Moikka taas. Tässä palailen kysymyksineni...
Miten lasketaan Magnetronin tuottama aallonpituus Magnetronin fysikaalisista mitoista?
Sitten toinen kysymys.
Tämä onkin jo sitten vaikeampi... Onko mahdollista laskea aineeseen absorboituva mikroaalto energia aallonpituudesta ja aineen molekyylipainosta tai muusta aineen vakio-ominaisuudesta.
Kolmas kysymys miten käytännössä dipoliantenni toimii ja miten sen tuottama sähköjännite lasketaan?
Miten lasketaan Magnetronin tuottama aallonpituus Magnetronin fysikaalisista mitoista?
Sitten toinen kysymys.
Tämä onkin jo sitten vaikeampi... Onko mahdollista laskea aineeseen absorboituva mikroaalto energia aallonpituudesta ja aineen molekyylipainosta tai muusta aineen vakio-ominaisuudesta.
Kolmas kysymys miten käytännössä dipoliantenni toimii ja miten sen tuottama sähköjännite lasketaan?
Vastaukset 7
Vanhimmat
Magnetronista, tossa jotain alkuperäisen mittoja,
miten ymmärtäisi nykypäivän magnetronista:
The controlled resonant circuit problem at microwave frequencies was solved in the 1930s by using hollow metal cylinders as a resonator. The round cylinder walls are similar to a one turn coil and the cylinder end plates are like a very small capacitor. These cylindrical resonators are called microwave cavities and by moving one of the cavity end plates in or out of the cylinder the frequency of the oscillator can be tuned. The cylinder must be about a wavelength in diameter and about one half wave length long at the resonant frequency.
Absorboituva energia on se energia joka ei heijastu,riippuu aineesta ja aallonpituudesta.
Materiaaleille on annettu suure Epsilon joka
ilmalle on 1, hyvin huilaa.
Dipoliantenni toimii niinkuin muutkin antennit.
Tarkoituksena on sovittaa lähetyskoksussa oleva
impedanssi "eetteriin".
Jos kenttävoimakkuus tunnetaan, voidaan dipolin tuottaman jännite laskea, jakamalla kenttävoimakkuus antennikertoimella k
k= 9,73 / lamda x neliöjuuri antennin vahvistus
Dipolin vahvistus = 1,64 ja Lamda = aallonpituus
Sievennettynä k = 7,6 / Lamda (metreinä)
Jos tarkoitit Dipolin lähetyskäytössä synnyttämää kenttävoimakkuutta (V/m) palaa asiaan uudelleen
Sähköisesti antennilangan tai -sauvan käsitetään muodostuvan koko pituudeltaan peräkkäisistä tietynkokoisista induktansseista ja niiden kunkin rinnalla olevasta kapasitanssista, sekä näiden kaikkien rinnalla olevista yli koko antennipituuden vaikuttavista kapasitansseista. Edellytetään, että tiettynä hetkenä jokaisessa kondensaattorissa on varaus. Kukin kondensaattori purkautuu rinnan olevan induktanssin kautta. Muodostuva sähkövirta synnyttää magneettikentän ja tämän tapahtuessa peräkkäin olevissa piireissä yli koko antennin, niin antennin ympärille muodostuu magneettikenttä, joka vuorostaan lataa kapasitanssit induktanssien kautta uudelleen, kuitenkin siten, että jännitteen napaisuus vaihtuu. Ilmiö toistuu vastaanotettavan signaalin taajuisena.
Täydellisellä sovituksella antennissa jännitteen ja virran välillä vallitsee 90° vaihesiirto. Ohmin lain vastus=jännite/virta mukaan voidaan mistä hyvänsä kohtaa antennia laskea impedanssi. Tämä vastus on resonanssitapauksessa reaalinen. Resonanssialueen ulkopuolella kokonaisvastukseen sisältyy imaginaarinen (induktiivinen tai kapasitiivinen) osa.
Antennia voi verrata sarjaresonanssipiiriin; ohminen vastus, induktanssi, kapasitanssi, vaihtovirtalähde.
Antenni magneettikentässä
Antennin sieppaama jännite on riippuvainen sitä ympäröivän sähkömagneettisen kentän voimakkuudesta ja toiseksi antennin tehollisesta pituudesta.
Resonanssissa olevan ½-aaltodipolin jännitteen ja virran jakaantuma noudattaa muodoltaan sinikäyrää. Eniten säteilee se osa, jossa virta on suurimmillaan ja siksi antennin tehollinen pituus on pienempi kuin rakennepituus. (virtamaksimi keskellä ½-aaltodipolia, päissä 0)
Tehollinen pituus L lasketaan kaavalla:
L=Lamda/pii.
-Lamda=värähtelyn aallonpituus (laskettavissa vastaanottotaajuudesta)
-pii=3,1416
Antennia ympäröivästä lähetteen aiheuttamasta kenttävoimakkuudesta E ja antennin tehollisesta pituudesta L voidaan laskea antenniin indusoituva jännite U:
U=E*L
½-aaltodipoliin indusoitunut jännite johdetaan syöttöpisteestä edelleen vastaanottimeen. Paras tehonsiirto tapahtuu silloin, kun antennin syöttöpisteessä näkyvä vastus on sama kuin vastaanottimen sisäänmenovastus. Tällaisessa tapauksessa dipoliin indusoituneesta jännitteestä puolet siirtyy vastaanottimeen ja toinen puoli säteilee sähkömagneettisena värähtelynä antennista takaisin avaruuteen. Näin siksi, että syöttöpisteessä antennin säteilyvastus ja radion sisäänmenovastus ovat yhtä suuria ja rinnakkain. Vastaanottimen antennipiiri on usein suunniteltu 50 Ohmin impedanssille.
