CB klub Česká Lípa CL - Charlie Lima CB klub Česká lípa, z.s.
Aktuality

Vyzýváme členy CB klubu Česká Lípa, kteří se na klubovém webu ještě nepřihlásili, aby tak učinili v zájmu řádné informovanosti o dění v klubu. Viz článek o registraci.

ANTÉNY, ANTÉNY… 7

Kategorie: Láďa Fórum - technické okénko, Archiv, Všechny články

1.3.2002 16:56:54 - Láďa Fórum - Antény a trocha teorie k nim - ...postupná vlna...

ANTÉNY, ANTÉNY…
ČÁST 7.

 

dil7obr1L.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

POSTUPNÁ VLNA 

Připojíme-li na vstupní svorky vedení zdroj vysokofrekvenčního proudu, bude se podél vedení ve směru od zdroje postupná vlna šířit tak, jak ukazuje obrázek. Pro zjednodušení je na obrázku nakreslena postupná vlna jen na jednom vodiči. Na druhém vodiči se šíří postupná vlna opačným směrem, tj. ke zdroji (vysokofrekvenčnímu generátoru), a je v opačné fázi. Napětí i proud v postupné vlně je ve fázi. V okamžiku připojení zdroje je na vstupu do vedení maximum napětí, ale postupná vlna ještě neměla čas vzniknout. Za čas, který se rovná ¼ periody, bude ve vzdálenosti lambda/4 maximum napětí postupné vlny, na vstupu do vedení bude ale napětí nulové. Za další časový úsek rovný ¼ periody postoupilo maximum napětí vlny do vzdálenosti 2 x lambda/4 = lambda/2 a má tedy amplitudu napětí. Ve vzdálenosti lambda/4 od začátku, kde před časem rovným ¼ kmitu bylo maximum napětí postupné vlny, je teď nulové napětí. Na vstupu do vedení je sice opět maximum napětí postupné vlny, ale opačného znaménka než v čase připojení. V dalších časech, které se rovnají ¼ periody pokračuje maximum napětí postupné vlny, jak je vidět na obrázku.


dil7ani1.gif: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

Pro lepší pochopení vzniku a šíření postupné vlny je možné uvést příklad: 

Pokud vhodíme nějaký předmět na klidnou hladinu vody, po dopadu se začne šířit postupná vlna po hladině. Představíme-li si pomyslnou přímku na hladině, jako vedení, profil změny výšky hladiny se ze vzdáleností mění periodicky, stejně jako vlna postupná na vedení.

Nebo jiný příklad: 

Držíme jeden konec volně ležícího lana na zemi, pokud budeme komíhat rukou ve svislé rovině – utvoří se na laně vlna postupná.


Protékající proud vytváří okolo vodiče magnetické pole a napětí pole elektrické, bude maximum intenzity elektrického i magnetického pole vznikat současně v témž místě. Maximum napětí a proudu postupné vlny však podél vodiče postupuje rychlostí šíření a ve vzdálenostech lambda /2 za sebou, jak vidět na obrázku. To je důvod proč se postupná vlna elektrického a magnetického pole šíří podél napáječe rovnoměrně. Průběhy proudu a napětí v postupné vlně jsou tedy fázově shodné. Je-li v libovolném bodě vedení napětí největší, je i proud v témž okamžiku v něm taktéž největší. Rozložení napětí i proudu podél vedení v postupné vlně lze proto znázornit stejnou sinusovkou, která má pochopitelně jiné měřítko pro proud než pro napětí. 

STOJATÁ VLNA

Zatím jsme se probírali problematikou nekonečně dlouhého vedení. Pokud ale máme s konečnou délkou, např. 300m, a je-li na konci otevřené potom dosáhne proud vzniklý ve vedení připojením zdroje konce tohoto vedení za 1us (mikrosekundu). Protože ale dále téci nemůže, nastane na otevřeném konci odraz, takže náboj se vrátí na začátek vedení opět za 1 us (milisekundu), ale má opačný směr než původně. Zakončíme-li takové vedení konečné délky činným odporem, rovnající se charakteristické impedanci vedení, odraz nenastane. Nezakončí-li se ale vedení vůbec nebo se zakončí komplexní zátěží (zátěží, jež má krom odporové složky též složku indukční nebo kapacitní), vzniknou odrazy proudu a napětí od konce vedení, a tím vzniknou stojaté vlny. Vznik stojatých vln odrazem na konci vedení naprázdno – otevřeném, je možno vysledovat z animovaného obrázku.

