Добротность антенн, накопленная энергия.

[RA6FOO]

С одним трансом, когда две обмотки в общем магнитном потоке, да, неубедительна.

Интересная сценка спектакля "Две батарейки" получается.
Один, имея расчет с двумя независимыми источниками (трансформаторами), опять приводит расчет с одним трансом.
А другой, позиционируя себя как знаток программ для расчета таких схем, не публикует свои результаты расчета.
Артисты? Да, но цирковые. Потому аплодисментов не будет.

[UR4III]

С одним трансом, когда две обмотки в общем магнитном потоке, да, неубедительна.
Но у него была в ТИНЕ программе и схема с двумя трансформаторами.

В чём неубедительность?

С двумя трансами было не возможно отобразить "батарейки" один к одному. А с идеальным всё получилось. На одной обмотке 100 В, на другой 99 В и реальная потребляемая мощность в первичке. Только ток квазистационарный.

[UA4NE]

Влад, Ваша прога умеет измерять мощности на любом участке цепи. Скажите ей, чтобы она обсчитала исходную задачу в том виде, как она сформулирована.

[UA4NE]

Работа с файлами ближнего поля MMANA

Для изучения ближнего поля антенн нужно извлечь данные из файлов *.csv, сгенерированные в MMANA в режиме расчета ближнего поля. В этих файлах находятся комплексные действующие значения векторных величин Е и Н, разложенные по координатным осям X, Y, Z.

Данные по каждой координате представлены в файлах в двух взаимно эквивалентных формах - в виде действительной и мнимой части (столбцы Real, Imaginary), а также в виде модуля и фазы в градусах (столбцы Magnitude, Phase). В отличие от традиционного представления гармонической функции через комплексную амплитуду, здесь используются действующие (эффективные) значения, которые отличаются от амплитуд множителем 1/SQRT(2). Это нужно учитывать, если нас интересуют абсолютные значения напряженности, мощности и энергии.

Мгновенное значение вектора в трехмерном пространстве (направление и длина) в любой момент времени на интервале периода колебаний вычисляется по формуле (3.1) на скане из Семенова, стр. 45. Эта формула дана как раз для действующих значений. Действующие значения А_1д, А_2д, А_3д проекций векторов на оси X, Y, Z берутся непосредственно из столбца Magnitude. Фазы фи₁, фи₂, фи₃ из столбца Phase перед подстановкой в формулу нужно пересчитать в радианы.

Вычисления по формуле (3.1) нужно выполнять по правилу сложения векторов. e₁, e₂, e₃ - это единичные векторы по осям X, Y, Z.

[RA6FOO]

Влад, Ваша прога умеет измерять мощности на любом участке цепи. Скажите ей, чтобы она обсчитала исходную задачу в том виде, как она сформулирована.

Почему бы вам и Ко самим не сделать это и показать публике?
"Аргументы" типа "противная сторона все идиоты и дураки" как то неубедительны.

[Слушатель эфира]

Михаил, всё это я уже делал и анимацию векторов Вам показывал. Выводятся у меня сейчас данные ближнего поля в один массив в программе, извлекаются из файла ближнего поля MMANA. Нам здесь нужны амплитудные значения вектора по осям и фаза. Далее пишем квадраты компонент по осям в зависимости от времени, суммируем и получаем мгновенное значение квадрата длины вектора, как функции времени. В формуле для плотности энергии поля стоит именно квадрат вектора, умноженный на электрическую или магнитную постоянную. Затем умножаем плотность энергии на элемент объёма и суммируем по интересующей нас области пространства. Так получаем количество энергии в интересующем объёме, как функцию времени. О требуемой степени мелкости деления пространства, в зависимости от расстояния до излучателя, чтобы не иметь большой погрешности, сейчас не пишу. Очевидно, что для сильно укороченных антенн придётся делать очень мелкое вблизи токов, и покрупнее, чем дальше, иначе времени на расчёт уйдёт очень много и(или) не хватит памяти.

вот пример вывода для контроля, это извлечённые данные из файла MMANA

0,01_0_0_X_1,240373_-95,34927
0,01_0_0_Y_810,2163_0,002738
0,01_0_0_Z_0_0
0,11_0_0_X_0,1207526_-94,697553
0,11_0_0_Y_57,7793_-0,483749
0,11_0_0_Z_0_0
0,21_0_0_X_0,06842278_-94,409092
0,21_0_0_Y_34,86037_-1,331475
0,21_0_0_Z_0_0

Ниже вывод после обработки.
Final - это то значение, которое мы посчитали, в данном случае, это просто сумма квадратов амплитуд во всех точках расчёта, а следующая строка данные о расстоянии с которого начали суммировать, на каком расстоянии граница области суммирования, с каким шагом. Это для контроля, когда возникнет необходимость сшивать области с разным шагом

Final=175013,086937948
Start=0,01 Finish=10,01 Delta=0,1

Сейчас надо вписать в формулу умножение квадрата каждой компоненты на квадрат косинусов со своей фазой и на элемент объёма, которой для диполя легко считать как цилиндрический слой, и должно почти всё быть готово. Останется умножить на постоянную и получить энергию в объёме. Если косяков нет, то всё заработает. Да, и учесть про амплитудные и действующие значения.

Выглядит окно так, как ниже. Там загружаю данные из четырёх файлов, для сравнения. Кликом по каждой из кнопок считываются данные и производятся вычисления. Помогайте, что будем дальше делать, в том числе и в интерфейсе

[R3DDL]

...Для изучения ближнего поля антенн нужно извлечь данные из файлов *.csv, сгенерированные в MMANA в режиме расчета ближнего поля...

