Υπολογισμός καθόδου V/U

[matthew]

Επί του πρακτέου, εμείς χρειαζόμαστε τη σύνθετη αντίσταση του φορτίου (καιραίας) με μορφή μιγαδικού αριθμού.

Βασικά αυτό που χρειαζόμαστε είναι η αντίδραση στην κεραία να είναι όσο πιο μικρή γίνεται καθώς όταν jX -> 0 (συντονισμός κεραίας) τότε έχουμε Z = Rin οπότε μπορούμε πλέον να προσαρμόσουμε την κεραία στη γραμμή μεταφοράς μέσω μετασχηματιστών αντίστασης (balun - unun) στις περιπτώσεις που η Rin είναι διαφορετική από 50 Ω.
Περισσότερα πιο αναλυτικά εδώ: https://eclass.hmu.gr/modules/docume..._Metadosis.pdf

[electron]

1. Με την προϋπόθεση η γραμμή μεταφοράς να έχει πεπερασμένο μήκος.
2. Ισχύει. Αν η κεραία δεν είναι συντονισμένη, τότε δεν μπορεί να προσαρμοστεί ότι άλλο και να την κάνουμε εκτός από το να την συντονίσουμε.

Από τη θεωρία ισχύει ότι η σύνθετη αντίσταση (Z) στο σημείο τροφοδοσίας της κεραίας ισούται με το άθροισμα της αντίστασης εισόδου (Rin) και της αντίδρασης (jX) που δημιουργείται επάνω στην κεραία.
Δηλαδή έχουμε: Z = Rin + jX. Η αντίσταση εισόδου ισούται με το άθροισμα της αντίστασης ακτινοβολίας (Rr) και της αντίστασης απωλειών λόγω θερμότητας (Rloss). Rin = Rr + Rloss.
Τα 210 pF που μετράει το VNA είναι η αντίδραση (jX) που δημιουργείται επάνω στην κεραία όταν αυτή δεν είναι συντονισμένη. Η αντίδραση έχει είτε επαγωγική μορφή είτε χωρητική (όπως στην προκειμένη περίπτωση) και αντιπροσωπεύει τις απώλειες λόγω διαρροών της RF προς τη Γη.
Πρακτικά δεν είναι δυνατόν να μηδενίσουμε τελείως την αντίδραση, αλλά μπορούμε να την ελαχιστοποιήσουμε ώστε η κεραία να έχει απειροελάχιστες απώλειες (μηδαμινή επιστροφή της RF) και επομένως να πετύχουμε την μέγιστη απόδοση. Αυτό γίνεται όπως είπαμε πριν με τον συντονισμό της κεραίας.

Πεπερασμένο μήκος προφανώς Ματθαίο εννοείς να έχει μήκος αδιάφορο της συχνότητας και επομένως η μόνη λύση όπως αναφέρεις είναι ο καλύτερος συντονισμός της κεραίας.

Αν είναι HF σίγουρα χρειάζεται διόρθωση. Αν είναι V/U το φανταστικό μέρος της σύνθετης αντίστασης είναι πολύ μικρό και δεν επηρεάζει.

