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Discussione: L'onda stazionaria




  1. #1
    Digital-Forum Gold Master
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    Predefinito L'onda stazionaria

    Immaginiamo una linea di trasmissione infinitamente lunga e senza perdite, a cui applichiamo un generatore di segnale.
    Avremo una trasmissione di energia, che si propagherà nella linea (ad es un cavo coassiale) all’infinito ed in qualunque punto andassimo a misurare il segnale, troveremmo la stessa identica tensione che misuriamo ai capi del generatore, ovverosia, la tensione risulterebbe assolutamente costante lungo tutta la linea.

    Immaginiamo ora di tagliare la linea ad una certa distanza dal generatore, collegando in quel punto un carico resistivo di valore identico all’impedenza caratteristica di linea e generatore. (es una resistenza, oppure un'antenna)
    In questo caso, la trasmissione sarà limitata al tratto sezionato e l’energia che raggiungerà l’estremità verrà tutta dissipata in calore nel carico o trasformata in campo elettromagnetico.
    Anche in questo caso, in qualunque punto della linea andassimo ad effettuare una misura, troveremmo la stessa identica tensione che c’è ai capi del generatore.

    In altre parole, la tensione, in una linea ideale terminata su un carico resistivo (resistenza o antenna) uguale alle impedenze caratteristiche di linea e generatore, è costante lungo tutta la lunghezza ed uguale a quella del generatore.

    Rimuoviamo ora il carico, lasciando l’estremità del cavo aperta oppure cortocircuitiamola.
    A questo punto, non c’è più nulla che assorba e trasformi in calore (od in campo elettromagnetico) l’energia del segnale che giunge all’estremità della linea.

    Dato il noto principio di conservazione dell’energia, domandiamoci: se la linea non ha perdite e non c’è carico, dove va a finire l’energia contenuta nel segnale trasmesso nella linea?
    La risposta possibile è solo una: l’energia tornerà indietro verso il generatore, o più correttamente, non va da nessuna parte, cioè resta nel generatore.

    Possiamo immaginare una linea completamente disadattata (corto circuito o non terminata) come se ai suoi capi vi fossero due generatori, uno reale ed un altro virtuale.
    I segnali diretto e riflesso si combineranno fra loro in modo vettoriale, dando origine ad un’onda che non si propaga ma che resta confinata nella linea.

    Questo segnale stazionario (cosiddetto, appunto perché non si propaga) determina lungo la linea una tensione diversa, a seconda della posizione in cui si effettua la misura, con un andamento ciclico (ripetitivo) ad ogni mezz’onda.
    (ventri e nodi, detti anche antinodi e nodi)

    Matematicamente, dove Τ è il coefficiente di riflessione (per sapernbe di più, rivolgersi al Sig Fresnel), il campo elettrico dell’onda stazionaria è uguale a: E = cos(ωt – φ) +Τ cos(ωt + φ) [V/m]
    Credo (e spero) sia intuitivo che il coefficiente di riflessione può andare da zero ad uno, mentre il VSWR va da uno ad infinito.

    Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il VSWR non misura affatto una potenza riflessa, ma è soltanto l’indice del disadattamento misurato attraverso il rapporto di tensione (volt).

    In pratica, un trasmettitore collegato ad una linea completamente disadattata non genera un segnale di cui riceve il 100% di energia di ritorno. Più semplicemente, succede che non potrà trasferire l’energia che produce ad un carico, così che tutta la potenza generata dovrà essere assorbita dal dispositivo stesso che la genera.

    Non è quindi l’onda stazionaria a danneggiare (eventualmente) il trasmettitore, ma l’eventuale impossibilità del dispositivo di potenza (stadio finale di potenza) a dissipare in calore l’energia prodotta.



  2. #2
    L'avatar di 3750...
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    Citazione Originariamente Scritto da Tuner Visualizza Messaggio
    Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il VSWR non misura affatto una potenza riflessa, ma è soltanto l’indice del disadattamento misurato attraverso il rapporto di tensione (volt).

