Возможно, упустил.
Возьми рупорную антенну (т.е. рупор, присоединенный к волноводу). Отражение от рупора мало, в этом смысле он хорошо согласован и будет излучать почти все. Но ясно, что на прием чем больше сечение рупора, то тем больше он примет сигнал.
Из теоремы взаимности следует одинаковость диаграммы направленности на прием и передачу.

У рупорной антенны, наверное, диаграмма меняется (в пределе - рупор нулевой длины - направленности будет мало, выше дифракционного предела не прыгнешь). А диаграмма - она напрямую связана с эффективностью.

”А диаграмма - она напрямую связана с эффективностью.”
Это конечно так. Но возьмем рупора с достаточно большой апертурой, так что дифракционная расходимость мала. Пусть у обоих рупоров одинаковая диаграмма направленности, но разная апертура. Тогда оба будут передавать одну и туже мощность, а именно, почти всю. А принимаемая мощность в первом приближении будет пропорциональна площади апертуры.

А поцчему? Мы имеем моду в волноводе, мы имеем бесконечную плоскую волну, мы имеем дивайс, их сопрягающий с определенным коэффициентом. Почему этот коэффициент будет разным в разные стороны, и нет ли в том антисемитизма нарушения термодинамики, например (если волна лучше излучается чем поглощается, мы можем высасывать тепловое излучение из волновода, и построить вечный двигатель)?

Возвращаясь к рупору. Пусть у меня есть световод и линза (оно так понятнее, в такой системе геом.оптика работает). Я увеличиваю линзу, диаграмма сжимается. Пусть я увеличиваю линзу ещё сильнее, но диаграмма сжиматься перестаёт. Это означает, что либо бóльшая линза хреново изготовлена (кривая), либо что она не в фокусе (хорошо изготовленная и сфокусированная линза даст дальнейшее обужение диаграммы, оптика так устроена), а это значит, что входящая в апертуру плоская волна уже не вся попадёт в световод, а частично просвистит мимо (для рупора - отразится назад). Принцип взаимности спасён, все радуются и танцуют!

Собственно, с рупором - хорошая модель. Но там при росте апертуры либо растёт направленность (тогда всё понятно), либо возникают законные вопросы "а почему у вас не растёт направленность, и какие в связи с этим могут быть эффекты". Диполь же - он ненаправленный (вертикальную диаграмму, повторюсь, я рассматривать не хочу, там ничего интересного нет)...

Если мы возьмём два рупора разного размера с одинаковой диаграммой направленности (где мы из возьмём такие - другой вопрос), то эффективность их как на передачу, так и на приём также будут одинаковы.

Скорее всего, соглашусь с вами. Если антенны имеют одинаковую диаграмму направленности и отсутствуют отражения и потери, то принимаемые ими сигналы будут одинаковыми.

Если апертуры рупоров различаются, отражения и потери отсутствуют, а принимаемый сигнал одинаковый (при одинаковом падающем сигнале), то энергия либо бесконечно копится где-то в рупоре (нужно исследовать этот эффект, и попытаться применить его для создания ёмких аккумуляторов), либо рупор сделан из полупрозрачной фигни, а не из металла.

Предполагаю, что для бОльшего рупора, в случае одинаковой с меньшим рупором диаграммы, будет наличествовать отражение (необязательно назад, возможно в стороны), за счёт плохой согласовки рупора с волноводом.

*за счёт плохой согласовки рупора с волноводом*
Вполне возможно

” Которая, в силу того, что эффективность, тсзть, взаимна - должна быть одновременно и эффективной принимающей антенной.”
Конечно, она будет эффективной принимающей антенной, но эффективность в том смысле, что принятый антенной сигнал весь перейдет в приемник, а не отразиться от него.

Думай глубже.

Пусть направленность антенны несущественна ("диполь", вертикальную диаграмму не учитываем - она у всех этих пеньков похожая).
Рассмотрим три сущности: Бесконечная Плоская Волна (в подходящем направлении), Активный Импеданс (источник или приёмник сигнала с импедансом 50 Ом), и Сложную Хреновину (антенну с согласующим устройством).
Рассмотрим теперь возбуждение БПВ (в каком-то направлении) сигналом с АИ при помощи СХ. Ясно, что эффективность возбуждения (какая часть энергии, которую АИ мог бы отдать на идеальную согласованную нагрузку, реально уйдёт на возбуждение БПВ), будет описываться каким-то "коэффициентом связи" (КС), зависящим от СХ. При этом можно создавать различные конструкции СХ, обладающие одинаковым или близким КС: "длинную антенну", "согласованный гвоздь", "высоконаучный моток проволоки".

