Харьковский Радиоклуб

[Гість 3253]

КСВ мало что говорит об антенне, он говорит о согласовании фидера с антенной, а не о самой антенне. Можно вместо антенны вообще резистор равный импедансу фидера прицепить и КСВ будет 1, но антенны вообще не будет

Чтобы внешняя оплётка коаксиального кабеля не выступала в роли антенны, нужно также ставить балун и запорный дроссель. Без них с несимметричной антенной ты будешь мерять антенну с кабелем, а не саму антенну. Именно от этого у тебя и получились разные результаты для 800 МГц антенне на анализаторе и на высоте. Во втором случае в качестве антенны работал коаксиальный кабель.

Совершенно неверное умозаключение в плане результатов.
Антенна торчит прямо в приборе, там нет кабеля, это КСВ самой, непосредственно, антенны. На высоте и не на высоте - это вместе с прибором, а не с кабелем и без.

Нет, просто если с ****ячей антенной использовать длинный кабель, то можно получить вполне рабочий результат. Но это не антенна будет работать, принимать и предавать будет кабель, а не антенна

Ну то ж уже другой кейс... Да, можно так, но это ж искусство

никакая антенна не будет хорошо работать если к ней поднести какую-то большую проводящую хреновину с большими потерями. Потому что резонансной антенне для работы нужна накачка ВЧ энергией. Эта хреновина будет высасывать эту ВЧ энергию через реактивные поля, преобразовывая её в тепло, не давая накачать антенну и эффективность антенны будет никакой. Это будет проявляться в падении добротности антенны.

Падение добротности антенны прекрасно видно по широкой полосе с КСВ средней вшивости, больше 2, но меньше 5.
Обычно, поднесение большой массы в качестве земли несимметричного вибратора - просто сдвигает параметны системы. Ни о каком потреблении речь не идёт - будет прекрасный КСВ, но не на той частоте. Это если земля будет хорошо сопротивляться - потери появятся, а если это железяка - нормально всё, просто противовес становится другой формы. Естественно, если это противовес, а не болтающийся в воздухе предмет.

Автомобильная антенна требует наличия противовеса, без которого она работать нормально не будет. Без противовеса такая антенна будет использовать внешнюю оплётку кабеля в качестве противовеса. Или землю анализатора.

А я о чём?
К стати, как это логически связывается с предыдущим абзацем? По той логике - автомобильные антенны должны обладать плохим КПД

крысиные хвостики для портативок тоже требуют противовес. В качестве него в радиостанции используется металлическое шасси, которое находится под пластиковым корпусом. Если ты измеряешь антенну без этого металлического шасси, то ты измеряешь совсем другую антенну.

Я больше скажу - даже, если бы они не требовали его - он, всё равно у них будет. Просто исходя из их способа крепления - они паяются в плату, и она там рядом стоит, хочешь этого, или не хочешь.
Вопрос в другом - как такую срань потом настраивать, когда она выполнена неправильно. Её ж часто прямо на плате выполняют - там простой заменой поставщика, или переносом антенны на пару миллиметров не обойтись.

выход большого значения не имеет, главное чтобы он тянул нагрузку.

У выхода, кроме всего - есть импеданс. Зачем вообще КСВ придумали... только усложняют всё.

R1=R2 Ir1=Ir2 Pr1=Pr2

R2=xR1
Ir1=Ir2 Ur1!=Ur2

При R1=R2=50Ом и 3,3V ток в цепи (пусть постоянного тока) будет 3,3/100=0,033А

При R2=100 Ом ток будет 0,022А

case1: Pr2 = 0,033*0.033*50= 0,05445Вт (КСВ=1)
case2: Pr2= 0,022*0,022*100 = 0,0484Вт(КСВ=2)
//**** грубая, но наглядная версия пояснения ******

Значение имеет импеданс фидера и импеданс антенны, они должны быть согласованы.

Ну нет у неё фидера. Единственный фидер, который там есть - это выход усилителя. Он 50Ом, без сомнений. Ни сколько длинн волн там не помещается.

Настраивать антенну в резонанс нужно векторником. Смотреть по реактвности антенны подключенной непосредственно к векторнику (без кабелей).

Оте сверху графики - именно так и делались

Или через кабель, но тогда векторник нужно калибровать через этот кабель и на кабеле обязательно должны быть запорные дроссели. Когда реактивность 0 это и есть резонансная частота антенны.

И там же КСВ минимален По этому, я и говорю - смотреть спокойно можно просто по КСВ - он стремится к 1 там, где скомпенсирована реактивность.

Активная часть импеданса на резонансной частоте - это входное сопротивление антенны. Его нужно измерить и согласовать с импедансом фидера (какой-там у тебя кабель - 50 или 75 Ом). Тогда всё будет работать хорошо

Ок, фидера нет, выход SAW - 50Ом, получен резонанс с активной частью 12 Ом. Чем согласовывать будем? Всё устройство величиной с пол-спичечных коробка. Антенна встроена в плату и не двигается.

 

[xor#aa]

Антенна торчит прямо в приборе, там нет кабеля, это КСВ самой, непосредственно, антенны.

Нет. Это КСВ в сечении вход прибора / земля прибора + антенна. Этот КСВ будет зависеть от входного импеданса антенны и конфигурации земли прибора. Непосредственно к антенне это значение относится лишь косвенно, т.к. от настройки антенны будет меняться её входной импеданс, что приведёт и к изменению КСВ в сечении вход прибора / земля прибора + антенна.

С таким-же успехом подключение к земле прибора куска железа приведёт к изменению КСВ в сечении входа прибора, хотя параметры антенны от этого не изменились.

Чтобы такой зависимости не было, нужно ставить запорный дроссель, запирая синфазные токи на внешней поверхности земляного проводника разъёма.

У выхода, кроме всего - есть импеданс. Зачем вообще КСВ придумали... только усложняют всё.

R1=R2 Ir1=Ir2 Pr1=Pr2

R2=xR1
Ir1=Ir2 Ur1!=Ur2

При R1=R2=50Ом и 3,3V ток в цепи (пусть постоянного тока) будет 3,3/100=0,033А

При R2=100 Ом ток будет 0,022А

case1: Pr2 = 0,033*0.033*50= 0,05445Вт (КСВ=1)
case2: Pr2= 0,022*0,022*100 = 0,0484Вт(КСВ=2)
//**** грубая, но наглядная версия пояснения ******

Нет. объяснение на сопротивлениях годится для цепей с постоянным током или без реактивных элементов. КСВ - это коэффициент стоячей волны. Поэтому для постоянного тока КСВ не имеет смысла. А резонансная антенна с фидером - это реактивный элемент.

Импеданс состоит из двух разных сопротивлений - активного и реактивного. Их оба нужно учитывать.

Выходной импеданс прибора никак не влияет на КСВ в фидере. На КСВ влияет согласование импеданса фидера с нагрузкой на фидер.

Ну нет у неё фидера. Единственный фидер, который там есть - это выход усилителя.

фидер всегда есть. Выход усилителя - это источник. Проводник соединяющий антенну с усилителем - это линия передачи, у которой есть импеданс. Сопротивление источнка на КСВ в фидере не влияет.

Он 50Ом, без сомнений. Ни сколько длинн волн там не помещается.

откуда такая уверенность? Выход там может иметь любой другой импеданс. Это не имеет значения. Главное, чтобы нагрузка была согласована с линией передачи.

Если плата спроектирована ****амотно, то КСВ в такой линии будет высокий, линия может излучать и мешать работе других цепей.

На плате тоже есть линии передачи имеющие свой импеданс.

Оте сверху графики - именно так и делались

Нет, у тебя там КСВ, а нужно измерять реактивность. Это разные вещи.

И там же КСВ минимален По этому, я и говорю - смотреть спокойно можно просто по КСВ - он стремится к 1 там, где скомпенсирована реактивность.

Нет. В этом твоя ошибка. Нулевая реактивность и минимальный КСВ - это разные вещи. Там где у антенны нулевая реактивность, КСВ не минимален.

Чтобы КСВ был минимален, нужно чтобы импеданс антенны совпадал с импедансом фидера. На частоте, где реактивность равна нулю у антенны остаётся только активное сопротивление. От согласования этого сопротивления с импедансом фидера и будет зависеть КСВ.

Или говоря иначе, там где ты намеряешь минимальный КСВ - это не резонанс антенны.

Ок, фидера нет, выход SAW - 50Ом, получен резонанс с активной частью 12 Ом. Чем согласовывать будем? Всё устройство величиной с пол-спичечных коробка. Антенна встроена в плату и не двигается.

Зависит от параметров сигнала - частоты несущей, полосы, мощности. Если это СВЧ на плате, то обычно делается согласование с помощью полосковых линий. На более низких частотах - трансформатор или LC цепочка согласования. Можно коаксиальный трансформатор импеданса использовать. Вобщем решений масса. Всё зависит от требований.

Антенна кстати - это тоже элемент согласования между низким импедансом фидера и импедансом вакуума 376+j0 Ом. У воздуха импеданс близок к импедансу вакуума.

 

[xor#aa]

Обычно, поднесение большой массы в качестве земли несимметричного вибратора - просто сдвигает параметны системы. Ни о каком потреблении речь не идёт - будет прекрасный КСВ, но не на той частоте.

сдвигает параметры системы "фидер - антенна". Но параметры антенны не меняются.

Например антенна настроена на 800 МГц. Но из-за неправильного подключения резонансная частота системы "фидер-антенна" может уехать на 799 МГц. Однако антенна по прежнему настроена на 800 МГц, её параметры не изменились.

Т.е. можно взять и просто неправильным подключением антенны намерять совсем другую частоту резонанса.

Это конечно не исключает, что китайцы продают фуфло. Я к тому, что по КСВ антенну измерять неправильно. КСВ - это параметр фидера, а не антенны

Падение добротности антенны прекрасно видно по широкой полосе с КСВ средней вшивости, больше 2, но меньше 5.

Требование к добротности зависит от требуемой полосы. Чем шире полоса, тем ниже нужна добротность. Но эффективность резонансной антенны падает с падением добротности. Поэтому тут нужно выбирать оптимальный вариант исходя из требуемой рабочей полосы для антенны.

Предельный уровень добротности можно оценить так:

Q = несущая частота / полоса

Антенна с более высокой добротностью не сможет обеспечить требуемую полосу. Поэтому у широкополосных антенн добротность и эффективность очень низкие.

Когда ктото рекламирует для портативок антенну как очень широкополосную, это вызывает у меня улыбку

 

[xor#aa]

А значит - все, кто считает антенны в симуляторе в условиях "сферического вакуума" - изготовят неправильную антенну. Она ни когда не будет в этих условиях находиться на практике. К ней всегда прикручена какая-нибудь "консервная банка" или кабель.

нет, не значит. При правильном и согласованном подключении антенна будет работать именно так, как её считали. Консервные банки и кабеля прикручивать не нужно. Просто нужно запорные дроссели на фидер поставить и согласовать антенну с фидером.

 

[Гість 3253]

нет, не значит. При правильном и согласованном подключении антенна будет работать именно так, как её считали. Консервные банки и кабеля прикручивать не нужно. ..

Консервная банка будет прикручена в любом случае. Это будет сам портативный прибор, его начинка и голова носителя. Или автомобиль. Но, в любом случае - в портативной технике к антенне будет прикручен противовес в виде самой техники.

 

[Гість 3253]

Нет, у тебя там КСВ, а нужно измерять реактивность. Это разные вещи.

Я позже сделаю Завтра уже, сегодня некогда будет. График R-X там тоже есть. Давай догадаемся, где бодет реактивка ==0

Нет. В этом твоя ошибка. Нулевая реактивность и минимальный КСВ - это разные вещи. Там где у антенны нулевая реактивность, КСВ не минимален.

Скажем так - не всегда минимален.

Чтобы КСВ был минимален, нужно чтобы импеданс антенны совпадал с импедансом фидера. На частоте, где реактивность равна нулю у антенны остаётся только активное сопротивление. От согласования этого сопротивления с импедансом фидера и будет зависеть КСВ.

Так задача-максимум и состоит в том, чтобы оставшееся активное сопротивление было равно импедансу фидера.

Или говоря иначе, там где ты намеряешь минимальный КСВ - это не резонанс антенны.

А должен быть резонанс Ну, или, в случае с сверхкороткими (типа 1/8 лямбды) антеннами - хоть КСВ преемлимый... пусть там тот сантиметр трассы излучает - хуже не будет.

 

[xor#aa]

Консервная банка будет прикручена в любом случае. Это будет сам портативный прибор, его начинка и голова носителя. Или автомобиль. Но, в любом случае - в портативной технике к антенне будет прикручен противовес в виде самой техники.

антенны для портативных радиостанций изначально рассчитаны на использование противовеса в виде шасси трансивера. Тоже самое и с автомобильными. Они рассчитаны на использование на металлической поверхности. Они не годятся для подключения через кабель или к другим устройствам. Хотя при подключении к другим устройствам в каких-то случаях их настройка может оказаться близка к заявленной для использования в штатных условиях, но это скорее случайность.

 

[xor#aa]

Так задача-максимум и состоит в том, чтобы оставшееся активное сопротивление было равно импедансу фидера.

нет, вначале нужно настроить антенну, а потом уже согласовывать её с фидером. Иначе настроив КСВ=1 ты будешь просто бесполезно вкачивать мощу в нагрев фидера и СУ

 

[xor#aa]

А должен быть резонанс

зачем? Так будет только если импеданс антенны на резонансной частоте 50 Ом, как и у фидера. Но на практике стремиться к этому нет смысла. Всёравно нужно балун или унун ставить, можно его сразу совместить с трансформатором импеданса.

Как правило у антенн импеданс сильно отличается от 50 Ом. У того-же полуволнового диполя 73 Ома. Например если импеданс антенны на резонансной частоте 200 Ом, в этом случае на резонансной частоте ты увидишь КСВ=4. Хотя антенна настроена идеально. А вот после согласования импеданса антенны с фидером уже будет КСВ=1.

Антенна какой была, такой и осталась, никто её настройки не менял и параметры у неё не менялись. Но КСВ изменился только за счёт фидера и согласования.

Тут важно понять, что КСВ=1 совсем не означает, что антенна работает эффективно. Он означает что вся мощность потребляется, а чем она потребляется КСВ не говорит. Куда уходит эта мощность - в нагрев или в излучение? Из КСВ этого никак не видно. Потому что КСВ характеризует линию передачи (фидер), а не нагрузку (антенну).

 

[Гість 3253]

зачем? Так будет только если импеданс антенны на резонансной частоте 50 Ом, как и у фидера.

И-идеальность

Но на практике стремиться к этому нет смысла. Всёравно нужно балун или унун ставить, можно его сразу совместить с трансформатором импеданса.

Где я возьму балун на произвольную величину? Не видел на практике ни в одном устройстве со встроенной антенной согласования на балуне. Все матчат допцепями C/C-L/C-L-C

Как правило у антенн импеданс сильно отличается от 50 Ом. У того-же полуволнового диполя 73 Ома. Например если импеданс антенны на резонансной частоте 200 Ом, в этом случае на резонансной частоте ты увидишь КСВ=4. Хотя антенна настроена идеально. А вот после согласования импеданса антенны с фидером уже будет КСВ=1.

То, с чем придётся иметь дело - будет выглядеть примерно так

И задача буудет стоять не "согласовать с линией", а "совершить чудо".
То есть, дано: некая константная херь с неизменяемыми параметрами, но возможностью припаять пару элементов в тракт. Нужно: "чтобы это далеко работало".

Вот обычный кейс современной разработки, связанной с антеннами носимых устройств. Забываем о согласующих трансформаторах, четвертьволновых отрезках и прочей хрени. Большой удачей будет, если это надо для 2,45...5ГГц, там хоть размеры реальные, но вопросы возникнут не там, вопросы возникнут в 433/868/908/914МГц диапазонах.

Тут важно понять, что КСВ=1 совсем не означает, что антенна работает эффективно. Он означает что вся мощность потребляется,

а чем она потребляется КСВ не говорит. Куда уходит эта мощность - в нагрев или в излучение? Из КСВ этого никак не видно. Потому что КСВ характеризует линию передачи (фидер), а не нагрузку (антенну).

Ну, вроде, выше уже установили, что антенна - согласующее устройство между питающей линией и импедансом вакуума/воздуха.
Если я оцениваю КСВ изолированной антенны - вроде как, именно в излучение она и потребляется. В прочем, это легко проконтролировать детектором поля, если куда-то утекает - увидим результаты, не совпадающие с ожиданиями.

 

[Гість 3253]

нет, вначале нужно настроить антенну, а потом уже согласовывать её с фидером. Иначе настроив КСВ=1 ты будешь просто бесполезно вкачивать мощу в нагрев фидера и СУ

Тогда её не удастся согласовать никогда. См. фото выше - ничего туда уже не добавить.

 

[Гість 3253]

антенны для портативных радиостанций изначально рассчитаны на использование противовеса в виде шасси трансивера. Тоже самое и с автомобильными. Они рассчитаны на использование на металлической поверхности. Они не годятся для подключения через кабель или к другим устройствам. Хотя при подключении к другим устройствам в каких-то случаях их настройка может оказаться близка к заявленной для использования в штатных условиях, но это скорее случайность.

И вот, наконец, мы пришли к тому с чего я начал

 

[ur4lvn]

Не всегда. В большинстве IoT усторйств и прочей беспроводной мелкоты - никогда.

В IoT нет фидеров. Там некуда вставлять согласующие трансформаторы и петли.
Там будет ****опружинка с собственным резонансом при желаемых 868 - гига на полтора, известный выходной каскад (как правило, 50Ом) и задача по натягиванию совы на глобус путём согласования доп. элементами. Ещё там будет очешуенно крутая, рассчитанная на ПО за 100500 тыщдоларов IFA, или PIFA.... с собственным резонансом опять не в том месте, так как её считали опять в сферическом вакууме.

Слава,это то из-за чего вы спорите?
На модуле у увидел коммутатор прием\передача(если это так), до него обычно ставят П-контур для согласования выхода передатчика с трактом.
Это так?

 

[ur4lvn]

То, с чем придётся иметь дело - будет выглядеть примерно так

У модуля есть имя?

 

[Гість 3253]

Слава,это то из-за чего вы спорите?
На модуле у увидел коммутатор прием\передача(если это так), до него обычно ставят П-контур для согласования выхода передатчика с трактом.
Это так?

Эт не спор, эт дискуссия
Фотка лоры на 1278 - просто для примера того, как сейчас выглядят портативные устройства, и куда там тыкать согласующие трансформаторы с четвертьволновыми отрезками и прочими коаксиалами.

На самом деле, я сейчас пытаюсь как-то улучшить имеющийся образец (не этот) на фото выше, и тему для разговора просто "музыкой навеяло".

Пересмотрел попутно все имеющиеся антенны векторником - пожаловался, что все "кто куда", и тут окажалось, что оценивать антенну по КСВ нельзя.
Ну, и понеслась

P.S> Согласование сверхкоротких антенн (в т.ч. печатных) с 50 омными выходными каскадами - на самом деле злободневный и часто встречающийся вопрос.

 

[Гість 3253]

У модуля есть имя?

У этого - v1.1
Это старый Z-Wave от силабса. Новый имеет такую точно антенну. Выходное устройство - SAW-фильтр. Конкретно в 51й серии чипов - балун либо внутри, либо не требуется - я не разбирался. Сейчас пошла 700-я серия - там балун внешний, и такой же SAW. По факту - неважно что за чип, это 914МГц с антенной отакой как есть на фото, примерно 1/8л в длину

 

[xor#aa]

Если я оцениваю КСВ изолированной антенны - вроде как, именно в излучение она и потребляется.

Нет. КСВ показывает режим работы фидера, а не антенны.

Антенну можно вообще физически отключить и согласовать фидер с пустым разъёмом. Вся мощность будет потребляться согласущим устройством и фидером. КСВ=1, но антенны вообще нет, вся моща уходит в тепло...

Даже если измерять полный импеданс именно антенны, а не фидера с согласующим устройством, это мало что говорит об эффективности. Т.к. в самой антенне могут быть тепловые потери в проводнике и потери в изоляторе. Даже по полному импедансу антенны невозможно сказать какая часть мощности расходуется на излучение ЭМВ, а какая часть на нагрев антенны.

Для полноценной оценки эффективности антенны нужно измерять плотность потока мощности в дальней зоне антенны.

Но для настройки антенны измерения полного импеданса (активного и реактивного сопротивления) будет достаточно.

 

[ur4lvn]

У этого - v1.1

Версия ни о чем не говорит,дай имя трансивера.

Это старый Z-Wave от силабса. Новый имеет такую точно антенну. Выходное устройство - SAW-фильтр. Конкретно в 51й серии чипов - балун либо внутри, либо не требуется - я не разбирался. Сейчас пошла 700-я серия - там балун внешний, и такой же SAW. По факту - неважно что за чип, это 914МГц с антенной отакой как есть на фото, примерно 1/8л в длину

Важно Слава,важно,иначе ты будешь бесполезно мудохаться.
Надо мудохаться с пользой(С)

 

[Гість 3253]

Версия ни о чем не говорит,дай имя трансивера.

Важно Слава,важно,иначе ты будешь бесполезно мудохаться.
Надо мудохаться с пользой(С)

Да имя трансивера - не секрет, у силабса он в документации прописан и кроме него альтернативы нет.

⚠ Тільки зареєстровані користувачі бачать весь контент та не бачать рекламу.

Какой чип за ним стоИт - вообще не важно, они все имеют на выходе/входе именно этот SAW-фильтр. Сами чипы различаются выходом - у 51й серии унбаланс, там только этот фильтр внешний нужен, у 700й серии - балансед, там ещё балунчик ставится перед SAW.
Все производители, либо используют готовые модули от Silabs, где это всё уже стоИт, и надо только антенну подключить, либо копируют доку Silabs, которую, в свою очередь - использует и сам Silabs в своих модулях.

Короч, они клоны все. Выходной каскад уникален, неповторим и ни чем другим не заменим - выходом является SF4000, в данном случае SF4000‐914‐06‐SX.
Можно сверяться с бордой, из которой растут все ноги

⚠ Тільки зареєстровані користувачі бачать весь контент та не бачать рекламу.

Но, вот, с антеннами - совсем другая песня там. Каждый лепит как умеет, оригинал поставляется с SMA "штырьком" (вероятно, индуктивное удлиннение и штырь) разинкой, есть девборды с вивальди, но они размером с пой тапок и естественно, ни кому не интересны.

 

[Гість 3253]

Нет. КСВ показывает режим работы фидера, а не антенны.

Ок, весь сантиметр имеющегося разъёма - отлично отдаёт куда-то энергию, не греется и ни чего не возвращает.
Вопрос: куда ж она девается?

Антенну можно вообще физически отключить и согласовать фидер с пустым разъёмом. Вся мощность будет потребляться согласущим устройством и фидером. КСВ=1, но антенны вообще нет, вся моща уходит в тепло...

Но в данном кейсе, конкретном - она у меня есть.

Даже если измерять полный импеданс именно антенны, а не фидера с согласующим устройством, это мало что говорит об эффективности.

О ней пока вообще не говорим. Там КПД щас подключится и ****ец всему Электрическая длина, и прочие параметры, которые я изменить не могу.

Т.к. в самой антенне могут быть тепловые потери в проводнике и потери в изоляторе. Даже по полному импедансу антенны невозможно сказать какая часть мощности расходуется на излучение ЭМВ, а какая часть на нагрев антенны.

Ещё раз - не трогаем мощность. КПД 1/4 штыря с противовесами - считаем 47%, всё, что тут на фото и у меня на столе - имеет КПД процентов 5, в лучшем случае.
Надо концентрироваться на тех вопросах, которые есть возможность решить. Например, более эффективно отдавать мощность в антенну.
Изменить антенну - нельзя. Это табу. Невозможно. от этого и пляшем.

Для полноценной оценки эффективности антенны нужно измерять плотность потока мощности в дальней зоне антенны.

Хорошо бы, но негде... у тебя эхо-камера есть с контрольным приёмником, поверенным?

Но для настройки антенны измерения полного импеданса (активного и реактивного сопротивления) будет достаточно.

Ну ок, я сейчас напишу тебе эти измерения, ты скажешь как матчить - я это сделаю и проверим результат