    In pratica, un trasmettitore collegato ad una linea completamente disadattata non genera un segnale di cui riceve il 100% di energia di ritorno. Più semplicemente, succede che non potrà trasferire l’energia che produce ad un carico, così che tutta la potenza generata dovrà essere assorbita dal dispositivo stesso che la genera.

    Non è quindi l’onda stazionaria a danneggiare (eventualmente) il trasmettitore, ma l’eventuale impossibilità del dispositivo di potenza (stadio finale di potenza) a dissipare in calore l’energia prodotta.
    Assolutamente perfetto !!!!!



  3. #3
    Digital-Forum Gold Master L'avatar di areggio
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    Questo è il motivo per cui taluni stratagemmi con cui si addannavano CB (e non solo...) per ridurre in modo strumentale (in tutti i sensi) il ROS, erano assolutamente inutili...



  4. #4
    L'avatar di 3750...
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    Citazione Originariamente Scritto da areggio Visualizza Messaggio
    Questo è il motivo per cui taluni stratagemmi con cui si addannavano CB (e non solo...) per ridurre in modo strumentale (in tutti i sensi) il ROS, erano assolutamente inutili...

    Chi ha la fortuna di bazzicare da tempo nel settore ricorda "con simpatia" queste ed altre leggende metropolitane.
    E' un settore in cui tutti dicono di saper tutto ... ma le vere competenze sono rare.
    Tante davvero ne ho sentite ... E in molti casi non vale neanche la pena provare a controbattere ...



  5. #5
    Digital-Forum Gold Master L'avatar di elettt
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    Citazione Originariamente Scritto da areggio Visualizza Messaggio
    Questo è il motivo per cui taluni stratagemmi con cui si addannavano CB (e non solo...) per ridurre in modo strumentale (in tutti i sensi) il ROS, erano assolutamente inutili...
    Immagino tu intenda tagliare la linea a multipli della lunghezza d'onda. Quando lo dicevo (che era una cavolata) mi prendevano per il c... dicendo "cosa vuoi sapere tu che hai 15 anni, io sono CB da quando tu nemmeno eri nato".... più o meno "quando avevo la tua età saltavo i fossi alla lunga"...
    Ho sempre pensato che in quel modo si accordasse la linea e non l'antenna, ma le mie uniche fonti di informazioni erano CQ elettronica..
    Le antenne, oltre che il mio lavoro, sono la mia passione......si era capito??



  6. #6
    Digital-Forum Gold Master L'avatar di elettt
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    Citazione Originariamente Scritto da Tuner Visualizza Messaggio
    Non è quindi l’onda stazionaria a danneggiare (eventualmente) il trasmettitore, ma l’eventuale impossibilità del dispositivo di potenza (stadio finale di potenza) a dissipare in calore l’energia prodotta.
    Infatti è quello che succede accendendo un trasmettitore senza nessun carico ne linea collegati. In elettronica mi è sempre stato insegnato che un generatore (trasmettitore) trasferisce la massima potenza al carico (antenna) quando lo stesso ha la stessa resistenza (impedenza) di quella interna del generatore. Come molto sapranno, vale per l'audio (quanti hanno distrutto i finali di potenza dell'autoradio così?) come nella radiofrequenza.
    Le antenne, oltre che il mio lavoro, sono la mia passione......si era capito??



  7. #7
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    Citazione Originariamente Scritto da elettt Visualizza Messaggio
    Immagino tu intenda tagliare la linea a multipli della lunghezza d'onda. Quando lo dicevo (che era una cavolata) mi prendevano per il c... dicendo "cosa vuoi sapere tu che hai 15 anni, io sono CB da quando tu nemmeno eri nato".... più o meno "quando avevo la tua età saltavo i fossi alla lunga"...
    Ho sempre pensato che in quel modo si accordasse la linea e non l'antenna, ma le mie uniche fonti di informazioni erano CQ elettronica..
    ahahahah Idem...parola per parola...tutto (età, CQ...)