А теперь рассмотрим обратную задачу: преобразование БПВ в сигнал на входе АИ при помощи СХ. Казалось бы, это тоже должно описываться коэффициентом связи (КС2), зависящим только от СХ, и при этом пропорциональным (а то и равным) КС - непропорциональность тут как-то не смотрится, связь-то между АИ и БПВ должна быть взаимной, одинаковой на излучение и поглощение.
Но тогда и получается, что с согласованного "гвоздя" в принципе можно получить на приём сигнал не хуже чем с "мачты l/2" :-)

”Думай глубже.”
И шире:)

Ты прав. Отвечаю здесь на все.
Терема взаимности: если ток J1 создает в какой-то области поле E1. В этой области (где E1) возьмем ток J2, который в области тока J1 создает поле E2. Тогда J1*E2=J2*E1.

Рассмотрим такой пример: пусть у нас есть волновод и система токов J1 которая создает волну в этом волноводе. Пусть конец волновода открытый (он почти не отражает), тогда вся волна, создаваемая током вылетает наружу. В волноводе ставим диафрагму с не очень большим коэффициентом отражения, тогда часть волны отражается назад. Можем ли мы согласовать? Легко: достаточно поставить еще одну диафрагму на резонансном расстоянии. Ток J1 где-то создает поле E1, ток J2 создает поле E2 в волноводе в области тока J1. Будем обужать диафрагму, и соответственно вторую тоже для обеспечения согласовки. Пока J1 будет создавать E1 (т.е. излучающая способность остается одной и той же) получится, что J2 создает поле E2. Т.е. прием и передача обладают одной и той же эффективностью.

Но, потери! Если коэффициент отражения от диафрагм станет близким к единице, то согласующий резонатор станет высокодобротным и с большими потерями. Поэтому эффективность передачи и приема по-прежнему одна и та е, но она стала меньше.

Т.е. ответ такой. Можно согласовать любую антенну, но при этом согласующий элемент может (или обязательно будет?) иметь резонансные свойства и соответствующее поглощение.

То есть, как я и предполагал, банальные потери "на нагрев"?

Но тогда я буду размахивать руками и восклицать "доколе" "неужели"?!
"Гвоздь" - это с точки зрения согласовки - в основном ёмкость, с бОльшим чем нужно активным сопротивлением. Для согласовки нужно повесить, грубо говоря, повышающий (авто)трансформатор, то есть пару катушек. При этом за счёт трансформатора и резонанса, вырастет напряжение на "гвозде", ток же (сколь либо существенно) не вырастет - в автотрансформаторе он замыкается на источнике - а то и упадёт, чтобы мощность сохранилась.
Потери бывают "в проводнике" (за счёт сопротивления) и "в диэлектрике" (за счет "тангенса дельта"). Потери в проводнике определяются током (а он не изменился) и проводником (он, конечно, изменился, но тоже не думаю что сильно, по сравнению с "полноразмерной" антенной - да, появилась катушка, но антенна-то сократилась). Остаются потери в диэлектрике. Но неужели сейчас такие хреновые диэлектрики, что эти потери существенны? Тем более что в крайнем случае можно выкинуть диэлектрики и оставить воздух (и немного подпорок) - в воздухе потерь мало :-)

Если кто-то из института прочитает нашу переписку, то нас обоих уволят нах…

”При этом за счёт трансформатора и резонанса,”
Вот-вот – резонанса. С помощью резонанса можно обеспечить 100% поглощение в слабо поглощающей среде.
”ток же (сколь либо существенно) не вырастет ”
Чета я не понял. Излучает кто? Всегда думал, что ток. Что бы излучить большую мощность, должен возрасти ток.

”Потери бывают "в проводнике"”
Поглощение в скин-слое происходит и может быть не малым. В общем аккуратно считать надо. До некоторых пор согласовка будет вносить малые потери, но потом они начнут возрастать.

> Излучает кто? Всегда думал, что ток

Напряжение тоже, оно "ток смещения" вызывает.
Если у нас длинный провод - излучает наверное ток, потому что напряжение в пределах проводника скорее всего небольшое, зато длина большая, взаимодействие с ЭМВ эффективное. Если короткий дипольчик - скорее напряжение, потому что ток сосредоточен в коротком диполе, потому взаимодействует слабо (длины нет), а напряжение зато создаёт протяжённое электрическое поле. А если мы ещё "согласовку" (катушку с током) по всем правилам намотаем, так чтобы она излучала по минимуму - напряжение на дипольчике и будет излучать, все токовые штучки будут скомпенсированы и заэкранированы.

> Поглощение в скин-слое происходит и может быть не малым.