 


dil7ani2_gif.gif: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

Postupná vlna je v obrázku značena zelenou barvouvlna odražená modrou a stojatá vlna barvou červenou.

Amplituda napětí odražené vlny je stejná jako amplituda vlny přicházející ze zdroje, a proto je amplituda výsledného napětí na konci vedení dvojnásobkem vlny přicházející. Součtem napětí přicházející a odražené vlny vzniká podél vedení stojatá napěťová vlna, jejíž poslední minimum (uzel) je o ¼ lambda vzdálen od konce otevřeného – naprázdno. Postupná proudová vlna se odráží také se stejnou amplitudou, ale v opačné fázi, takže na konci vedení otevřeném – naprázdno nastává převrácení fáze proudu skokem, proto tam je nulový proud. Odečtením přicházející a odražené proudové postupné vlny vzniká podél vedení proudová stojatá vlna, která je oproti napěťové časově i prostorově posunuta o 90stupňů, tj. o ¼ lambda. Zde uvedené je potřebné si zapamatovat. Vidíme tedy, že na konci vedení naprázdno – otevřeném je vždy maximum napětí a minimum proudu a obráceně. Polarita proudu (napětí) se mění každou ¼ lambda vlnové délky. Průběh napětí i proudu je sinusový. Místo, ve kterém proud nebo napětí kmitá až do svého maxima, budeme nazývat kmitnou a místo, kde proud nebo napětí zůstává stále na svém minimu případně v nule, nazývat budeme uzlem. Tyto dva základní výrazy si zapamatujte ještě se s nimi velmi často setkáme při popisech funkce antén a jejich seřizování. 

Mějme příklad: pokud je na začátku vedení záporná kmitna napěťové stojaté vlny, je tam pochopitelně uzel proudové stojaté vlny. Maximum napěťové stojaté vlny odpovídá tedy minimu proudové stojaté vlny. Energie se v tomto případě vedením nepřenáší. Na rozdíl od vedení bez odrazů, kde se energie přenáší postupnou vlnou, pulsuje v rytmu budícího kmitočtu ve stojaté vlně. Rozdíl mezi maximem a minimem napěťové stojaté vlny se též projevuje v rozdílné intenzitě elektrického pole podél vodiče, a to už můžeme vhodným indikátorem měřit. Pokud je vedení zakončeno odporem nebo impedancí větší či menší, než je jeho charakteristická impedance, vzniknou stojaté vlny. Pokud zakončovací impedance je větší než charakteristická impedance vedení, leží kmitna napětí stojaté vlny na konci vedení a ve vzdálenostech celých násobků ½ lambda. Pokud zakončovací impedance je menší, než charakteristická impedance vedení, leží kmitna proudu stojaté vlny na konci vedení a ve vzdálenostech celých násobků ½lambda. Je vhodné si pamatovat, že čím je rozdíl mezi zakončovací impedancí a charakteristickou impedancí vedení, tím bude amplituda stojatých vln větší.

 

507_dil7obr3.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

Vznik stajatých vln na vedení má mimo jiné dvě příčiny:
Na obrázku možno vystopovat.
a) v případě, při zakončovací impedance větší, než je charakteristická impedance vedení
b) v případě, při zakončovací impedanci menší, než je charakteristická impedance vedení.

