Quale significato per "return loss"?

Ciao,

si tratta, abbastanza semplicisticamente, della "perdita di ritorno" di un dispositivo o di una rete, in pratica, la quantità di segnale che viene riflessa per disadattamento d'impedenza che come sappiamo dovrebbe essere costante a 75 Ohm in tutti i punti dell'impianto e, soprattutto a tutte le frequenze.
Teoricamente il suo valore, per essere perfetto dovrebbe essere infinito (= nessuna riflessione) ma in pratica il valore solitamente misurabile si aggira sui 15/20 dB (varia anche con la frequenza) ed è già considerato buono.
Viceversa un RL pari a zero, significherebbe che tutta l'energia del segnale sarebbe totalmente riflessa (cortocircuito o circuito aperto)

Qui una cosa che avevo scritto una decina di anni fa' che riguarda le tecniche di misura del valore RL:

http://www.webalice.it/wgator/tecnico/ros.htm
 
Il return loss non è altro che l'attenuazione della potenza riflessa, ovvero il ROS visto dalla prospettiva del segnale riflesso piuttosto che su quello diretto.
Più è alto il return loss migliore è l'adattamento e maggiore è l'attenuazione della potenza riflessa.
Ad esempio, un carico fittizio di emergenza può essere realizzato con un tratto di cavo coassiale che presenti un'attenuazione di almeno 15dB alla frequenza in uso. (tipica soluzione della matassina di RG174, nei sistemi a 50 Ohm)
;)


PS Non ci sono differenze nel funzionamento delle linee tra segnali ricevuti e trasmessi. In un impianto ricevente, il generatore è l'antenna ed il carico il ricevitore. In un impianto trasmittente, il generatore è il trasmettitore ed il carico l'antenna.
 
Milcham ha scritto:
ma guarda caso quasi ovunque si fanno esempi che si riferiscono solo alle antenne trasmittenti

E ti credo, è molto più semplice, sia da capire che da misurare....in trasmissione basta un semplice rosmetro e misuri subito quante onde stazionarie hai, e vuoi mettere come è facile capire qual'è il generatore e quale il carico?
Alla fine comunque è la stessa cosa anche in ricezione, disadattamenti impediscono che tutto il segnale ricevuto arrivi all'utilizzatore, una parte ritorna indietro verso l'antenna. Certo che vedere il grafico del Return Loss fa capire quanto le antenne NON siano a larga banda....c'è un punto ben preciso in cui c'è massimo adattamento, tutto il resto è compromesso.
 
Cerco di spiegartelo nei termini essenziali per le antenne tv.
Il Return Loss è lo specchio dell'andamento del guadagno dell'antenna nella sua gamma di frequenza.
Nel grafico del return loss fornito, vedrai alla sinistra i dB, ed alla sua base la frequenza minima a sinistra e massima a destra.
Se per ipotesi la casa cita una guadagno di 10 dB, corrisponde al massimo di return loss che vedi sul grafico, e relativo alla frequenza.
Tutti i valori al di sotto di tale valore, significano un minor guadagno dell'antenna causa disadattamento.
Ad esempio, se una casa costruttrice cita 10 dB di guadagno, ed un return loss di 15 dB, nel grafico del return loss troverai una fascia di frequenza che corrisponde al valore di 15 dB di return loss, e questo significa che l'antenna in quel punto guadagna 10 dB. Ipotizziamo che sia 550-650 MHz.
Se a 750 MHz noti dal grafico un return loss di 13 dB, e quindi peggiore, significa che l'antenna non guadagna più 10 dB a causa del disadattamento d'impedenza e quindi trasferimento di potenza del segnale all'amplificatore o altro.
 
Milcham ha scritto:
Come mai nel datasheet della Sigma 6HD, che ho linkato nel primo post, il guadagno massimo dichiarato (17 dBi) è a 840 MHz (primo grafico di pag.2) mentre il massimo del RL (ultimo grafico) è a 810 MHz?

Da quello che vedo nel datasheet della Sigma 6HD che hai postato, i due diagrammi non sembrano corrispondere, ossia con un Return Loss del genere disastrato in tutta la gamma, un guadagno talmente piatto mi sembra quasi impossibile.
Io continuo a dire che li mettono lì tanto per dare "fumo" alla gente.
Quello che vedi a 810 MHz, è una risonanza. Se noti il picco a 840 di RL corrisponte con il guadagno massimo.
 
Guadagno e return loss non sono necessariamente legati fra loro.
Se utilizzo un'antenna da 10dBi di guadagno, ma con impedenza di 300 Ohm, e la collego ad una linea a 75 Ohm il guadagno dell'antenna resta lo stesso di 10dBi.
Le perdite di trasferimento di questo caso sono dovute al disadattamento, che non c'entra con il ROS od il return loss intrinseco dell'antenna.
Esistono invece perdite "aggiuntive", nel caso di disadattamento fra antenna e linea. Più il cavo attenua, ovvero più cavo ho o peggiore è il cavo che uso, maggiori saranno le perdite aggiuntive in regime di onde stazionarie, ma quasto, di nuovo, non c'entra nulla con l'antenna.
Quanto al miglior trasferimento di potenza, non sempre un'adattamento perfetto è sinonimo di miglior trasferimento di energia. Chi ha esperienza di laboratorio, sa che spesso, per il miglior trasferimento si deve leggermente disadattare, as es. un return loss di 15dB piuttosto che di 25dB.
 
Antenne con return loss di 10dB funzionano benissimo mentre un caico fittizio da 25dB di retun loss non irradia quasi niente.
In altre parole, prima di addentrarsi in calcoli, è utile capire di cosa si sta parlando.

Qui stiamo parlando di antenne, ed il guadagno di un'antenna non centra nulla con il suo return loss....

Ad esempio, il guadagno di una yagi, ovvero il F/B ed il F/S dipendono dalle misure degli elementi e dalle spaziature.

Ottenuti i parametri desiderati dall'antenna attraverso dimensionamenti e spaziature, si tratta di adattare l'impedenza dell'elemento a cui colleghiamo la linea di discesa (dipolo) in modo opportuno. Se non lo facciamo, ovviamente perdiamo energia, però l'antenna, in sè, continua a funzionare esattamente nello stesso modo.

Da notare, che una yagi ben progettata, può tranquillamente presentare un impedenza di tipo reattivo, che va adattata con un opportuno circuito (es. Gamma-match, T-Match, Hairpin, etc etc etc, oppure con ciruiti discreti a costanti concentrate, cioè induttori e condensatori)
Se andassimo a variare la lunghezza di un elemento (o di tutti) per ottimizzare il return loss, andremmo a peggiorare i parametri di guadagno e direttività.

Riassumendo, un'antenna può avere un impedenza qualunque, e questa impedenza può anche essere reattiva (-Jx o +Jx). A seconda dell'impedenza e del tipo di adattamento utilizzato, il return loss può essere migliore o peggiore, avere una banda più larga o più stretta.

...le perdite aggiuntive.

Con un return loss di 10dB ( SWR 1:1,92 ) abbiamo un disadattamento moderato, con una perdita intrinseca del tutto trascurabile.



Ora, una linea di discesa ha una attenuazione nominale di X dB ad una certa frequenza, ma questa attenuzione vale se generatore e carico hanno le stesse impedenze della linea, quindi se non ci sono onde stazionarie nel circuito.
Nel momento in cui il carico (es. l'antenna) fosse disadattata, l'attenuazione di linea in regime di ros aumenta. Ad esempio...


Per una trattazione più completa dell'argomento ROS, segnalo questo articolo di un amico "importante"
 
Ultima modifica:
Milcham ha scritto:
Quindi ci potrebbe essere una frequenza entro il range utile di utilizzo dell'antenna (i famosi 810 MHz nel plot della Sigma 6HD?) alla quale le due impedenze matchano perfettamente e il RL diverge, in teoria, ovvero è massimo (come da plot).

Il ROS (Vswr = voltage standing wave ratio ) esprime un rapporto fra tensioni.
Guardando il grafico nel doc PDF che avevi linkato si nota che a circa 810 Mhz il RL sarebbe quasi 34dB. In altre parole, la potenza riflessa è 2500 volte minore di quella diretta, con una adattamento praticamente ottimale (ben oltre il necessario).
....però, attenzione, questo valore di RL @ 810 Mhz è il risultato ottenuto (si chiama "match") dalla combinazione fra l'impedenza dell'antenna (a noi non nota) ed il circuito che la adatta ai 75 Ohm di linea.
Niente di più e niente di meno.



Milcham ha scritto:
Che senso ha allora dare nelle caratteristiche (della Sigma) RL = -18 dB?
A che frequenza? E' un valore medio? Come va inteso, visto che il plot in fondo ci dice almeno che non è costante?

Infatti, quei 18dB non hanno nessun senso.
Un esperto di TLC guarda a colpo d'occhio il grafico e nota che il RL è, nel caso peggiore, circa 11dB. Valore più che accettabile perche le perdite (aggiuntive) nel cavo dovute al ROS siano trascurabili.
 
Il primo grafico mi dice quanta potenza non trasferisco in antenna con un determinato rapporto di onde stazionarie, ovvero, nel caso di un'antenna ricevente, quanta potenza non trasferisco dall'antenna al carico (decoder, amplificatore, etc). Con un ROS di 1:1,8 siamo nell'ordine di grandezza di 0.5 dB.
Il secondo grafico va invece visto in funzione dell'attenuazione di linea e del ROS. Ad es. se ho una linea che complessivamente attenua 4 dB in condizioni di match ideale, con un ROS di 1:1,8 avrò un'attenuazione supplementare di 0.35dB.
 
Con un ROS di 1:3 si perde il 25% della potenza (1,25dB), nè rimane disponibile il 75%.
;)

Ripeto...
Il ROS dell'antenna (a valori accettabili) è un problema molto marginale, specialmente in ricezione e con i segnali modulati in digitale.
Anche il guadagno d'antenna è un parametro relativo, almeno fino a che si hanno livelli di segnale sufficienti per cui la figura di rumore del decoder non diventi un problema.
Ciò che conta davvero, per ricevere, è la direttività dell'antenna, ovvero la temperatura di rumore equivalente rispetto al segnale da ricevere.
 
Guarda che funziona anche il calcolatore al link che hai messo tu, basta inserire 3 ed ottieni il risultato corretto (quello che ti ho già dato). :D
Se ne vuoi un altro, forse più intuitivo, http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html

Fidati, 6dB di return loss sono il 25% in potenza. Ovvero, la potenza riflessa è 6dB più bassa rispetto alla potenza diretta.
Ovvero, Pr = Pi : 3.981071

Insomma, il rapporto fra la potenza diretta e quella riflessa, con un RL di 6dB è uguale 3.981071
;)
 
La mia citazione di Return Loss, era solo relativa all'antenna commerciale, e ad una impedenza omogenea della stessa a 75 Ohm di impedenza risultante.
Salti d'impedenza notevoli (tipo antenna 300 Ohm e cavo 75 Ohm) fanno parte giustamente di ulteriori procedure di calcolo molto complesse, ma nel contesto attuale inutili.
Ritengo, sotto il mio personalissimo parere, che un'antenna oltre ad avere un suo guadagno definiamolo "meccanico" (giusto in parole povere), dovuto alla sua realizzazione in numero di elementi etc. in base alla teoria, potrebbe non trasferire la potenza ricevuta in base all'accuratezza di realizzazione del dipolo. Quest'ultimo, potrebbe essere fatto male, e rendere l'antenna un "fil di ferro".
A tal proposito, il Return Loss rispecchia l'accuratezza con cui è stato concepito il dipolo e l'intera struttura dell'antenna, garantendo in un certo qual modo, il responso elettrico della stessa nel suo guadagno.
 
Milcham ha scritto:
Appunto!!!!!! E io che avevo detto ieri???? : :evil5:

Cosa avevi scritto fa pensare che tu non abbia capito i concetti ma che ti soffermi sui conteggi aritmetici, perchè mi confondi il livello di return loss (una misura) con l'attenuazione (una conseguenza).;)
Il return loss indica l'adattamento, non l'attenuazione del segnale diretto.
Fra le altre cose, in un sistema ricevente, il segnale Diretto è quello che proviene dall'antenna.
Pertanto, quando parli di attenuazione sul segnale (diretto), devi vederla (metterla) in questo modo, per cui, l'attenuazione, con uno VSWR di 1:3 (pari a 6dB di RL) è 1.25 dB.

Non è che io non ascolti l'interlocutore, è che cerco di far capire all'interlocutore dove sia la strada.

Detta in povere parole, fino a valori di RL pari a 10dB (ed anche meno, specie in ricezione) possiamo tranquillamente sorvolare, perchè ciò non costituisce un problema, ovverosia, si tratta di una cosa su cui non vale neppure la pena di soffermarsi.
 
la dipendenza teorica dalla frequenza della direttività che va poi moltiplicata (eq.1 del link) per il rapporto tra potenza trasferita e potenza d'ingresso.
Quest'ultimo fattore dipende proprio dal disadattamento d'impedenza ed è in ultima analisi funzione del return loss.

:5eek:

Non ti offendere, ma questo è un concetto... da "brividi", per chiunque conosca i principi delle linee di trasmissione.
:D

Cercate di capire le cose (fisica), che per i calcoli ci sono le macchine.;)
 
Ora me ne esco con una battuta da "vecchio" :D tecnico TLC.
La fisica e la matematica, sono carine e sono anche molto utili per assimilare i princìpi fondamentali, ma il modo migliore per "capire" è quello di procurare una SIGMA, un generatore di rumore a larga banda ed un ponte riflettometrico più, naturalmente, un misuratore di campo.
Per chi avesse il "deretano" di poter accedere ad un "vero" analizzatore di spettro, sarebbe il massimo.