Ладно, скин-эффектом убедил - если его даже в SMPS на сотне килогерц бывает что учитывают, на сотнях мегагерц и толстой проволоке он будет весьма заметен :-)

”Напряжение тоже, оно "ток смещения" вызывает.
Если у нас длинный провод - излучает наверное ток…. Если короткий дипольчик - скорее напряжение, …, а напряжение зато создаёт протяжённое электрическое поле.”
Эй, погоди. В уравнения имени тов. Максвелла в качестве источника входит ток (с учетом закона сохранения заряда). Ток смещения не есть источник. Ток входит и в теорему взаимности. Так, что бы увеличить передаваемую мощность, то надо увеличить интеграл по пространству от плотности тока (фазовыми соотношениями пренебрегаю).

Всё-всё, я уже осознал :-)

Мне тут подсказывают в лице Миши, что сигнал как правило достаточно широкополосный и может быть перестраиваемый, поэтому возможности согласующего устройства ограничены.

Сообщаю, что в магазине "м-видео", например, продаётся р/ст системы "моторола" по цене 990р за пару, с офигенно широким диапазоном перестройки частот: от 446.00625 до 446.09375 МГц (аж 8 каналов с шагом 12.5 кГц) :-) Допустимую добротность можно оценить в, эээ, 446/0.09... примерно 5000 (или ниже).

Проще говоря, "эта проблема в принципе существует, но в некоторых случаях её в принципе как бы не существует (http://teh-nomad.livejournal.com/379207.html)" :-)

P.S: ниже в коментах заметили более правильную вещь: "пеньки" используются в портативках, портативки носят абы как, в результате "отстроенный" пенёк улетит нахрен с рабочей частоты от того, что в полуметре от него пролетел голубь и изменил ёмкость (ситуация "рацию положили в карман" вообще приравнивается к измене Родине). Это - реальная проблема резонансных антенн...

Дык я и говорю, что считать надо же, же. Вспомни всю нашу «эпопею» с коммутаторами, уравнения известны, считать вроде умеем, а практический результат? – нет конечно с десяток статей опубликовали:(

Офф – фотик принесешь?

Офф: принесу, а он вам точно нужен? На анкету по-моему мыльницы с большим запасом хватит, а она у меня всегда с собой.

Ok! Можно и мыльницу

> Напряжение тоже, оно "ток смещения" вызывает

Вообще, торможу: излучает таки настоящий ток, ток смещения работы не совершает и излучать не должен. И в дипольном приближении, при меньшей базе диполя для получения того же дипольного момента нужен перенос большего заряда за то же время, значит ток растёт.
Тогда всё в порядке, антенна тупо греется возросшим током :-)

Мне представляется, что катушки будут работать как дополнительный излучатель. И да, для уменьшения габаритов антенн, скажем вибраторов, делают вставки из катушек, которые так и называаются, удлинители.

> Мне представляется, что катушки будут работать как дополнительный излучатель

Хотелось бы услышать продолжение этой мысли. Да, вполне возможно что будут - и что?

> И да, для уменьшения габаритов антенн, скажем вибраторов, делают вставки из катушек, которые так и называаются, удлинители.

Я в курсе - это является простейшей согласовкой для укороченных антенн: укороченная антенна имеет "ёмкостной" импеданс, мы компенсируем его индуктивным. Согласовкой неидеальной, потому что активная часть импеданса не изменяется, а она для укороченных антенн не равна 50 Ом. Но можно, например, запитывать катушку не с края, а с отвода в середине... да много есть схем согласовки :-)

> Да, вполне возможно что будут - и что?

Тогда антенной станвится уже не гвоздь, а вот эти катушки. То есть сначала гвоздь+катушки, а по мере его укорочения его вклад упадет до нуля.

1) а и пусть их упадёт. Даже лучше - антенны вообще нет, а излучение есть :-) Целью является эффективное излучение, если согласующие элементы не только согласуют, но и сами излучают - в этом ведь нет ничего плохого, верно?
2) используя "сверхпроводники и идеальные диэлектрики" (в посте это явно упомянуто) можно сделать катушки сколь угодно малыми. При этом и размер не пострадает (т.е. не получится ситуации, что к гвоздю длиной 10 см понадобится согласовка длиной полметра - согласовка будет заведомо меньше гвоздя), и излучение катушек можно минимизировать (хотя это на самом деле и не нужно, см. пункт 1).

> можно сделать катушки сколь угодно малыми
Нельзя, Максвелл не позволяет.

> излучение катушек можно минимизировать
Думал об этом - как бы повели себя катушки на тороидальном сердечнике. Получалась весьма неоднозначная картина, которая требует весьма трудоемких расчетов. Судя по тому, что это вообще нигде неиспользуется, не работает.

Минимизировать излучение катушек без сердечника = обнулить их индуктивность, то есть превратить их в никчемные кусочки металла.

> Нельзя, Максвелл не позволяет.