 

Anketa ke článku : Zejména tě z anténové techniky zajímá oblast:
spíše vertikálních všesměrových antén     84
možná vertikální směrové antény     86
není to pro mne nic zajímavého     55

 

Diskuse pod článkem:

 

[241] ANTÉNY, ANTÉNY… (část 7) Ing.M.Procházka CSc 4.3.2002 23:27:58
  Vážený příteli
možná že by se Vám nebo Vašim kolegum hodil sofware pro výpočet UKV a cm antén .Zkuste si clicknout na www.anteny-proch.ignum.cz
zdraví autor softwaru M.Prochazka
 » [261] Re:ANTÉNY, ANTÉNY… (část 7) Láďa Forum MB 5.3.2002 04:46:25
  Děkuji Vám za příspěvek,
a věřím, že některý z čtenářů zajímající se anténovou problematikou z širšího pohledu určitě Vaše stránky navštíví. 
Prohlédl jsem si Vaše demoverze - vyzkoušel a mohu jen doporučit ostatním zájemcům. 
Možná by stálo za úvahu rozšířit možnosti Vašeho SW až do oblasti horních pásem HF, pro případné zájemce o výpočty v pásmu CB...
Těším se na Vaše další příspěvky, případně i zajímavý článek zaobírající se problematikou teorie, měření a stavby antén nejen pro CB.
73 de Láďa Forum MB
 »» [262] Re:ANTÉNY, ANTÉNY… (část 7) Procházka 5.3.2002 11:56:30
  Zdravím
pokud čtete Praktickou elektroniku A.Radio
tak tam v současné době vychází na pokračování seriál 
" Antény pro mnobilní komunikaci" dále pro CB jsem napsal malou poznámku o anténách v temže časopise č. 1 rok 2001 " Síbičkáři a antény"
a obecně jistě znáte moji knihu ANTÉNY encyklopedická příručka která již vyšla v nkladatelství BEN ve druhém vzdání která se sice nepodobá Rothamelovi ale zato všemi doposud publikovanými anténami obecně.
zdraví Procházka
P.S. V příštím č.2,3 Radioamatera by měl vyjít inserát na zhora uvený sofware ANT-PC.Pokud jde o antény KV jistě znáte program EZNEC 3 s nímž také pracuji .Je to výborná pomucka pro modelaci kv antén.

 »»» [263] Re:Re:ANTÉNY, ANTÉNY… (část 7) Láďa Forum MB 5.3.2002 20:54:22
  Zdravím,
děkuji za upozornění - mým velkým hobby (v dávných dobách i zaměstnáním)jsou antény a všechna ta nezbytná bižuterie okolo nich. 
Domácí časopisy i literaturu o anténách pročítám velmi pečlivě a publikacím psaných jinak, než česky se nevyhýbám... 
PC programů pro analýzu antén mám dnes již velmi málo, spoustu SW jsem již odložil do koše a zůstal mi tu jen EZNECpro 3.0 WIN a NEC4WIN95, oba v plné registrované verzi s kompletními sadami knihoven. 
Pro jednodušší řešení s menším důrazem na přesnost a rychlejší práci, občas používám MMANA v.071e od JE3HHT. Tento program bych asi já nejspíše doporučil experimentátorům v oblasti antén z řad CB uživatelů. 
Je možné, že mylně předpokládám, že CB uživatelé si chtějí poměrně jednoduše zjistit, co by se na jejich stávajícím anténovém hospodářství dalo poněkud vylepšit, aniž by museli podrobně studovat, tak náročný obor, jakým anténová technika bezesporu je.
Vřele jim mohu doporučit Vaše publikované práce z tohoto oboru - určitě v nich téměř všichni najdou i odpovědi na otázky, které je zajímají.
Na závěr svého příspěvku Vám chci poděkovat za zaslání Vašich informací a upozornění na jiné články s obdobnou tématikou.
73! Láďa Forum MB

 »»»» [394] ANTÉNY, ANTÉNY… (část 7) Líba Tabor 7.4.2002 17:04:51
  Nemohu jen doporucit knihu ANTENNENBUCH ROTHAMMEL sice ji tezko sezenete pod 500,- a neni v CZ jazyce ale je to radioamaterska anteni bible
cus Liba Tabor

 

Autor: Láďa Fórum

Odkaz na originál článku