НА ГЛАВНУЮ - - адрес этой страницы -- http://ra6foo.qrz.ru/equidiameter.html -- --
версия 07 02 2015 (первая) - - НА ГЛАВНУЮ
Расчет эквивалентных диаметров проводника прямоугольного сечения
Калькулятор на языке Java, работает в версии 7.75, возможно и более верхних.
Скачать Java v 7.75 можно здесь: Java приложение
Пройдя по пути "Пуск - программы - Java - Configure Java - Security"
в настройках уровня Security установите движок вниз, на Medium
Плагины Java в браузере должны быть включены
Расчет основан на решении уравнений Максвелла для поверхностной плотности зарядов,
которому соответствует и распределение тока по поверхности, которое изображено на
графике. На открытой вами странице уже сделан расчет диаметров и график рапределения
тока по периметру сечения проводника для значений ширины и толшины 1 и 1. Диаметры будут
в тех же единицах длины, что и ширина (Width) и толщина (Thickness), т. е. в тех, которые вы
подразумеваете (мм, см, дюймы и т. д.).
График показывет распределение плотности тока по одной четверти периметра сечения, от
центра широкой строны (х=0) до грани ( в примере это х=0,5) и далее до центра боковой стороны.
Например, если вы введете ширину 10 и толщину 4, трафик охватит четверть периметра как
показано на рис. справа. На остальных трех четвертях периметра распределение тока точно
такое же, поэтому не включено в график. Синяя линия на графике показывает плотность
тока если бы заряды были распределены равномерно по периметру.
Чтобы ввести в модель MMANA или NEC провод прямоугольного сечения, достаточно ввести
круглый провод эквивалентного диаметра (Equivalent Diameter) т. е. такого, чтобы его
погонная индуктивность и емкость были равны тем же параметрам прямоугольного провода.
Задача немного усложняется тем, что в отличие от круглого провода, ток по периметру
прямоугольного провода распределен неравномерно, с минимумами в центре сторон и
максимумами на гранях провода и его сопротивление току ВЧ у проводов с большим отношением
ширины к толщине может быть до 2х раз больше, чем у круглого провода, эквивалентного ему по
индуктивности и емкости. Диаметр, эквивалентный по сопротивлению току ВЧ, в таком случае тоже
должен быть до 2х раз меньше. В результатах расчета это резистивный диаметр
(Resistance Diameter).
Чтобы учесть эту разность в программе расчета, надо увеличить удельное сопротивление
материала, вводимое в программу, в квадрат из отношения эквивалентного диаметра к
резистивному. В примере по умолчанию квадрат этого отношения равен (1,18 / 1,00)2
= 1.4 и если этот провод например из меди, имеющей удельное сопротивление 1,75, вместо
нее ввести "провод пользователя" с сопротивлением 1,75 х 1,4 = 2,45.
Для тонких полос из алюминиевого сплава (уд. сопр. 3,2...3.8) вводимое в программу уд.
сопротивление потребуется увеличить до 3 раз, что аналогично применению круглого провода
эквивалентного диаметра, но из материала с удельным сопротивлением 9,6...11,4 т. е. материала
низкого качества для элементов антенн. Что может быть скомпенсировано только увеличением
ширины полосы.
Вычисления разумны если:
Ширина полосы много меньше длины волны. Полоса достаточно далека от других проводников.
Полоса много толще, чем скин-слой.
Автор калькулятора
Kevin Schmidt, W9CF главная страница и его
страница КАЛЬКУЛЯТОР
Его математическое обоснование в статьях
The expressions used and their derivation can be found at (PDF) и
Analytic
expressions for the equivalent diameters of rectangular cross section conductors (PDF)
Исходный код Java для этого апплета здесь
http://fermi.la.asu.edu/w9cf/equiv/equivsrc.zip .
|