Максвелл? Надо с ним поговорить: почему мне он позволяет, а другим нет :-)
Если серьезно - хотелось бы этот вопрос тоже осветить поподробнее. Конечно, до микрометров размер уменьшить не получится даже со сверхпроводниками - может произойти электрический пробой диэлектрика, начнут влиять размеры атомов, сверхпроводники (реальные) имеют ограничения по плотности тока... но это всё не Максвелл, это другие люди.
А размер - ну, берем требуемый размер ("много меньше гвоздя"), вписываем в него, например, плоскую катушку. Для требуемой индуктивности (для конкретного гвоздя она известна) получаем вполне конечное число витков. Поскольку для идеального сверхпроводника ограничений на диаметр проволоки нет - выбираем диаметр так, чтобы и катушка поместилась, и межвитковая ёмкость (она зависит от диаметра и расстояния, а диаметр мы можем уменьшать произвольно) получилась какой нужно...

> Думал об этом - как бы повели себя катушки на тороидальном сердечнике. Получалась весьма неоднозначная картина, которая требует весьма трудоемких расчетов. Судя по тому, что это вообще нигде неиспользуется, не работает.

Заглянул в компьютер. Увидел на материнской плате несколько катушек на тороидальном сердечнике. Много думал. Похоже, Максвелл мне слишком много позволяет: у меня-то такие катушки используются, и подозреваю что работают...

> Минимизировать излучение катушек без сердечника = обнулить их индуктивность, то есть превратить их в никчемные кусочки металла.

Минимизировать != занулить (я не уверен, что удастся придумать строго безизлучательную конфигурацию катушки без фокусов типа "распределенных токов" и "бесконечно тонкого провода бесконечной длины"). Но сделать сколь угодно малой, сохранив индуктивность - почему нет?
Если почему-то не устраивает тороидальная катушка без сердечника - берём обычную катушку, например циллиндрическую, и засовываем в сверхпроводящий экран, так чтобы только выводы торчали. Индуктивность сильно не изменится, а излучение резко уменьшится (будет не больше, чем у куска проволоки размером с экран).
Да в конце концов - просто делаем достаточно маленькую катушку по приведенному выше рецепту. Излучательная способность катушки резко падает с размером - уменьшив размер, мы автоматически уменьшаем излучение.

К тому же, минимизировать излучение, как я уже говорил, совсем необязательно. Достаточно минимизировать размер катушки (и то, это не "условие задачи", а "здравый смысл" - чтобы согласующее устройство не оказалось больше чем сама антенна).

Про Максвелла, размеры и конструкции разговор не имеет смысла, т.к. тут нужно считать. Но почти уверен, что все варинаты были перепробованы за последние 100 лет.

> Но сделать сколь угодно малой, сохранив индуктивность - почему нет?
Повторение мать учения ?

> уменьшив размер, мы автоматически уменьшаем излучение.
Индуктивность и излучательная способность определяются площадью витков.

> Про Максвелла, размеры и конструкции разговор не имеет смысла, т.к. тут нужно считать.

Ну так давайте считать. Формула индуктивности одиночного витка известна (гугль находит на раз-два), для заданного размера витка получаем конечную индуктивность L_0. Для N витков у плоской катушки индуктивность при большом числе витков растёт примерно как утроенное число витков, для требуемой индуктивности L получаем N ~ L/(3*L_0). Это число, разумеется, конечно - бесконечностей нигде не возникает.

А про Максвелла не я первый начал, поэтому не мне и продолжать. Хотелось бы всё-таки услышать, где именно он запрещает создавать (из идеальных проводников и диэлектриков) катушки заданной индуктивности сколь угодно малого размера.

> Но почти уверен, что все варинаты были перепробованы за последние 100 лет.

"Перепробованы" - в смысле, на практике? Очень забавный аргумент при рассуждениях с "идеальными" материалами :-)
Чисто из любопытства - можно услышать про хотя бы один "перепробованный" вариант антенно-согласующего устройства, использующего сверхпроводящую катушку (к чёрту "идеальный проводник", хотя бы реальный сверхпроводник)? А то может я что-то упустил в области прикладной радиотехники, и сверхпроводники в антенно-фидерных устройствах давно применяются на каждом шагу?

Кстати, остался открытым вопрос, почему катушки на тороидальном сердечнике у меня стоят в компьютере и нескольких SMPS (буквально на днях в одном ковырялся), а у вас - "вообще нигде не используются". Видимо, вселенные у нас различаются сильно: в моей массово применяются тороидальные катушки, в вашей зато - перепробованы все варианты антенно-согласующих устройств на сверхпроводниках.