Si acchiappa l'antenna, si piazza su di un supporto distante da "ostacoli" all'interno di una stanza al piano terra, magari in garage, (non abbiamo camere anecoiche a disposizione) e si fanno varie prove su tutte le frequenze di lavoro dell'antenna (che è una larga banda).

Vedrai che sarà divertente analizzare i risultati ;)
 
wgator ha scritto:
Ora me ne esco con una battuta da "vecchio" :D tecnico TLC.
La fisica e la matematica, sono carine e sono anche molto utili per assimilare i princìpi fondamentali, ma il modo migliore per "capire" è quello di procurare una SIGMA, un generatore di rumore a larga banda ed un ponte riflettometrico più, naturalmente, un misuratore di campo.
Per chi avesse il "deretano" di poter accedere ad un "vero" analizzatore di spettro, sarebbe il massimo....

Normalmente da me in azienda certe misure vengono eseguite con analizzatore di reti vettoriale, oppure, se occorre approfondire, con quello scalare per la visualizzazione su carta di Smith. ;)
 
Negli anni 80' i "tecnici" della ditta dove lavoravo (fra i clienti ESA ed Intelsat) avevano a disposizione un banco strumentazione di altissimo livello, con un costo fuori portata per qualunque azienda "privata".
Peccato che per avvantaggiarsi davvero della strumentazione disponibile bisogna capire ciò che si sta facendo, vale a dire i principi di fisica che ne sono alla base.
Difficile riuscire a fare qualcosa di sensato senza capire, a meno che non ci sia qualcuno che ti guidi nel setup di misura e taratura.... al massimo si fa l'operaio della catena di montaggio, e si risulta utili facendo sempre le stesse cose tutti i giorni, anche se non le si capiscono.
Per effettuare misure su guadagno e direttività servono più che altro riferimenti calibrati e le condizioni di misura (environment) sotto controllo. Le strumentazioni sofisticate possono semplificare il lavoro ma non ne cambiano la natura. Con tutti i limiti del caso, derivanti dal fatto di non disporre della camera anecoica e di calibrazioni standard, ciò che ha proposto wgator è sensato.
Ripeto per l'ultima volta che classificare un'antenna e le sue prestazioni dalla lettura e dall'andamento del return loss non ha minimamente senso. Primo perchè l'antenna "intrinsecamente" funziona o non funziona per ragioni che non hanno nulla a che vedere con la sua impedenza, seondo perchè l'andamento del RL può essere falsato dal circuito che adatta questa impedenza al valore nominale di linea, terzo perchè con valori di RL superiori a 10dB non c'è nulla di cui preoccuparsi.
Last but not least... potremmo avere un magnifico (e piatto) RL scegliendo un circuito di adattamento studiato allo scopo, ma questo circuito potrebbe avere grandi perdite e mascherare problemi seri dell'antenna, quali ad esempio scarsa direttività, oppure una Rr (resistenza di irradiazione) troppo bassa, ovvero una scarsa efficienza, con perdite che vanno ad impattare sul guadagno in modo sostanziale.
Poichè tutto quello che aveva senso dire a proposito del RL in un impianto ricevente è già stato detto, sia dal punto di vista teorico che pratico, chi ha dubbi su una certa antenna può organizzarsi il suo setup per testarla, consapevole che con un ponte reflettometrico (sia collegato ad un'analizzatore con tracking che ad uno scalare con generatore sweep) misurerà sempre e soltanto il ROS, non il guadagno nè la direttività o l'efficienza di un'antenna.:evil5:
;)
 
Ultima modifica:
Posso assicurarti che le strumentazioni nel nostro laboratorio sono di altissimo livello, e tutte le impostazioni le eseguo personalmente. D'altronde non tutti sanno interpretare la carta di Smith. Poi sai, nei corsi di laurea, qualcosa ti insegnano. :D
P.S. : Con 10 dB di Return Loss, i trasmettitori che utilizziamo, vanno in blocco. Per noi un Return Loss accettabile và dai 25 ai 34 dB, e gli strumenti per le verifiche necessitano di un'elevata dinamica ed un'alta qualità. ;)
 
Stiamo parlando di ricezione dove un RL di 10dB in antenna va già più che bene. Le protezioni del vswr per i trasmettitori qui non c'entrano, perchè le potenze in gioco sono risibili. Comunque, a parte il problema di andare a dissipare potenza inutilmente o rischiare avarie (quando le potenze in gioco sono elevate), anche per un trasmettitore, l'uso di un'antenna con ROS di 1:2 non modifica apprezzabilmente l'area di copertura.
Con la carta di smith, che non tutti gli ingegneri sanno usare (ce ne sono che se la cavano male anche con la legge di Ohm:icon_twisted:), non deduci nulla a proposito del guadagno e della direttività di un'antenna.
;)
 
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