Γιώργο αυτό το διάβασα και κάπου αλλού. Γιατί στα v/u δεν παίζει τόσο μεγάλο ρόλο; Αν υποθέσουμε ότι μια τέτοια χωρητικότητα λειτουργεί σαν να είχαμε έναν πραγματικό πυκνωτή στην έξοδο του πομπού, τότε αυτός θα επέτρεπε μέρος της rf να πάει προς τη γη και αυτό είναι κάτι που δεν θέλουμε.
Θεωρητικά να πω ότι εν λόγο κεραία που έκανα τη δοκιμή είναι συντονισμένη βάση τύπου, από κει και πέρα έκανα κάποιες δοκιμές με χρήση βραχυκυκλωμένου stub στην έξοδο του πομπού που κατάφερε να μειώσει τη χωρητικότητα και να την κάνει μια ελάχιστη αυτεπαγωγή της τάξης των nH, το πραγματικό όμως μέρος της σύνθετης αντίστασης καλωδίου κεραίας δεν μπόρεσε ποτέ να έρθει στα 50Ωμ. Ήρθε περίπου 45.
Επιπλέον το μηχάνημα σήκωσε στάσιμα.
Όταν σε 2η δοκιμή επέκτεινα το μήκος της καθόδου είχα σχεδόν το ίδιο αποτέλεσμα με την διαφορά ότι τα στάσιμα ήρθαν πάλι σε επιτρεπτά επίπεδα και ίσως λίγο πιο κάτω, αλλά η σύνθετη αντίσταση είχε το ίδιο αποτέσμα περίπου όπως και πριν.
Από τις παραπάνω δοκιμές αυτό που καταλαβαίνω είναι ότι πιθανότατα έχω πέσει στην περίπτωση της διαφορετικής σύνθετης αντίστασης μηχανήματος- κεραίας και ίσως ο μόνος τρόπος να αντιμετωπιστεί κάτι τέτοιο είναι ο συντονισμός της κεραίας που ανέφερε και ο Ματθαίος, όμως σε μήκος που ίσως διαφέρει με αυτό που προκύπτει από τους τύπους.

[matthew]

Πεπερασμένο μήκος προφανώς Ματθαίο εννοείς να έχει μήκος αδιάφορο της συχνότητας και επομένως η μόνη λύση όπως αναφέρεις είναι ο καλύτερος συντονισμός της κεραίας.
Γιατί στα v/u δεν παίζει τόσο μεγάλο ρόλο;

Όταν λέμε πεπερασμένο μήκος εννοούμε να μην είναι υπερβολικά μεγάλο αλλά μέσα σε λογικά πλαίσια.
Ως γνωστό, όσο αυξάνεται η συχνότητα ελαττώνεται το μήκος κύματος και κατά συνέπεια τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των κεραιών. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση που δημιουργείται επάνω στην κεραία είναι πάρα πολύ μικρή όπως ανέφερε πριν ο Γιώργος. Γι' αυτό και από τις πολύ υψηλές συχνότητες και πάνω δεν απαιτείται η μεσολάβηση tuner ή coupler εφόσον βέβαια οι κεραίες είναι συντονισμένες, ενώ για την προσαρμογή τους μπορεί να χρειαστούν επιπλέον τεχνικές (πχ gamma match σε δίπολα).

[electron]

Ναι σαφώς και η καθοδος στη περίπτωση που περιέγραψα είναι 15 μέτρα.
Αρα καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο συντονισμός της κεραίας είναι μονόδρομος. Επιπλέον η περίπτωση που ανέφερα έχει να κάνει με τα vhf, το να υπάρχει μια χωρητικότητα είναι ένα ζήτημα, που όμως πρακτικά δεν είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για την εκπομπή.

[Ακρίτας]

...


Γιώργο αυτό το διάβασα και κάπου αλλού. Γιατί στα v/u δεν παίζει τόσο μεγάλο ρόλο; Αν υποθέσουμε ότι μια τέτοια χωρητικότητα λειτουργεί σαν να είχαμε έναν πραγματικό πυκνωτή στην έξοδο του πομπού, τότε αυτός θα επέτρεπε μέρος της rf να πάει προς τη γη και αυτό είναι κάτι που δεν θέλουμε.
...

Γιάννη, η υποθετική χωρητικότητα ή αυτεπαγωγή που δίνει το φανταστικό μέρος της σύνθετης αντίστασης είναι σε σειρά με το πραγματικό μέρος αλλά με διαφορά φάσης + 90 μοιρών στην περίπτωση της αυτεπαγωγής ή -90 μοιρών στην περίπτωση της χωρητικότητας.

Ένα αριθμητικό παράδειγμα:

Έστω ότι το VNA μετράει 52Ω, 210pF στους 7 Mhz στην πρώτη περίπτωση και το ίδιο ακριβώς αλλά στους 144 Mhz στην δεύτερη περίπτωση.

