Вторник, 26.11.2024
Мой сайт
Меню сайта
Статистика

Онлайн всего: 53
Гостей: 53
Пользователей: 0
Главная » 2019 » Май » 28 » Мощность передающей антенны
16:40
Мощность передающей антенны

Мощность передающей антенны

Сразу напишу, что ничего в этом не понимаю. Вот книжка:
http://window.edu.ru/resource/527/76527/files/panasyuk-a.pdf

Зато знаю, что один из основных законов – это закон сохранения энергии. В данном случае источником энергии (вроде бы) является колебательный контур (т.е вся энергия, которую в него засунули. Чем больше напряжение и сила тока тем больше энергия.
При всех процессах бывают потери энергии. Например, нагрев воды в электрочайнике – результат тепловых потерь в нагревающемся проводнике.
Антенна – тоже проводник. Она тоже будет греться, если через неё идёт ток. Значит лучше по возможности снизить эти потери. Первое, что приходит в голову – чем меньше сопротивление антенны, тем меньше потери на то самое тепло (но я могу ошибаться). Всё, что не уйдут на нагрев должно улететь из антенны в виде радиосигнала.
Энергия в колебательном контуре отсюда:
https://ru.wikipedia.org/wiki/


Вот не возьмусь я сказать, что из этого попадёт в антенну при таком соединении:

… но думаю, что только L*I*I/2. Получается что мощность будет расти с ростом силы тока I и ростом индуктивности катушки L.
Рост силы тока (I)  оказывает больший эффект (потому что в формуле I*I). Но и рост индуктивности (означающий увеличение длины волны) тоже повышает мощность.
Получается что короткие волны, очень удобные для повышения качества информации, полетят не так далеко как сигнал, например, рации (средние волны летят ещё дальше)
Попытаюсь сравнить и поискать закономерность.
Радиомодуль NRF24L01+
https://amperkot.ru/spb/catalog/radiomodul_nrf24l01-23813267.html

Частота передачи/приема 2.4ггц.

Дальность до 100 м. В помещении - до 30 м.

Напряжение: 3-3.6V (рекомендуется 3,3V) В.
Радиомодули 433MHz: передатчик MX-FS-03V и приемник MX-05V

https://amperkot.ru/spb/catalog/radiomoduli_433mhz_peredatchik_mxfs03v_i_priemnik_mx05v-23869814.html
Дальность передачи: 20 - 200 метров (зависит от подаваемого напряжения)
Рабочее напряжение: 3.5-12V
Мощность передачи: 10 мВт  
Частота: 433,92 МГц

Радиостанция «Баклан»:
http://www.radioscanner.ru/trx/civil/baklan/

Диапазон частот: 118 - 135.975 МГц
Высотность: 14 000 м
Напряжение питания: 24 - 29.4 В
Потребляемая мощность:
• передача (Баклан-5) 85 Вт
• передача (Баклан-20) 180 Вт
 
… Наверное, можно считать, что тут дальность – 15 км.
Частота колебательного контура:

Дальше я хотела узнать, какие индуктивности катушек мне нужны для колебаний контуров с частотами 2.4 ГГц (=2400 МГц), 433 МГц и 118 МГц:
 

Тип

Частота, МГц

Длинные (ДВ)

0,03

ДВ любителям

0,136

ДВ любителям

0,138

Длинные (ДВ)

0,3

Средние (СВ)

0,53

Средние (СВ)

2

Телевизор (старые)

50

FM радио

88

FM радио

108

Баклан

118

Авиационный

118

Авиационный

136

Рации

146

Рации

174

MX-FS-03V

433,92

Телевизор (новые)

500

GPS

1 575

NRF24L01

2400

Wi-Fi-G

2 500

Wi-Fi-N

5 000



Но у меня из этого ничего не получилось, потому что в дело вмешались чисто механические ограничения. Катушка, всё-таки, должна быть катушкой. В ней должны быть витки, у неё должен быть диаметр и длина.
Если для средневолнового приемника индуктивности могут выглядеть так:

… и при таких размерах ещё можно как-то играть с индуктивностью L, то с ростом частоты приходится уменьшать произведение L*C.
Ёмкость конденсатора C уже пикофарады, т.е её особо не уменьшишь. А для индуктивности катушки действует такая формула:

Чтобы уменьшить L, это всё тоже надо уменьшать, но меньше миллиметров уже никак.

Катушка передатчика MX-FS-03V (433MHz):

Если подставить всё это в формулы для L, то получится так:

Можно посчитать, что ёмкость конденсатора там должна быть:

Видимо, такое ещё бывает. Хотя  в магазинах я такого уже не вижу.
А для большей частоты (NRF24L01) уже и катушки нет:

Видимо, на таких частотах это уже совсем по-другому работает.
Вот про микросхему этого модуля:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/nRF24L01_prelim_prod_spec_1_2.pdf

Из всего этого осторожный вывод – мощность антенны можно на таких частотах увеличивать только за счёт силы тока (или напряжения, что одно и то же). Для передатчика MX-FS-03V так и написано (мощность зависит от напряжения). Его и попытаюсь сравнить с «Бакланом», считая, что индуктивности у них одинаковые.
Табличка с меня получилась довольно странная:
 

 

Дальность, м

Мощность передачи, Вт (P)

Напряжение, V

I расчётное , A (=P/U)

I похожее, А

I*I

MX-FS-03V, 3 V

20

0,01

3

0,003333

0,5

0,25

MX-FS-03V, 12 V

200

0,01

12

0,000833

2

4

Баклан-5

14000

85

24

3,541667

3,5

12,25

Баклан-20

14000

180

24

7,5

 

 

Отличие, раз

70

 

 

 

 

49

Я просто собрала в ней все, довольно сомнительные данные. И попыталась понять, почему при похожих частотах вещания дальность отличается в 70 раз. Так, вроде не должно быть.
Могу предположить, что при наличии антенны (которую можно прицепить и к специальному разъему и к хвостам индуктивности):


… передатчик работает на 3 вольтах на те самые 200 метров током 0.5А. А если он способен работать и на 12 вольтах, то выдаёт он уже 2 ампера (что для таких штук много). Если у Баклан-5 мощность 85 Вт, при напряжении 24 вольта, то в антенну он должен выдавать 3.5А. Если так то при напряжении 12 вольт передатчик MX-FS-03V будет в 3 раза слабее Баклана, а при 3 вольтах в 50 раз. Т.е не вижу причин почему ему не работать километра на 4-5 (на максимальной мощности и при наличии антенны).

p/s
Очень странный текст получился. Наверняка же эту дальность как-то считают. Но для этого надо знать ток. А я его для этой микросхемы не вижу.

https://gemischtwaren-haendler.de/shopdateien/5299_1.pdf

Зато вижу ещё один вариант схемы передатчика:

… с резонатором:
 
p/p/s

Насколько я поняла, короткие волны далеко не летят. Для увеличения дальности надо снижать частоту (и увеличивать размер антенны).

Просмотров: 207 | Добавил: akostina76 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Форма входа
Поиск
Календарь
«  Май 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031
Архив записей
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Copyright MyCorp © 2024
    Бесплатный конструктор сайтов - uCoz