Розрахунок спиральної антенни

Здравствуйте, Евгений. Вы не ошиблись, 2.1 кВт?

Евгений Москаленко 16 березня 2020

здравствуте, да именно столько. это мощность двух магнетронов с учетом их кпд. возможно будут потери на коаксиальном переходе из волновода, но пока что модель не подобрана и данных нет.

И это нужно излучать во всех возможных направленниях? 360 - это телесный угол излучения? А как это согласуется с международными соглашениями об использовании диапазона? Помоему, такую мощность, в этом диапазоне ISM, излучать нельзя.

В диапазоне радиочастот ISM 2,4-ГГц функционируют различные беспроводные системы, такие как Bluetooth, Wi-Fi, 802.15.4, Zigbee, а также микроволновые печи. 

По закону О связи - очень много ограничений. с конфискацией устройства - нужно ли вам это? Не говоря уже о вреде для здоровья людей

Евгений Москаленко 16 березня 2020

Дело в том, что антенна погружается в деревянный ящик с мокрыми стенками, датчик предельного уровня излучения будет расположен снаружи. работа происходит в помещении. цель испарение раствора дезинфицирующего на стенках и дезинфекция внутри деревянной стенки ящика. Мы производили замеры. допустимый уровень на расстоянии 1 метр. или около того в зависимости от степени высыхания. как только на расстояние 1.5 метра уровень поднимает питание прекращается, это сигнал что жидкость перешла в пар. и работа законченна.  В любом случае мне важно ваше мнение. факт что я не знаю достаточно в это теме

Евгений Москаленко 16 березня 2020

внутренняя площадь ящика 2м2. масса воды в тоще стенок 5 литров.  собственно вода выступает поглотителем, и работа направленна на ее преобразование в пар. в процессе работы подается свежий раствор на стенки и отсасывается лишний со дна.  под конец подача прекращается. работа идет с паузами. 10-15 сек работа 20-30 пауза. в зависимости от температуры ящика. 

Теперь понятно. Лучше всего смоделирвать, но мне не на чем. Я как-то делал укороченную ферритовую антенну для диаппазона 27 МГц, но это было давно. Могу поробовать сделать и эту. Хотя, это больше похоже на рассеиваетель а не на антенну.

Евгений Москаленко 16 березня 2020

именно рассеиватель :) мне нужно равномерно прогреть изнутри. 

Я могу подсказать так, без сделки. Волновод воздушный на конце сфера с отверстиями. Осталась самая малость, определить правильные размеры. :)

Евгений Москаленко 16 березня 2020

беда в размерах волновода для данной частоты, в технологическое отверстие 45-50 мм его не всунешь. :) поэтому и нужна антенна которая вписывается. предварительный расчет показал что габарит 44мм. но это не точно.

Тогда коаксиал. Антенна также должна входить в это отверстие, или может монтроваться отдельно? Без эскизов трудно понять суть задачи. Если это ящик то обеспечить равномерный нагрев всей поверхности очень проблематично, при фиксированной геометрии и позиции излучателя.  

Евгений Москаленко 16 березня 2020

и антенна и все должно пройти через отверстие и быть мобильным.  стенки ящика приблизительно равноудалены от отверстия если опустить в него антенну.  равномерный нагрев прежде всего обеспечивается другим явлением- как только вода переходит в пар этот участок становится относительно радиопрозрачным, работа завершается и это лишь функция времени когда вся площадь пройдет такой цикл. поэтому и накрывают отражающим покрывалом чтоб вернуть волны как получится чтоб поработали где то с водой еще.  больше 110-120 градусов нагреть локально 1см3 стенки не выйдет.  на поверхности температура ниже, внутри дерева временно выше. 

Да это понятно. Я имел в виду, что в одних местах будет нагреваться быстро, а в других очень медленно. Нужно подумать, я таких необычных антенн никогда ещё не делал.

Евгений Москаленко 19 березня 2020

Дело в том  что нрагрев от свч идет немного не так как например от источника тепла.  Пока есть вода она нагревается,  как только она стала паром нагрев прекращается и в этом месте ящик становится практически радиопрозрачным.  Внутри дерева температура выше чем на поверхности  так как там из за сопротивление движению пара поднимается давление а за ним температура кипения воды.  Такие вот ньюансы делают систему самоадаптивной.  В данном проекте я уже получил параметры антенны по геометрии и диаграммы направленности,  но нет данных по температуре.  Как их рассчитать? 

Смотря, что вы хотите расчитать. Автоматизированного синтеза нет. Пока, доступно только моделирование с оптимизацией. Антенну нужно изобрести. А стиральная :) антенна, при такой мощности, наврядли подойдет, с моей точки зрения. Трудно сказать, что выйдет дороже математическое численное моделирование или натурное прототипирование; это-же не плотина, можно попробовать и "вживую".

Евгений Москаленко 19 березня 2020

вот диаграммы полученные в результате расчетов. 

Это, наверно, рассчёт в открытом пространстве над проводящей поверхностью, да ещё и на малом сигнале, по методике как для Wi-Fi. А когда 2 кВт, наверняка всё по другому, с феерверками. В микроволновке то резонатор объёмный а кастрюлька в пучностях наименьших мод. Спираль может и потянет в твердотельном диэлектрике, если такой существует. Но по вертикали желателен дополнительный излучатель. Но это гадание. Теоретически это непростая задача, и не помешало бы добавить к гонорару гривен 100.

Евгений Москаленко 19 березня 2020

Это в вакууме,  мой дать модель посмотреть.  

Глобально задачу надо решать с учетом нагрева, а значит сечения проводников.  

Евгений Москаленко 19 березня 2020

Внутрь отверстия должна войти антенна и излучать изнутри Ящика для разогрева стенок.  Получение 100% площади нагрева не преследуется.  Задача получить максимум из возможного. Такую задачу решает стиральная антенна.  Вопрос как посчитать нагрев конкретной антенны на конкретной мощности? 

Нужно, что-то вроде этого: https://www.comsol.ru/ .

Евгений, напишите пожалуйста как будет работать, уж очень интересно. Мне тут Альтаир, сразу, свои услуги запредлагал, по моделированию, и антенных систем также. Однако все только для связи, но не для подобных нагревателей. Оценить эффективность нагрева и КСВ, для вашей модели рассеяния, помоему, их инструментами проблематично, по крайней мере судя по буклету.

Евгений Москаленко 19 березня 2020

До этого нужно еще дойти.  :)

Евгений Москаленко 16 березня 2020

касательно охраны труба то я знаю, что там мероприятия приняты такие. рабочая одежда, в том числе очки из экринированных материалов. Люди не находятся внутри помещения и на них висят датчики с акустической сиреной. по звуку сирены выключается питание. На всех дверях устанавливаются датчик на открытие двери с обрывом питания, может что то еще. Все без дураков. Какое то покрывало сверху ящика тоже, наверно экранирующая ткань. 

Я подумал, что в пространство. Такое похоже на глушилку  Wi-Fi, Bluetooth и.т.п. А техника безопасности это ваше дело, не моё. У нас полиэтилен сваривали, при упаковке, СВЧ нагревом, ещё давным давно.