Στην πρώτη περίπτωση η σύνθετη αντίσταση είναι 52Ω -j108Ω και η συνολική αντίδραση 119,8Ω (γεωμετρικό άθροισμα).

Στη δεύτερη περίπτωση η σύνθετη αντίσταση είναι 52Ω -j5,3Ω και η συνολική αντίδραση 52,26.

Αν μιλάμε για προσαρμογή κεραίας στην πρώτη περίπτωση έχουμε σοβαρό πρόβλημα, ενώ στη δεύτερη δεν ασχολούμαστε καθόλου.

Ένα χρήσιμο calculator για τον υπολογισμό της αντίδρασης (reactance) αυτεπαγωγής και χωρητικότητας (και πολλά άλλα)

https://www.66pacific.com/calculator...alculator.aspx

[matthew]

Ναι, όπως ανέφερα κεραίες που δεν είναι συντονισμένες δεν προσαρμόζονται και δεν έχει νόημα καν να προσπαθήσουμε να τις προσαρμόσουμε γιατί έχουν μεγάλες απώλειες,

Ουσιαστικά αυτό που θα ήθελα να ξέρω είναι το κατά πόσο μια τέτοιας τάξης χωρητικότητα μπορεί να επιδράσει στην εκπομπή ενός σήματος κι αν αξίζει να ασχοληθείς προκειμένου να την εκμηδενισεις.

Με σύνθετη αντίσταση 52Ω + 210pF η κεραία μπορεί να θεωρηθεί ως συντονισμένη και έτοιμη να προσαρμοστεί κατευθείαν για την συχνότητα που σε ενδιαφέρει στις VHF, γιατί η αντίδραση είναι πολύ μικρή και το πραγματικό μέρος είναι πολύ κοντά στα 50Ω.
Τα έγραψε ο Γιώργος αναλυτικά πιο πάνω.

[electron]

Σας ευχαριστώ για τις απαντήσεις σας.

[electron]

Ένα αριθμητικό παράδειγμα:

Έστω ότι το VNA μετράει 52Ω, 210pF στους 7 Mhz στην πρώτη περίπτωση και το ίδιο ακριβώς αλλά στους 144 Mhz στην δεύτερη περίπτωση.

Στην πρώτη περίπτωση η σύνθετη αντίσταση είναι 52Ω -j108Ω και η συνολική αντίδραση 119,8Ω (γεωμετρικό άθροισμα).

Στη δεύτερη περίπτωση η σύνθετη αντίσταση είναι 52Ω -j5,3Ω και η συνολική αντίδραση 52,26.

Αν μιλάμε για προσαρμογή κεραίας στην πρώτη περίπτωση έχουμε σοβαρό πρόβλημα, ενώ στη δεύτερη δεν ασχολούμαστε καθόλου.

Και κάτι ακόμα. Αυτό με το γεωμετρικό άθροισμα θα μπορούσες να το γράψεις λίγο αναλυτικότερα αν δε σου κάνει κόπο; Δεν κατανοώ πως προκύπτουν οι συνολικές αντιδράσεις.

[Ακρίτας]

Και κάτι ακόμα. Αυτό με το γεωμετρικό άθροισμα θα μπορούσες να το γράψεις λίγο αναλυτικότερα αν δε σου κάνει κόπο; Δεν κατανοώ πως προκύπτουν οι συνολικές αντιδράσεις.

Πυθαγόρειο Θεώρημα Γιάννη.

Το γεωμετρικό άθροισμα των παραγόντων ενός μιγαδικού αριθμού (όπως η σύνθετη αντίσταση) είναι η τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων του πραγματικού και του φανταστικού μέρους. Επειδή και η χωρητικότητα και η αυτεπαγωγή έχουν διαφορά φάσης 90 μοίρες με την πραγματική συνιστώσα σχηματίζουν με αυτήν ένα ορθογώνιο τρίγωνο (στην γραφική παράσταση).