> Индуктивность и излучательная способность определяются площадью витков

"Тут нужно считать" :-) Я не помню, как именно зависит излучательная способность от площади, вполне возможно что падает быстрее, чем индуктивность. А даже если нет - готов экспортировать из своей вселенной тороидальные катушки, у них излучение точно слабее чем у плоских/циллиндрических. В обмен на катушки из сверхпроводников :-)

> остался открытым вопрос, почему катушки на тороидальном сердечнике у меня стоят в компьютере и нескольких SMPS (буквально на днях в одном ковырялся), а у вас - "вообще нигде не используются"

Речь шла об антеннах. В антеннах они не используются. В указанных же устройствах используется их способность "неизлучать"

> А про Максвелла не я первый начал, поэтому не мне и продолжать.
И не мне. Любой учебник по электродинамике. Но лучше если найдете софт численно моделирующий электромагнитное поле.

> Речь шла об антеннах. В антеннах они не используются

Потому что в антеннах не стоит задачи "не излучать", наоборот - стоит задача излучать. Кстати, когда задача "не излучать" таки стоит (согласующее устройство не совмещено с антенной, и излучение вредно) - используются, например, броневые сердечники. Не тороидальные, потому что броневым в середину можно всунуть подстроечный элемент, а тороиду - нельзя :-)

>> А про Максвелла не я первый начал, поэтому не мне и продолжать.
> И не мне. Любой учебник по электродинамике.

То есть, утверждение (противоречащее и формулам, и здравому смыслу) сделано, но обоснований ему не будет? Ок, так и запишем :-)

> Но лучше если найдете софт численно моделирующий электромагнитное поле

Чтобы рассчитать индуктивность катушки в "идеальном" случае?! Красиво с темы съезжаете, уважаю.
Формулы расчёта индуктивности известны, могу их привести. Ваше утверждение об их неверности постарайтесь обосновать сами, я сам себя за свой счёт опровергать не намерен. Нужен софт - ну, у нас на работе какой-то используется, могу завтра поинтересоваться и вам отправить - поиграетесь...

> индуктивность при большом числе витков растёт примерно как утроенное число витков

Кстати, гоню (в плохой справочник посмотрел) - примерно как квадрат числа витков. Я ж чувствую, что какую-то лажу написал, не может там быть прямой пропорциональности :-)

Соответственно, L ~ sqrt(L/L_0). И, в дополнение к этому:

> Индуктивность и излучательная способность определяются площадью витков

...и числом витков. Причём индуктивность растёт как квадрат числа витков, а излучательная способность, если я не путаю - линейно. Уменьшая площадь одиночного витка и увеличивая число витков мы снижаем излучение, сохраняя индуктивность...

беспорно лучший блог

у штыревых антенн оптимальной длиной для антенны является 1/4 длины волны. про прочих длинах изменяется вертикальная диаграмма направленности - отклоняется от земли вверх.

[пожимая плечами] ну и пусть отклоняется. Мы сделаем симметричный диполь, у него отклоняться не будет. Кстати, если земля будет сверхпроводящей, а рацию зарыть в землю по шею антенну - оно будет симметричным за счёт отражения, и опять никто никуда не отклонится.

Так антенна принимает/излучает энергию только рядом с собой.
Можно взять 2 лампочки дающие одинаковый световой поток но с разными размерами светящийся области (скажем галогенку и люминисцентную) - издали они одинаково яркими точками выглядеть будут, а вот на прием - больше чем на фотоэлемент упало, энергии не получится взять.

Некорректное сравнение: излучает лампочка, а принимает вовсе не лампочка, а какой-то совсем левый фотоэлемент (бузина и дядька, натурально). Придумай симметричную систему, чтобы и туда и обратно, причём одним и тем же механизмом - обсудим.

А перед фотоэлементом можно поставить линзочку, если что (это намёк на то, что я рассматриваю системы с L<<lambda, а ты - с L>>lambda, а антенна может возмущать поле на расстоянии много большем собственного размера) :-)

Ну... можно рассмотреть световода разного диаметра...

А что на другом конце световода, и что является эквивалентом "согласовки" в этом случае? Интересует в первую очередь когерентный, без детектирования, приём: в некогерентном случае действительно эффективность приёма пропорциональна апертуре, но это уже не радиотехника.

Согласование - торец световода. А вот как без детектирования принимать в оптическом диапазоне, как-то не соображу :-(

И ещё интересный вопрос, кстати.

Эффективность _направленной_ антенны (при L>lambda, иначе направленности не будет) можно увеличивать с увеличением L, за счёт обострения диаграммы направленности. Как раз пропорционально апертуре и получается.

Но я намеренно рассматриваю ненаправленные антенны - с направленными всё понятно, выше дифракционного предела не прыгнешь, короткая всегда будет хуже длинной. При этом эффективность _некогерентного_ ненаправленного поглощения энергии (тот же фотоэлемент, или тупо нагрев) можно поднимать пропорционально апертуре, но собственно исходный сигнал при этом теряется, на выходе уже нечто "амплитудно-детектированное, слегка усреднённое и с утерянной информацией о частоте и фазе", что не всегда пригодно.