Oikealla antennisovituksella radioon siirtyvä antennijännite U on parhaimmillaan:
U=E*Lamda/(2*pii)
Ohuesta langasta tehdyn ja muutaman aallonpituuden korkeudella vapaassa tilassa olevan ½-aaltodipolin syöttöpisteimpedanssin resistiivinen osa on antennin resonanssitaajuudella n. 73 Ohmia. Antennilitzistä tehdyllä lyhytaaltoantennilla resonanssivastus on n. 65 Ohmia ja putkesta valmistetulla antennilla n. 55…60 Ohmia. Nämä ovat teoreettisia arvoja, joihin käytännössä asennusympäristö vaikuttaa.
½-aaltodipolin resonanssipituus ei ole tarkkaan Lamda/2, vaan lyhyempi ja riippuu mm. elementin paksuudesta. ½-aaltodipolin suuntavahvistus isotrooppiseen säteilijään verrattuna on 1,64 (2,15dB).
Antennikirjallisuutta:
- The ARRL Antenna Book
- Karl Rothammel: Antennenbuch
- Ismo V. Lindel: Antenniteoria
- Olavi Lehti: Antennitekniikka
Kiitoksia monasti!!! Tarkentava kysymys. Ymmärsinkö oikein? Siis jos singnaalia otetaan vastaan kahdella antennilla, jotka ovat puolen aallonpituuden päässä toisistaan (siis vastaan otettavan signaalin aallonpituuden),niiden välille muodostuu suurin mahdollinen jännite(teho?), jonka magneettikenttä voi muodostaa?
Miten antennista lähtevä "resonointi"(?)vaikuttaa alkuperäiseen singaaliin?
\--------------Lamda/2 -----------\
o---------------oo---------------o
Puoliaalto-dipoli
Kaksi samanvaiheisesti syötettyä antennia samalla suoralla vierekkäin pienellä etäisyydellä toisistaan.
Mitään muuta verrattuna ½-aaltodipoliin ei tapahdu kuin, että antennin suuntakuvio pääkeilan suuntaan kapenee ja tätä kautta suuntateho kasvaa 1,7 dB. Antenni on passiivinen elementti, eikä se kykene ympäristössään vallitsevaa sähkömagneettista kenttää vahvistamaan. Tämä pätee yhtä lailla lähetystehon suhteen. Jos lähettimestä antennin syöttöpisteeseen siirtyy vaikkapa 10 W, niin millään antennikonstailuilla siitä ei saa syntymään mitään muuta kuin tuon 10 W.
Kaksi samanvaiheisesti syötettyä Lamda/2 antennia allekkain etäisyydellä Lamda/2.
Suuntakuvion muutoksien kautta suuntateho suhteessa ½-aaltodipoliin kasvaa n. 1 dB.
Samanvaiheisen syötön rakentaminen on sen verran konstikas juttu, että sen voi kuuntelupuolella unohtaa.
Millä taajuusalueella mielenkiintosi kohteena olevan antennin tulisi toimia?
Kysymys: ” Miten antennista lähtevä "resonointi"(?)vaikuttaa alkuperäiseen singaaliin?” Siis tarkoititko vaikutusta radioon siirtyvään signaaliin? En ehkä ymmärrä kysymystäsi oikein, mutta viittaan yllä olevaan ja sanon; ei mitenkään.
Asia alkaa pikku hiljaa valkenemaan. Eli alun perinkin kiinnostus oli energian siirtäminen sähkömagneettisella keilalla ja vastaan ottaa se ja muuttaa sähköenergiaksi. Tästä sovelluksena olen nähnyt sellaisen kopterin, joka leijui n 30 m energialähteensä päällä, joka lähetti energian mikroaalloilla.
Eli se ei ole niin hirveän tarkkaa mikä aallonpituus on, mutta näyttää siltä, että aallonpituudella on suurta merkitystä menetelmän hyötysuhteen kannalta. Jos mikroaallot tuotetaan magnetronilla ja suunnataan torviantennilla, aallopituus ei ole kovinkaan tarkka ja se taitaa haitata suuresti systeemistä saatavaa hyötysuhdetta.
Resonoinnilla tarkoitin tätä lainausta "Tällaisessa tapauksessa dipoliin indusoituneesta jännitteestä puolet siirtyy vastaanottimeen ja toinen puoli säteilee sähkömagneettisena värähtelynä antennista takaisin avaruuteen." Eli jos säteilystä puolet heijastuu antennista, ajattelin että heijastus vaikuttaa, alkuperäiseen sähkömagneettiseen kenttään ja taustasäteilyyn. tämän ajattelin vaikuttavan attenniparin toimintaan haittaavasti siten, että kahden antennin vaihe ero ei enää olekkaan mahdollisimman suuri vaan resonointi muuttaa antennien tuottaman potentiaalieron suuruutta?
Eh vaikeasti selitetty, mutta ymmärtänet mitä tarkoitan...
Meinaatkohan olla kovinkin lähellä sitä magnetronia?
Ja onko sulla tietoa että millä taajuudella se käytössäsi oleva magnetroni toimii?
Itse olen puljannut useamman vuoden noiden mikroaaltolaitteiden kanssa, ja senverran huomannut että ei kannata edes yrittää ;)
Tekee tosi hankalaa saada pientehoisilla magnetroneilla teho haluttuun suuntaan... ja sitten vielä se että teho siroutuu ympäristöön todella laajalle alueelle... Antenniin panostaessa, kannattaa huomioida myös se että siinä vaiheessa kunnes antennista lähtevä keila on muodostunut on siihen mennyt matkaa jo jonkin verran. voit laskea suoraan sen että millä matkalla keila on muodostunut, kun tiedät käytettävän taajuuden...
Näitä kun on niin helppoa kertoa ;) ilman kaavoja ;)