чтобы иметь представление о том психозе, который творится в Украине и ее СМИ.    А так - статья в принципе о том, что "Байрактар"...
      492

      Прибавочная стоимость и марксизм.

        От А.Р.      Данная статья ранее публиковалась мною на других ресурсах, однако сегодня меня в комментах попросили обьяснить, что такое прибавочная стоимость, и откуда она  берется. Поскольку писать заново нет времени, привожу репост данной статьи.             Количества энергии, которое тратят  не...
      348
      Александр Рабин 16 января 2022 г. 19:47

      На злободневную тему об антиваксерах, QR кодах и бизнесе на них. Из истории нашей страны

      ...
      409
      Александр Рабин 8 января 2022 г. 15:18

      "Ералаш" - сказка-намек для любителей революций и перестроек.

                Точный план действий для стран, в которых начинаются цветные революции. А ведь и СССР таким путем сохранить можно было - обратите внимание на исполняемую в ролике песенку. ...
      379
      Александр Рабин 11 декабря 2021 г. 20:37

      Кто льет воду на мельницу Биг Фармы?

            Противники вакцинации против коронавирусной инфекции основной причиной отказа выдвигают отсутствие одобрения нашей вакцины Спутник-V Всемирной организацией здравоохранениея (ВОЗ). Причиной ускоренного начала вакцинации в России они называют желание «Биг Фармы» получить побольше прибыли от реализации вакцины, и при спорах о...
      833
      Александр Рабин 3 декабря 2021 г. 23:40

      Татарстан вместо Нижнего Тагила: фейк от челнинского антиваксера

      Скандально известный житель Набережных Челнов пытался выдать случай в другом регионе за произошедшее в Татарстане.Рамзиль Галимзянов известен тем, что устраивал провокационные ситуации в торговых центрах, игнорируя ограничительные антиковидные меры, после чего хайповал в соцсетях.Скандально известный житель Набережных Челнов пытался выдать случай в другом регионе за п...
      459
      Александр Рабин 3 декабря 2021 г. 10:23

      Как создаются провокации

           Итак, мы имеем ролик, согласно которого "менты по беспределу задержали человека", у которого в машине остался двухгодовалый ребенок. Вот этот ролик:     Если делать выводы только из этого ролика, то действительно ужас.Но - вот полный ролик события, он длиться 40 минут, в принципе, почти весь состоит из показа записи видеор...
      311
      Александр Рабин 26 ноября 2021 г. 16:44

      Кто здесь врет, или если не уверен - не обгоняй и не неси чушь.

          Некто Задунаев обвинил Путина во лжи, написав статью "Путин спалился" .     Типа , Путин соврал, когда сказал , что ему ввели назальную форму вакцины в виде порошка в нос.     Мол, он , этот самый Задунаев, точно знает, что такого быть не может, потому что, мол, он уверен, что если в нос впрыснуть какой то порошок, то пациен...
      417
      Александр Рабин 25 ноября 2021 г. 19:40

      Как устроен черный рынок поддельных сертификатов о вакцинации: видео

      https://doctor.rambler.ru/coronavirus/47638124/?utm_content=doctor_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink    Не уверен, что окно откроется, во всяком случае , размещаю ссылку, в случае чего - пройдите по ней. ...
      290
      Александр Рабин 17 ноября 2021 г. 11:30

      Я не прививаюсь от ковида, потому что…  Разбираем популярные причины

      (20 ответов на вопросы по короновирусу от специалистов). Можно ли заразить и заразиться после прививки, эффективна ли вакцина против новых штаммов и меняет ли она структуру ДНК? Собрали в соцсетях и среди знакомых самые частые аргументы против прививок от коронавируса и обсудили их со специалистами. 1Верю в прививки от болезней, которые побеждены. Что помогает от...
      454
      Александр Рабин 15 ноября 2021 г. 23:38

      QR код и антитела к короновирусу .

      Еще одно основное заявление противников вакцинации - я переболел, у меня есть антитела к коронавирусу, поэтому не буду вакцинироваться. И вообще, почему, мол, нельзя давать QR на основании наличия антител в крови ? Дело в том, что вообще то показатель количеств антител в крови - на сегодняшний день это "показатель ничего ". Единственная информация,...
      680
      Александр Рабин 14 ноября 2021 г. 14:05

      От чего защищает QR код

      Доказывая, что QR код есть нарушение прав людей, и не дает никакой пользы, каких только доводов не приводят противники вакцинации! Наиболее убойным аргументом они считают слова руководителя Роспотребнадзора по Хакассии Татьяны Романовой , которая на совещании сказала буквально следующее:- Это (введение QR - кода - А.Р.) делается для того, чтобы дать возмож...
      1774
      Александр Рабин 13 ноября 2021 г. 15:45

      Еще раз про грипп и КОВИД - сравнение.

          Эта статья уже размещалась мною на КОНТе в прошлом году, в самом начале развития пандемии, еще до появления вакцины. На тот момент еще даже не было особых споров на тему - нужно ли носить маски, и никто не мог предположить, какие баталии по поводу вируса в дальнейшем разгорятся.      Тем не менее, поскольку сейчас снова делаются попыт...
      376
      Александр Рабин 12 ноября 2021 г. 23:34

      Методика манипуляций, или мастерство навешивания лапши

      Противники вакцинации очень любят козырять цифрами заболевших и умерших из числа вакцинированных, и сравнивать их с теми же данными из числа не получивших прививки. При этом официальные данные они называют липой и обманом, подтасовкой и так далее, хотя сами очень умело занимаются и подтасовками, и обманом. Примером служит статья некоег...
      628
      Александр Рабин 12 ноября 2021 г. 12:43

      Чайник, или гуманитарная физика

      Вот честно,  это не выдумка. Специально сделал скриншоты, чтобы меня не обвиняли потом в  чем то.    Идет обсуждение статьи, в общем то пустяковой, суть обсуждения - почему в США электрочайники не покупают. Автор утверждает - потому что напряжение в сети у них 110 вольт.     Само по себе утверждение спорное, да дело  то не в нем...
      451
      Александр Рабин 11 ноября 2021 г. 21:48

      Данные для размышления : информация по ходу эпидемии и вакцинации в Великобритании.

      Ссылка на материалы: https://www.gov.uk/government/publications/covid-19-vaccine-weekly-surveillance-reports     Поскольку слишком много какой то ложной информации и "левых" ссылок, предлагаю вашему вниманию статистические данные из Агентства по охране здоровья Великобритании. Все очень подробно, в развернутом виде, с графиками, по р...
      595
      Александр Рабин 11 ноября 2021 г. 19:33

      Продолжение статьи "О гриппе и ковиде"

      Продолжение статьи по ссылке https://cont.ws/@ralexd/2129000 В конце предыдущей части я обещал вернуться к вопросу вакцинации от коронавируса.В саму суть вакцинации, образование иммунитета и так далее я вникать не буду, ограничусь только основанием для проведения вакцинации. Агитаторы за отказ от прививок заявляют, что в России нет закона , разрешающего о...
      255
      Александр Рабин 10 ноября 2021 г. 23:35

      Очередной миф : «Вакцина содержит ДНК девочки, убитой в Нидерландах в 1972 году»

                Прочитав такое заявление, любой человек почувствует себя не совсем комфортно – еще бы, такие страсти… С другой стороны, такое заявление кажется невероятным – зачем нужно в вакцину против коронавируса включать чье то ДНК, да еще более чем полувековой давности ? При этом каждый люди, знающие методы агитации...
      980
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика