Энергетический баланс в антеннах

[RA6FOO]

пусть сначала решат задачу про батарейки и баранов.

Причем здесь "батарейки", разве разницу не чувствуете?
В вашей задачке о батарейках действуют одни законы ТОЭ, в MMANA другие.
Хотя и там и там источники одинаковые - идеальные источники напряжения.
Это как раз вы сначала решите задачку, почему разный результат,

Если заменить потребляющий источник (W3c) эквивалентным ему резистором, то усиление внезапно рухает с -30 до -60 дБи.

В "батарейках" второй источник поглощает энергию, а в MMANA возвращает первому.
Общее здесь лишь то, что в обоих случаях "батареечники" ссылаются на ТОЭ.
Или, как сказал классик юмора, "Здесь играть, а здесь рыбу заворачивали"

[RV2A]

Причем здесь "батарейки"

В "батарейках" второй источник поглощает энергию, а в MMANA возвращает первому.
Общее здесь лишь то, что в обоих случаях "батареечники" ссылаются на ТОЭ.
Или, как сказал классик юмора, "Здесь играть, а здесь рыбу заворачивали"

Я думаю, и МАННА заряжена теми же законами ТОЭ.
Это у наших "академиков" второй источник потребляет энергию...
Можете переспросить у Гончаренко. ММАНА работает правильно.
А для ТОЭ нет разницы - кто там и что ПОТРЕБЛЯЕТ и как ВОЗВРАЩАЕТ
Законов Ома и Кирхгофа достаточно!
Правильно пишите условия... и будет вам счастье!
73!
PS. ... задачки про батарейки уже не задаю.

[UR4III]

RA6FOO
Не мешайте детям играть в песочнице!
С нетерпением жду доказательство абсурдности IV от UR4III.
Вангую! Всё ограничится одним бла-бла-бла…

[R3MO]

Для подсчета реактивной мощности в диполе можно использовать эту же методику...

Ну так что, Михаил, сможете посчитать полную энергию в моей антенне?

[RA6FOO]

И как же нам ее собрать, всю эту "реактивную мощность антенны"?
По какой сфере интегрировать плотность потока мгновенной реактивной мощности?
Бред какой-то. Тему пора закрывать

Вообще то этой ерундой (подсчетом реактивной энергии в ближнем поле) никто
не занимается, и на то есть причина, которая делает это занятие бессмысленным.
R3MQ UA4NE тоже, потренируют мозги, убедятся в этом и успокоятся.
Или сделают ошибку и на её основании напишут новую теорию поля.

- - - Добавлено - - -

p.s.
Собственно, они её уже сделали, связали большую реактивность
во входном сопротивлении с реактивной энергией ближней зоны

[UR4III]

А для ТОЭ нет разницы - кто там и что ПОТРЕБЛЯЕТ и как ВОЗВРАЩАЕТ
Законов Ома и Кирхгофа достаточно!

В продолжение сообщения в личке.
Какой-то "кирхгофф" взял кучу источников и кучу резисторов смешал их произвольно и построил замкнутую цепь квазистационарного тока. Т.е. тока, величина которого постоянна по всей цепи. Оказалось, что ряд источников в этой цепи включены встречно. Тогда он посчитал ток в цепи как отношение алгебраической суммы эдс источников к сумме сопротивлений. Особо не вникая, есть у источника внутреннее сопротивление или нет. Ток умножил на эдс источника и пришёл к выводу, что источник с большим эдс является генератором, а источник с меньшим - потребителем. В числителе у него знак минус. Как-то так.

Если же мы питаем цепь ВЧ током, то приведенный вывод может привести к ошибкам. Во-первых, величина тока по длине цепи может быть разная. Во-вторых, появляется набег фазы источников и если при квазистационарном источники были включены встречно, то при ВЧ токе могут оказаться синфазными. Поэтому правила ТОЭ, вбитые спецам в головы при обучении, при ВЧ токе должны этими головами применяться осторожно.
Это первая их ошибка.

Вторая - это восприятие антенны, как цепи аналогичной цепям в ТОЭ. Т.е. это цепь замкнутая и если в её входном сопротивлении существует реактивная часть, то антенна содержит какой-то реактивный элемент.

Но в полотне антенны нет реактивных элементов, если мы их туда специально не вставили, а несовпадение фаз тока и напряжения наблюдается только на клеммах источника. Нигде более в полотне антенны напряжения нет.

ВЧ ток в замкнутости цепи не нуждается!

Отсюда и низкий кпд антенны ими подсчитанный. Так как в расчёт попала только та часть тока, которая синфазна с напряжением. Остальная же "реактивная" часть тока к излучению ЭМВ не допущена.
Отсюда и бесплодные попытки подсчёта энергии, накопленной в антенне или где-то ещё.

Ранее я приводил результаты симуляции питания цепи двумя встречно включёнными источниками и одним. Если Вам интересно, повторю. Названию темы они соответствуют.

[RV2A]

В продолжение сообщения в личке.
Какой-то "кирхгофф" ... Особо не вникая, есть у источника внутреннее сопротивление или нет... Ток умножил на эдс источника и пришёл к выводу, что источник с большим эдс является генератором, а источник с меньшим - потребителем. В числителе у него знак минус. Как-то так.

В каком числителе? И зачем умножать-то? Чё, так не видно?
Кирхгоф не этот вывод делал!
У источников он поставил минус перед произведением, если ток через него не совпадает с причиной его вызвавшей по направлению. Против шерсти - значит минус.
И это нужно, только для проверки верности решения токовых уравнений потребителей.
Сумма произведений напряжений (ЭДС) на ток должна быть равна произведению напряжения на ток на потребителях.
В итоге - ОДИН - суммарный источник, (алг. сумма ЭДС) и один потребитель - сумма всех внутренних и внешних сопротивлений. Отсюда - ток и потребляемая, а значит, и произведённая мощность. Они-то равны.
НИКАКИЕ ИИН не являются потребителями. И никакой отрицательной мощности они не вырабатывают. Если они включены встречно - они уменьшают (Р1-Р2...) мощность потребления. (Это, как следствие: мы же брали Е1-Е2, когда делили на сопротивления, так вот ЭТОТ ток ... I^2 *R = P.
Мы же нашли ток, разделив алг. сумму ЭДС на сумму сопротивлений. Теперь - квадрат этого тока умножаем на это же сопротивление. Вот и мощность.
При согласованном включении - увеличивают, т.к. увеличивают ток, ...
Эквивалентная схема двух источников 100 в и 99 в и 1 ом. Где "академики" разглядели сто вольт? И 99 тоже.
Они, при таком включении (встречно) оба исчезли. Ну, у одного, правда, было на 1 вольт больше - вот этот вольт и остался.

В антеннах ММАНА считает по ТОЭ, конечно, учитывается сдвиг фаз, так как импедансы, с активной и мнимой частями, входят в уравнения токов.
И чё мудрить?
У Вас - две антенны. В каждой - сумма R потерь и R изл. Хотите КПД - несложно.
А вот диаграмму направленности сформируует фазовое соотношение той лабуды, которую выдадут в пространство обе антенны.
В любой точке дальней зоны - интерференция. Так и работают решетки, с фазовым управлением излучения.
И никто, нигде, ни в антенне, ни в фидере, ни в ближней или дальней зонах, нигде, за пазухой, энергию не накапливает.
И никто, ни откуда не возвращает источнику заначку.
Мгновенные значения токов - действительно меняют знак и величину - ток-то переменный но мощность не считают по мгновенному току. Самые дотошные - интегрируют.Минимум - за период.

[UA4NE]

Ну так что, Михаил, сможете посчитать полную энергию в моей антенне?

Я думаю, что это тот случай, когда достаточно информации о мощности источников и не нужно привлекать расчеты ближнего поля. Ближнее поле это рутинная работа, чтобы ею заняться надо себя заставлять -)) Принцип расчета тот же, что и у Петра.

Опять же, модель не полная. Потери в цепях питания придется высасывать из пальца, а они будут играть очень существенную роль в общем КПД системы.

[RA6FOO]

предложенная мной модель позволит тестировать различные методы расчета накопленной в антеннах энергии.

Ну так что, Михаил, сможете посчитать полную энергию в моей антенне?

А вы не задумывались о том, что отношение "накопленной" и излученной энергии должно быть практически одинаково у всех антенн?
Отсюда и нет смысла делать особые расчеты и полной энергии, и "накопленной" в ближней зоне у конкретной антенны, и сама тема ни о чём.

- - - Добавлено - - -

Разница будет лишь в том, что при одинаковой илучаемой, плотность энергии на единицу обьема ближней зоны будет разная.

[UA4NE]

p.s.
Собственно, они её уже сделали, связали большую реактивность
во входном сопротивлении с реактивной энергией ближней зоны

Я не знаю, какие мотивы движут этим деятелем, но в своих надуманных обвинениях он постоянно прибегает ко лжи и извращениям. Выше процитирована очередная ложь. Я не поленился и нашел одну из своих недавних цитат из моих бесед с Владом, где я утверждаю прямо противоположное. И ранее на эту тему при общении с Владом я высказывался неоднократно и в этом же самом смысле.

Вот та моя цитата:

На процитироаванный вопрос Влада отвечу повторно и очень коротко. Не нужно путать реактивную энергию, накопленную в колебательной системе, и реактивную часть комплексного входного сопротивления этой системы.

Вот ссылка на нее.

Никаких дискуссий с оппонентом, постоянно прибегающим к таким грязным приёмам, нет и быть не может.

- - - Добавлено - - -

Пар выпущен, теперь продолжу по теме топика.

В любой высокодобротной колебательной системе с малыми потерями энергии на полезное излучение внесение даже самого малого дополнительного расходования энергии в тепло приводит к катастрофическим последствиям для КПД (и Ga тоже). При этом резко падает нагруженная добротность этой колебательной системы.

К таким высокодобротным антеннам относятся:

- все варианты электрически малого кольца Проценко с двумя источниками и с рекуперацией энергии (в том числе и мои модели флагов с рекуперацией, которые я ранее рассматривал в других темах);
- антенна Влада с двумя источниками "IV UR4III";
- простые и двойные флаги с одним источником и встроенными цепями рекуперации энергии, разработанные Владимиром RJ3FF;
- демонстрационная антенна бегущей волны Александра R3MO в варианте с двумя источниками;
- настроенные в резонанс электрически-короткие магнитные рамки;
- настроенные в резонанс электрически-короткие штыри, диполи, антенны типа "гвоздь", "спинка от кровати" и так далее и тому подобное.

Все эти высокодобротные системы требуют поистине параноидального подхода к конструированию как самого излучателя, так и дополняющих его цепей (СУ, фазирующих цепей и т.д.), настраивающих всю колебательную систему в резонанс. Именно по этой причине эти самые дополняющие цепи неизбежно принимают участие в накоплении энергии, жизненно необходимой для работы таких антенн. Все элементы таких высокодобротных антенн должны рассчитываться на многократные (в десятки и сотни раз) перегрузки по мощности, по напряженности полей и по токовым перегрузкам.

Чем хуже излучающая способность у электрически короткой антенны (то есть чем ниже потери энергии на излучение), тем сильнее должна быть степень параноидальности при ее конструировании. Это не я придумал, это избитая истина, многократно подтвержденная практикой.

[R3MO]

Все элементы таких высокодобротных антенн должны рассчитываться на многократные (в десятки и сотни раз) перегрузки по мощности

У III в 300 раз, для излучения 100Вт надо рекуперировать 30кВт, И он еще требует доказательства абсурдности. Как же надоело читать эти "письма ученых соседей", которые активно себя демонстрируют.

[RA6FOO]

внесение даже самого малого дополнительного расходования энергии в тепло приводит к катастрофическим последствиям для КПД (и Ga тоже)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Чем хуже излучающая способность у электрически короткой антенны (то есть чем ниже потери энергии на излучение), тем сильнее должна быть степень параноидальности при ее конструировании.

Степень параноидальности при охаивании антенны будет видна,
если вы приведете сравнительный расчет КПД и уcиления антенны UR4III
и обычного полуволнового диполя из того же материала и на той же высоте.
Вас с мая 2019 года просят сделать это.

[RA9UEK]

А по моему вы залезли в такие дебри, в которые лазить и не стоило. Весь энергетический баланс очень прост. Сколько мощности отдано источником, столько потреблено нагрузкой. Студенты так составляют баланс мощности при расчете своих учебных задач. А далее, если в качестве нагрузки рассматривается антенна, нужно смотреть каково сопротивление излучения Rи и каково сопротивление потерь Rп, ведь КПД антенны определяется как n = Rи / (Rи+Rп), если не ошибаюсь. Далее, по моему (могу ошибаться, но перечитывать все не хочется) был вопрос о реактивности входного сопротивления, все то же самое, давно известные истины, причем можно отвлечься даже от нашего любимого параметра КСВ. Любой первокурсник знает формулу P=UIcos(фи), это значит, что при фи=90 градусов активной мощности в нагрузке будет ноль (хотя это конечно "идеальный" случай), здесь и законы Кирхгофа не нужны или знания других разделов ТОЭ, возвращаясь к КСВ понятно, что он в таком случае будет равен бесконечности. Вот от этих простых истин нужно оттолкнуться изначально, если есть желание разобраться в электромагнитном механизме работы антенны, одно не должно противоречить другому, все должно сойтись "тютелька в тютельку"

[R3MO]

А по моему вы залезли в такие дебри, в которые лазить и не стоило. Весь энергетический баланс очень прост. Сколько мощности отдано источником, столько потреблено нагрузкой.

Это не энергетический баланс, а Закон Сохранения.
Можете посчитать режим работы фидера без потерь, когда через него передается, например, 100Вт. В одном случае КСВ=1, в другом КСВ=10 - посчитайте, сколько энергии содержится в фидере в том и другом случае. Тогда поймете, нужно ли "лезть в такие дебри".

- - - Добавлено - - -

Любой первокурсник знает формулу P=UIcos(фи), это значит, что при фи=90 градусов активной мощности в нагрузке будет ноль

Это Вы расскажите UR4III - у него 90гр сдвиг между током и напряжением источника, а "реактивный ток всё равно что-то излучает"

[RA6FOO]

Это Вы расскажите UR4III - у него 90гр сдвиг между током и напряжением источника, а "реактивный ток всё равно что-то излучает"

Вам уже много раз рассказывали, что нет активного и реактивного токов
и антенна не сепаратор для их разделения.
Есть просто ток. Соответственно ему и излучение

- - - Добавлено - - -

посчитайте, сколько энергии содержится в фидере

Энергия в фидере без потерь и в антенне, это разные вещи, от слова "совсем"