Potenza erogata dal trasmettitore su una linea adattata con ATU

Aperto da trodaf_4912, 06 Gennaio 2023, 13:04:06

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trodaf_4912

Supponiamo di avere un trasmettitore che alimenta, attraverso un ATU una linea senza attenuazione, un carico ZL e supponiamo di avere un accoppiatore direzionale posto sul carico che legge la potenza diretta e riflessa.
Definiamo :
Ptx  potenza erogata dal trasmettitore
PL  potenza erogata al carico
Pd =120W  potenza diretta letta sul carico
Pr  = 40W potenza riflessa letta sul carico

Vogliamo calcolare Ptx.

Il modulo del coefficiente di riflessione e'
|Γ|= SQRT(Pr/Pd) = SQRT(40/120) = 0.577

Il VSWR vale (1+SQRT(|Γ|))/(1-SQRT(|Γ|)) = (1+0.577)/(1-0.577) = 1.577/0.423 = 3.73

la PL = Pd * (1-Pr/Pd) = 120*(1-(40/120)) = 80W

Se il TX è matched alla linea (con ATU o circuito Pi-greco), la potenza riflessa verso il generatore viene qui re-riflessa verso il carico. Poiche abbiamo ipotizzato che lnon c'e' attenuazione, questa potenza ritorna verso il carico e si aggiunge, come secondo contributo, a formare la potenza diretta.
Chiaramente, quando questo contributo giungerà al carico subirà ancora una parziale riflessione (dovuta al mismatch). Questa potenza riflessa riprende lo stesso andirivieni e. dopo tante altre riflessioni, tutta la potenza giungerà al carico.
Ptx= Pd-Pr=120-40=80W
PL= Pd-Pr = 80W
Pertanto Ptx=80W

Successivamente vedremo cosa succede quando la linea e' reale e quindi con attenuazione.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


AZ6108

una domanda relativa alle perdite di una linea di alimentazione in coassiale; hai considerato il fatto che l'attenuazione dichiarata dal produttore è valida solo con un coassiale terminato con la corretta impedenza e che questa varia nel caso in cui Zl e Zs non siano "corrette" ?
Violence is the last refuge of the Incompetent
Salvor Hardin

trodaf_4912

CitazioneSuccessivamente vedremo cosa succede quando la linea e' reale e quindi con attenuazione.
Ogni cosa a suo tempo
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

AZ6108

Citazione di: trodaf_4912 il 06 Gennaio 2023, 13:53:53
Ogni cosa a suo tempo

sarebbe interessante considerare anche le linee bifilari, oltre a quelle in coassiale, anzi, a proposito di quest'ultimo, un test interessante sarebbe quello di prendere una tratta di coassiale di caratteristiche note, collegarla ad un carico fittizio e misurare l'attenuazione, poi inserire un condensatore variabile tra carico e coassiale ed usarlo per variare l'adattento, misurando poi le perdite reali in tale condizione
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Salvor Hardin


ik2cnf

Non ho capito il tuo ragionamento:
Potenza erogata dal generatore 120W.
Per disadattamento del carico: potenza riflessa 40 W
Per la presenza dell'ATU tutta la potenza riflessa viene nuovamente rinviata al carico.
Poichè (per assurdo) la linea ha attenuazione = 0 tutta la potenza tornerà al carico, quindi 80 + 40 = 120.
L'unica potenza che si perde in una linea disadattata al carico è per effetto Joule legato all'attenuazione.
Se l'attenuazione è 0, la perdita è 0.