А можно ли разработать чисто радиотехническую _ненаправленную_ антенну, передающую сигнал "из эфира в фидер" как есть, без детектирования, такую чтобы её эффективность была пропорциональна апертуре? Мне что-то в голову ничего хорошего не приходит :-)

> А можно ли разработать чисто радиотехническую _ненаправленную_ антенну, передающую сигнал "из эфира в фидер" как есть, без детектирования, такую чтобы её эффективность была пропорциональна апертуре?

Кстати, очень может быть что и нельзя. "Я уверен, что нашел простое доказательство этому, но оно не помещается на полях этой заметки" :-)))

Кстати, похоже, нельзя. Диполь, с которого все началось, он тоже направленный.

Ну, я несколько упростил формулировку: полностью изотропного излучателя/приёмника, похоже, вообще не существует в природе. Имеется в виду "с диаграммой, не более направленной чем диполь или другой слабонаправленный эталон антенны". То есть, можно ли увеличивать эффективность пропорционально апертуре, не обостряя при этом диаграмму.

Что-то мне подсказывает, что для "малых" (вспомнил ключевое слово можно погулить) L<<лямбда так оно и есть, для рамочной антенны в вакууме (направленность как у диполя только для магнитной составляющей) оно почти очевидно. Сейчас вспомнилось, да...авно что попадалась статья про малые антенны в каком-то из радиолюбительских журналов там этот феномен разъяснялся.

Суть - все малые антенны взаимодействуют только со "своей" составляющей эм.волны. диполи - с электрической, рамки - с магнитной. И для малых антенн это взаимодействие можно как статическое рассматривать и тогда зависимость эффективности от размеров очевидна.

Стоп, стоп. Давай отделим больших от малых.

Для малых антенн вопрос поставлен в исходном посте: если я могу согласовать гвоздь на передачу, так что он будет передавать не хуже, например, полуволнового диполя, будет ли он при этом принимать не хуже полуволнового диполя. Предполагаемый ответ, например, здесь (http://dibr.livejournal.com/341026.html?thread=4208674#t4208674) - "да, в идеальном случае так и будет, но это будет сильнорезонансная система, и в реальности всю выгоду съедят потери". И если для тебя "зависимость от размера очевидна" - то мне не менее очевидна возможность (теоретически, используя идеальные детали) идеальной согласовки гвоздя и трансивера. Эти две очевидности требуют взаимоувязки :-)

Для больших антенн вопрос я поставил так: можно ли создать большую антенну, с эффективностью "много выше" диполя (пропорционально апертуре), но при этом с направленностью не выше того же диполя. По-моему, нельзя, даже теоретически :-)

Все понял, я не прав, пойду изучать теорию...
А еще практическому использованию сверхпроводящих согласованных гвоздей, мешает их чрезвычайная узкополосность (как следствие сильнорезонансности).
Да, подумалось если взять настраиваемое устройство согласования, и приделать к нему диодный детектор, мы получим... классическую схему "детекторный приемник с регулируемой связью с антенной" :-)

> А еще практическому использованию сверхпроводящих согласованных гвоздей, мешает их чрезвычайная узкополосность (как следствие сильнорезонансности).

Я всё ждал, когда это кто-нибудь произнесёт :-) Потому что практика использования укороченных пеньков показывает, что действительно - если рядом с длинной антенной можно в разумных пределах делать что угодно, то "пенёк" расстраивается и теряет эффективность от малейшего чиха. Видимо, именно в силу сильной резонансности - "любой чих" это не только потери, но и изменение ёмкости.

И всетаки, если взять n сверхпроводящих согласованных гвоздей (гвозди за пределы лямбда/10 не расставляем, чтоб диаграмму направленности не испортить) и сложим принятый ими сигнал мы увеличим мощность поступившую в приемник или нет?
То, что на передачу ничего не должно измениться, вроде, понятно.

Ничего не понял.

Если взять сверхпроводящий согласованный гвоздь, одна штука - эффективность будет примерно как у диполя. Не больше - потому что антенна ненаправленная, не меньше - потому что гвоздь согласованный, а согласовка (в идеальном случае) таки работает в обе стороны, и на передачу, и на приём.

Если взять много сверхпроводящих согласованных гвоздей, расположить их компактной кучкой и запараллелить - получится полная фигня: гвозди будут мешать друг другу, забирая друг у друга часть сигнала за счёт снижения поля падающей волны ("ближнее поле", взаимовлияние гвоздей сильное), да ещё и сбивать согласовку за счёт взаимной ёмкости и неправильного импеданса при соединении впараллель, в результате сигнал будет ещё и хуже чем с одним гвоздём. Если же весь этот ёжик идеально пересогласовать заново - получится примерно то же, что и с одним гвоздём, по причинам, изложенным абзацем выше: нет направленности, есть идеальная согласовка.