Я не очень подробно знаю программу.. Можете уточнить - где эти файлы лежат, и как задать нужный "режим" ?

[Слушатель эфира]

примерно так


это старая версия проги, но аналогично и в новой и даже в японской.
Кликните по нужной строке получите окошко, в котором будете задавать данные по расстояниям и шагу, всё дальше понятно без подсказок

[UA4NE]

Я не очень подробно знаю программу.. Можете уточнить - где эти файлы лежат, и как задать нужный "режим" ?

После вычисления в MMANA модели антенны, в меню "Файл" станет доступной строка "Создать таблицу ближнего поля". Таблицы для электрического и магнитного полей имеют одинаковую структуру и создаются в разных файлах по отдельности. Путь и имя задаются произвольно. Перед запуском нужно выбрать тип поля, задать мощность, а также сетку точек в пространстве, в которых будут выполняться вычисления. По каждой координате - начальная точка, конечная точка и кол-во точек.

Название режима "ближнее поле" условное. Можно задавать любые расстояния от начала координат - хоть один сантиметр, хоть тысячу километров.

Результат - два файла в формате таблиц экселя *.csv.

[Слушатель эфира]

Результат - два файла в формате таблиц экселя *.csv.

Нет, результат файла в текстовом формате, обычный блокнот, только расширение указано, чтобы эксель автоматически открывал его в своём окне.

ПС Давайте по программе, что делать будем, мне одному скучно

[UA4NE]

Предлагаю для начала обсчитать обычный полуволновый диполь и найти его добротность "по определению". Потом сравнить с добротностью, вычисленной по формулам из Щелкунова и из Надененко.

Шаг выбрать равномерным в плоскостях X и Y по 10 сантиметров, ограничиться по оси X расстоянием ближней зоны ля/6, а по оси Y добавить для каждого конца по 5 точек. Тогда для диполя длиной 5 метров (30 МГц) получится 60 х 16 = 960 точек для обсчета поля.

Только здесь мне видится один нюанс. Так как наша система открыта в пространство, то результат будет зависеть от выбранного объема для интегрирования. В учебнике Пименова вводится термин "добротность изолированной системы", и именно для нее дается известная "энергетическая" формула. Но я думаю, что погрешность не должна быть слишком большой.

Для диполя длиной 5 метров из провода диаметром 2 мм добротность по-Щелкунову и по-Надененко на частоте 30 МГц одинаковая Q = 9,7. См. расчет по-Надененко в файле вложения.

[R3DDL]

примерно так...

После вычисления в MMANA модели антенны, в меню "Файл" станет доступной строка....

Спасибо, буду с удовольствием разбираться

[RA6FOO]

Таблицы для электрического и магнитного полей

А вы уверены, что в третий раз не получите из них ту же очевидную ерунду,
что в феврале и июне.а затем дружно втроём сделаете вид, что опять не заметили её ?

[R3DDL]

Только здесь мне видится один нюанс. Так как наша система открыта в пространство, то результат будет зависеть от выбранного объема для интегрирования.

Ну, тут вообще понятие "добротность" немножко "за уши" притянуто... С одной стороны - вроде должно примерно соответствовать, оно и соответствует, с другой стороны - у "системы" нет границ. Нет от слова "вообще"..

Я карандашом на бумажке считал (оценивал) до R=Лямбда/4...

[Слушатель эфира]

Михаил, вот формула для энергии компоненты поля в цилиндрическом слое для расчётной точки в системе СИ

Energy=
(
sqr(EH_Mas[a-3].EH_MAGNITUDE*cos(EH_Mas[a-3].EH_PHASE*2*pi/360+T) ) +
sqr(EH_Mas[a-2].EH_MAGNITUDE*cos(EH_Mas[a-2].EH_PHASE*2*pi/360+T) ) +
sqr(EH_Mas[a-1].EH_MAGNITUDE*cos(EH_Mas[a-1].EH_PHASE*2*pi/360+T) )
)*
Eo*
(EH_Mas[a-3].x + DeltaX)/2*2*pi*DeltaX*DeltaY)*
2

EH_Mas[n].**** - это триады последовательных данных компонент по всем осям из файла ближнего поля
EH_Mas[a-3].EH_MAGNITUDE - амплитуда компоненты Х поля
EH_Mas[a-3].EH_PHASE - фаза этой компоненты из таблицы
Ео = 8,854 187 8128 ⋅10^-12 - электрическая постоянная
(EH_Mas[a-3].x + DeltaX)/2*2*pi*DeltaX*DeltaY) - элемент объёма, где
DeltaX - шаг сетки точек по Х
DeltaY - шаг сетки точек по Y
EH_Mas[a-3].x - координата точки по оси Х
(2*EH_Mas[a-3].x + DeltaX)/2*2*pi - средняя длина цилиндрического слоя меньший радиус EH_Mas[a-3].x, а больший EH_Mas[a-3].x + DeltaX
Т - текущая фаза источника

И последняя двойка, это как Вы писали об амплитудном и действующем значении данных в MMANA, амплитудные на корень из двух больше, чем выводит MMANA. У нас возведение в квадрат, потому 2

Проверьте, нет ли косяков? А то что-то уж сильно большие числа получаются

ПС Одну сам нашёл, скобка не там стояла закрывающая, уже исправил

Ну вот, теперь уже ближе к истине, максимум около 2,80996569936631E-5 ДЖ в половине цилиндра с границей на расстоянии 5 м (от лямбда/2 диполя на 30 МГЦ) и 10 м в длину