73 maurizio

trodaf_4912

#5
@Maurizio
Se leggi bene, l'unica discontinuita' e' il carico  che e' disadattato con VSWR=3.73. In effetti sul carico si legge una Pd=120W e una Pr=40W, valori letti da un accoppiatore direzionale posizionato sul carico e dai quali siamo partiti per il calcolo. Per il resto la linea e' ideale e cioe' senza attenuazione e cosi l'ATU. Non abbiamo una seconda discontinuita' lato generatore e quindi tutta la potenza riflessa Pr dal carico ritorna pari pari all'ATU che non fa altro che rispedirla al carico dove, a causa del disadattamento, una parte viene irradiata e contribuisce alla Pd e una parte viene riflessa nuovamente verso l'ATU come una nuova Pr. Cosi' si va avanti fino a che la potenza riflessa diventa 0.
Questo e' il caso ideale. che puo' accadere in HF.
Diverso e' una applicazione in sistemi microonde dove dopo il trasmettitore (con stadio finale a stato solido) viene inserito, al posto dell'ATU, un circolatore a 3 bocche di cui una e' terminata su una resistenza da 50OHm dove tutta la potenza riflessa, a causa del disadattamento del carico, viene dissipata. In questo caso il generatore  emette una Pd=120W che arrivati al carico 80 vengono irradiadi e 40 ritornati verso il circolatore dove vengono dissipati  sulla resistenza da 50OHm. Il trasmettitore vede sempre un carico  a 50OHm qualunque sia l'impedenza ZL del carico stesso.

Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


ik2cnf

Citazione di: trodaf_4912 il 06 Gennaio 2023, 17:45:38
Cosi' si va avanti fino a che la potenza riflessa diventa 0.
No, non è così. La potenza riflessa non diventa mai 0 perché l'attenuazione della linea è 0 e quindi la potenza riflessa non sarà mai attenuata dalla linea.
Tutta la potenza, diretta e riflessa, sarà trasferita al carico e dissipata dal carico. Sul carico finale ci saranno comunque 80+40 W.
Altrimenti dove vanno a finire i 40W riflessi e NON dissipati? La prima legge della termodinamica deve funzionare anche qui.
Ma forse stiamo dicendo le stesse cose, ma con parole diverse.

73 maurizio


ik2cnf

Citazione di: trodaf_4912 il 06 Gennaio 2023, 17:45:38
Diverso e' una applicazione in sistemi microonde dove dopo il trasmettitore (con stadio finale a stato solido) viene inserito, al posto dell'ATU, un circolatore a 3 bocche di cui una e' terminata su una resistenza da 50OHm dove tutta la potenza riflessa, a causa del disadattamento del carico, viene dissipata. In questo caso il generatore  emette una Pd=120W che arrivati al carico 80 vengono irradiadi e 40 ritornati verso il circolatore dove vengono dissipati  sulla resistenza da 50OHm. Il trasmettitore vede sempre un carico  a 50OHm qualunque sia l'impedenza ZL del carico stesso.



Mentre scrivevo hai aggiunto questo al tuo messaggio.
Ma così modifichi i postulati iniziali. Hi

73 maurizio

trodaf_4912

No, non modifico niente. Se leggi bene sono esattamente le stesse cose.  La potenza riflessa viene via via rimandata al carico dove una frazione viene irradiata e un'altra viene riflessa e cosi' via.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

ik2cnf

Citazione di: trodaf_4912 il 06 Gennaio 2023, 18:12:11
No, non modifico niente. Se leggi bene sono esattamente le stesse cose.  La potenza riflessa viene via via rimandata al carico dove una frazione viene irradiata e un'altra viene riflessa e cosi' via.
non è mia intenzione criticarti.
Stavo semplicemente dicendo che quando ho iniziato a risponderti non avevo visto l'ultima parte del tuo messaggio con la nuova immagine.

Ma ritorniamo alla tua ipotesi iniziale (che nella realtà non può esistere, perché non esiste una linea a dissipazione = 0).

Come giustamente dici tu "La potenza riflessa viene via via rimandata al carico dove una frazione viene irradiata e un'altra viene riflessa e cosi' via".
Ok, sono d'accordo. Quindi non viene attenuata, per via dell'ipotesi iniziale. Non può essere dissipata sul generatore, perché c'è l'ATU.

Allora dove va a finire?