Если же разнести гвозди так, чтобы они не конкурировали за поле (то есть, хотя бы на ~lambda один от другого), и правильно соединить - можно добиться увеличения сигнала на входе приёмника. Но при этом станет важна фазировка гвоздей, а значит, автоматически отрастёт направленность: при повороте системы фазировка будет искажаться, и сигнал падать.

Как-то так.

Получается, что ртутная идеально согласовання приемная антенна и в правду притягивает радиоволны и отбирает их у соседей?
То есть, если взять 2 приемника с длинноволновым диапазоном, и полуметровой антенной поставить их на расстоянии 10 метров настроить на одну частоту, при правильном соголасовании антенны в первом, громкость во втором упадет?

Скорее всего, да.
Сам подумай: даже "несогласованная" антенна имеет полное право вносить возмущения в поле размером как минимум порядка длины волны (вспомним дифракцию - при этом поле "видит" край объекта и соответственно реагирует на расстоянии порядка лямбды). А резонансная согласованная антенна (1) раскачивается в резонанс, и усиливает собственное поле, и (2) уменьшает поле волны (вычитая из него своё поле) - должна же она откуда-то энергию высасывать, она же согласованная :-)

Так что да, получается что на каком-нибудь ДВ/СВ диапазоне в принципе можно чисто пассивными методами высосать радиоволну этак на несколько десятков метров вокруг.

Увеличить эффективность (коэффициент усиления) антенны можно двумя способами:
- Увеличить направленность антенны (увеличить КНД);
- Уменьшить потери (увеличить КПД).
Других способов нет, так как КУ по определению равен КНД * КПД :). Для антенн СВЧ (где раскрыв много больше полволны) КУ растёт вслед за апертурой за счёт роста КНД. Для укороченных антенн - за счёт роста КПД и, в меньшей степени, КНД.

Человеческий опыт говорит обратное - если взять два солнечных элемента, можно как-бы получить "вдвое большую эффективность". Это не совсем верно.
Если под "эффективностью" понимать "чайник вскипятить", то верно.
Если под "эффективностью" понимать "увеличить соотношение сигнал/помеха", то нет.

Справедливости ради напомню про третий TLA, называемый КСВ (точнее, поскольку фидер у нас тут не рассматривается, это будет не КСВ, а "согласование импеданса с трансивером") :-) Можно, конечно, по умолчанию предполагать идеальную согласовку - но тогда можно так же по умолчанию предполагать и отсутствие потерь.
Ну, и с утверждением, что эффективность антенны в идеальном случае пропорциональна КНД и только ему, я в общем-то изначально согласен - меня интересовало, есть ли для этого теоретическое обоснование.

Насчёт эффективности для запараллеленных солнечных элементов, кстати, всё тоже не так просто. "Сигнал" с них будет складываться линейно (пропорционально площади элементов), "шум", в силу его случайности - как корень из площади. В результате сигнал/шум будет расти (если бы он не рос, производители зеркальных фотоаппаратов "с большой матрицей" разорились бы, поскольку у мыльниц, с меньшей площадью матрицы, шум (и динамический дмапазон) были бы такими же).
Проблема фотоэлемента в том, что он осуществляет детектирование - на его выходе уже совсем не тот сигнал, что был на входе, а некоторый результат преобразования. Поэтому "антенной" его считать нельзя, и правила для антенн, соответственно, неприменимы.

Я не специалист, я дома антинаучно ставлю приёмник рядом с чугунной батареей и вытягиваю антенну между двумя батареинами параллельно им. Ловит лучше. Способ открыт в возрасте пяти лет. :)

Чугун некошерен :-) Кошерны Медь и немного Алюминий :-)
А экспериментальное открытие эффекта резонансного согласования антенно-фидерного устройства при помощи радиаторов центрального отопления - это сильное достижение для 5 лет :-)

1. Есть простое правило: система, не содержащая активных элементов, параметрических элементов и ферритов - взаимна.
2. "Пеньков" вида "гвоздь" на практике не бывает. Укороченные антенны делаются спиралькой - так проще реализовать согласование.
3. Диаграмма направленность укороченной антенны отличается от диаграммы направленности полуволнового диполя. Сравнивать их некорректно.
4. "Согласователь для гвоздя" содержит реактивные элементы (индуктивность), которые также принимают участие в излучении.
5. Про потери в согласователе уже писали.