  8. #8
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    La linea a mezz'onda ha la caratteristica di riportare in uscita la stessa identica impedenza che c'è in ingresso. (come a dire che se voglio misurare l'impedenza complessa di un'antenna, proprio come se collegassi il ponte di misura al connettore dell'antenna, dovrò usare una linea lunga mezz'onda esatta)
    Se ho una linea con impedenza caratteristica di 75 Ohm e voglio usarla in un impianto a 50 Ohm, dovrò "tagliarla" a mezz'onda. Attenzione, però, il sistema è selettivo in frequenza (mezz'onda e multipli dispari) e all'interno della linea a mezz'onda, l'onda stazionaria ed il disadattamento rimagono, quindi la linea ha una pedita aggiuntiva rispetto a quella nominale. (ovviamente, potrei usare una linea a 50 Ohm anche se l'impedenza di carico e generatore fosse di 600, ma avrei un ROS non trascurabile)
    Un classico caso di linea a mezz'onda con alto ROS è il cosiddetto adattatore a bazooka in coassiale, quello che si usa come trasformatore 4:1, dove si possono accettare le perdite determinate dal ROS, solo perchè il tratto di cavo è molto corto.



    Ciò che facevano i CB (o fanno, non so) era di trimmare la lunghezza della linea fino a che l'SWR meter non indicava il minimo ROS.
    Purtroppo, ciò non cambia minimamente le cose per il trasmettitore, in quanto il tratto di cavo che va dal ROS meter al connettore del trasmettitore e quello che da quel connettore va allo stadio di potenza, fa si che ci sia una trasformazione di impedenza a valle del ROS meter, con conseguente ROS diverso da quello fatto leggere allo strumento.

    POST SCRIPTUM
    ...se la lettura del SWR cambia, variando la lunghezza della linea (cavo), allora significa che il carico non ha l'impedenza corretta (e poco cambia, in pratica, agendo sulla lunghezza della linea).
    Ad es. potrebbe essere 75 Ohm anzichè 50 Ohm, tipico caso, un dipolo a mezz'onda (73 Ohm) collegato ad un cavo a 50 Ohm.
    Oppure, potrebbe trattarsi di un'impedenza complessa, con una parte reattiva, cioè un'antenna troppo lunga o corta rispetto alla frequenza d'uso.
    Pertanto, la condizione ideale è quella in cui l'SWR resta sostanzialmente costante pur variando la lunghezza della linea.

    PS2 Parlando di mezza lunghezza d'onda in una linea, bisogna ricordare che va computato il fattore di velocità nel cavo, ovvero che in una linea, il segnale non si propaga come nel vuoto, alla velocità della luce.

    Citazione Originariamente Scritto da elettt Visualizza Messaggio
    Immagino tu intenda tagliare la linea a multipli della lunghezza d'onda. Quando lo dicevo (che era una cavolata) mi prendevano per il c... dicendo "cosa vuoi sapere tu che hai 15 anni, io sono CB da quando tu nemmeno eri nato".... più o meno "quando avevo la tua età saltavo i fossi alla lunga"...
    Ho sempre pensato che in quel modo si accordasse la linea e non l'antenna, ma le mie uniche fonti di informazioni erano CQ elettronica..
    Ultima modifica di Tuner; 03-05-13 alle 14:10



  9. #9
    L'avatar di AG-BRASC
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    Visto l'indubbio interesse della questione, mi sembra il caso di porre la discussione in rilievo.

    PS: grazie, Tuner!
    DTT a Orvinio (RI)
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  10. #10
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    Che bello leggere questi thread! Grazie Tuner! Un pozzo di sapere!
    DTT: BLU420F [Pol H. - Colli Euganei - Velo Veronese] - 6E512F [Pol. H. - Colli Euganei] .
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    SKY: SkyTV+Sport+Calcio+HD+Sets+OnDemand+MySkyHD = 31,90/mese x 24 mesi.







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