73 maurizio

AZ6108

Violence is the last refuge of the Incompetent
Salvor Hardin

ik2cnf

Citazione di: AZ6108 il 06 Gennaio 2023, 18:39:50
viene irradiata in frazioni via via minori


nella realtà sì, ma nell'ipotesi del primo messaggio, con linee a loss = 0 la risposta è no.
Non ho capito cosa Trodaf si proponesse come scopo, pubblicando questo post.
Evidentemente non riusciamo ad intenderci, nulla di male, per carità, ma a questo punto vi lascio continuare e rimango a leggervi.
73 maurizio

AZ6108

Citazione di: ik2cnf il 06 Gennaio 2023, 18:48:23
nella realtà sì, ma nell'ipotesi del primo messaggio, con linee a loss = 0 la risposta è no.
Non ho capito cosa Trodaf si proponesse come scopo, pubblicando questo post.
Evidentemente non riusciamo ad intenderci, nulla di male, per carità, ma a questo punto vi lascio continuare e rimango a leggervi.
73 maurizio

non capisco perché con loss a zero la risposta per te sia che la potenza non venga reirradiata

primo giro 80fwd, 40ref

secondo giro 30fwd, 10ref (a spanne)

terzo giro 8fwd, 2ref

etc ...
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Salvor Hardin


ik2cnf

Citazione di: AZ6108 il 06 Gennaio 2023, 18:53:03
non capisco perché con loss a zero la risposta per te sia che la potenza non venga reirradiata

ultima risposta, per non essere frainteso.
Certo, viene reirradiata (e non dissipata, nel modello ideale proposto). Tutto finisce sul carico finale.
Quello che tu stai dicendo però avviene istante per istante, in modo continuo.
Se tu inviassi un singolo impulso vedresti il comportamento che dici.
Ma l'unica potenza che si perde in una linea disadattata al carico è quella che si perde per effetto Joule lungo il percorso, qualunque sia (generatore, adattatore , linea, antenna).
Forse non riesco io a esprimere i concetti che ho in testa. Mi spiace.

73 maurizio

AZ6108

Citazione di: ik2cnf il 06 Gennaio 2023, 19:02:43
ultima risposta, per non essere frainteso.
Certo, viene reirradiata (e non dissipata, nel modello ideale proposto). Tutto finisce sul carico finale.
Quello che tu stai dicendo però avviene istante per istante, in modo continuo.
Se tu inviassi un singolo impulso vedresti il comportamento che dici.
Ma l'unica potenza che si perde in una linea disadattata al carico è quella che si perde per effetto Joule lungo il percorso, qualunque sia (generatore, adattatore , linea, antenna).
Forse non riesco io a esprimere i concetti che ho in testa. Mi spiace.

73 maurizio

certo, il tutto avviene in una frazione infinitesimale di tempo, ma il concetto è comunque quello espresso da trodaf
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Salvor Hardin

AZ6108

@trodaf

ripensandoci un attimo, ok che la nostra linea ha perdite pari a zero, ma se fatta in un materiale esistente, avrà un fattore di velocità ed ovviamente una lunghezza, a questo punto, non è che ti sei dimenticato della fase ?
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Salvor Hardin

trodaf_4912

#16
Aggiungo solo una considerazione.
Ricordate che la teoria delle linee di trasmissione deriva dalle equazioni di Maxwell e dette "dei telegrafisti e telefonisti"
Studiandole si vede che l'onda incidente o diretta, cosi' come quella riflessa, si spostano nel tempo e nello spazio lungo la linea. Quello che facciamo noi e' una fotografia in un istante.
Poi, se qualcuno ha voglia di approfondire tale argomento, puo' leggersi un articolo che scrissi nel 1995 e che allego, denominato "Teoria semplificata sulle linee di trasmissione" che venne usato in alcune sezioni ARI per una infarinata sull'argomento.
Mi scuso ma ho fotografato per comodita' le pagine eliminando qualsiasi riferimento alla rivista e ad altro.
Quanto scritto nell'ultima parte risale al 1995 e non erano disponibili sul mercato analizzatori di antenna. Adesso e' molto piu' semplice misurare il disadattamento sul carico e non in stazione ed inoltre sono disponibili SW che alla data in cui scrissi l'articolo non permettevano di calcolare una rete di adattamento in pochi secondi.
Per il radioamatore quindi si evince che la regola aurea e' avere un carico (antenna) perfettamente adattato, e non adattato in stazione con un accordatore.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

ik2cnf