2. Согласен. Но имею полное право теоретически рассматривать и гвоздь с отдельной катушкой. В том числе и с катушкой в виде "идеального сосредоточенного элемента" - с нулевым размером, без излучения и потерь. Повторюсь - теоретически рассматривать, реально размер будет конечен, будут и потери, и излучение, и нарушения согласовки всего этого чуда техники от пролетевшего в метре голубя.

3. Не согласен. То есть, конечно диаграмма несколько отличается - но для "укороченной" антенны (L<<lambda) она не может сильно отличаться от "дипольной": дифракционная расходимость мешает (особые случаи вроде квадрупольных систем я рассматривать не хочу, могу отдельно объяснить почему). А я рассматриваю как раз укороченные антенны, и возможность получения эффективности "близкой, но не обязательно строго равной, полноразмерным ненаправленным антеннам".

4. А и пусть их излучают. Это просто надо учитывать при построении согласующей системы - ведь наша цель как раз и есть эффективное излучение, верно? ;-)

5. Очень похоже, что именно это и является "правильным ответом".

Хммм... Раз уж мы рассматриваем идеальные элементы.. А чему численно равно сопротивление идеального диполя с L << λ? А оно в принципе согласуется с чем-нибудь идеальным, но физически реализуемым?

Оно сильно ёмкостное, но поскольку излучение не равно нулю, есть и активная компонента. Для согласования, если я ничего не путаю, в идеальном случае достаточно будет двух катушек (одной недостаточно, потому что нужно не только компенсировать реактивную составляющую, но и согласовать активную составляющую со стандартными 50 Ом трансивера). "Физическая реализуемость" на практике будет упираться во всё те же потери: если делать маленькую (слабо излучающую) катушку с большой индуктивностью, понадобится очень тонкая проволока, со всеми вытекающими последствиями. Теоретически (идеально проводящая проволока) это реализуемо.

Ну, и естественно всё это делается строго для одной частоты, на других частотах согласовка "уплывёт".

При L << λ модуль импеданса - килоомы. Что-то было такое по поводу невозможности согласования высокоомной нагрузки, что было связано (если не ошибаюсь) с теоретической невозможностью создания длинных линий с сопротивлением выше ~400 Ом. Идеальная проволока тут не поможет..

Во всяком случае, так никто не делает. Укороченные антенны делают из спиральки, толстенькими, снабжают расширением (ёмкостью) на концах, в общем всячески стремятся уменьшить импеданс.

Утверждение звучит несколько странно: я-то предлагаю использовать не "длинные линии", а сосредоточенные элементы (индуктивности, ёмкости). Сделать индуктивность "любой требуемой степени сосредоточенности" (размер, излучательная способность) из идеальной проволоки можно: излучательная способность и индуктивность одиночного витка связаны с его площадью, при этом индуктивность плоской катушки растёт приблизительно как квадрат числа витков, излучательная способность, если я не путаю - как первая степень, а значит уменьшая размер витка и увеличивая число витков, можно получить сколь угодно малое излучение катушки при заданной индуктивности.

На практике, конечно, это малореализуемо: чтобы согласовать килоомы понадобятся сильнорезонансные системы с большой индуктивностью, а значит будет нужна тонкая проволока, и потери испортят всю теорию. Но теоретиццки, в идеальном случае...

Невозможно создать катушку без собственной ёмкости :). Даже из идеального провода, даже теоретически, в идеальном случае.
Кстати, идея идеально тонкой катушки мне нравится. Для уменьшения ёмкости витки надо расположить подальше друг от друга (спиралькой большого шага). И такая катушка будет замечательно согласовывать гвоздь длины l, если её собственная длина будет равна
L = λ / 4 - l;
А витки из неё можно совсем убрать, они там не нужны :).

Невозможно, не спорю. Как и катушку совсем без излучения. Но получить "сколь угодно малую" ёмкость - без проблем: собственная емкость катушки пропорциональна размеру, а размер можно уменьшать произвольно, межвитковая ёмкость зависит от диаметра проволоки и межвиткового расстояния, а диаметр проволоки опять же можно уменьшать произвольно. А имея возможность уменьшать ёмкость до любых заданных величин - уже можно спокойно работать :-)

> А витки из неё можно совсем убрать, они там не нужны :)

Не с первого прочтения въехал в мысль :-)
Нет, я имел в виду не описанный вырожденный случай, а наоборот - катушку малого (конечного) радиуса (чтобы снизить излучательную способность), но при этом "плоскую" - с межвитковым расстоянием (много) меньшим радиуса (чтобы удобней рассчитывать было). Про ёмкость - см. выше :-)
А подобная катушка нулевого радиуса с линейным размером lambda/4 действительно будет неплохо согласована, даже без "гвоздя" на конце. Жаль, она будет намного меньше собственно "гвоздя", что сведёт к нулю всю выгоду "укороченной" антенны :-)