Một khoang RF bằng đồng như thế này có thể được dự kiến ​​hợp lý để có Q> 7000 không?

Bài báo Đo lực đẩy xung lực từ khoang tần số vô tuyến kín trong chân không (H. White et al, J. Sức đẩy & Sức mạnh, tháng 11 năm 2016, http://dx.doi.org/10.2514/1.B36120 ) đề cập đến một khoang đồng có hình dạng bất thường với cộng hưởng ở khoảng 1,94 GHz. Điều này được mô tả trong phần trích dẫn dưới đây. (đọc thêm: /space/tagged/emdrive )

Hình 4 cho thấy Q của khoang này là hơn 7.000 (7E + 03). Theo như tôi có thể nói, không có gợi ý nào về lớp phủ dẫn điện bất thường bên trong đồng.

Câu hỏi của tôi là về Q. cực kỳ cao. Tôi nghĩ trong số những người có kinh nghiệm với khoang đồng cộng hưởng ~ GHz có thể trả lời điều này dựa trên kinh nghiệm, mà không quá dựa trên ý kiến. Một khoang RF bằng đồng như thế này có thể được dự kiến ​​hợp lý để có Q> 7000 không?

Tôi tò mò - với công suất 50W, thứ tự của các điện trường cường độ bên trong sẽ như thế nào? kV / m? MV / m? Tôi có thể ngắt nó thành một câu hỏi riêng nếu cần thiết.

Một ví dụ về bất cứ thứ gì gần với cấu hình và Q có thể là cơ sở của câu trả lời "có" và ví dụ về bất cứ thứ gì gần với cấu hình, được tối ưu hóa cao và thậm chí không gần với Q có thể là cơ sở của câu trả lời "không".

B. Bài kiểm tra

Bài kiểm tra cộng hưởng RF là một vật liệu bằng đồng có đường kính trong là 27,9 cm ở đầu lớn, đường kính trong là 15,9 cm ở đầu nhỏ và chiều dài trục là 22,9 cm. Bài báo thử nghiệm chứa một đĩa polyetylen dày 5,4 cm với đường kính ngoài 15,6 cm được gắn vào mặt trong của đầu có đường kính nhỏ hơn của đầu. Một ăng ten vòng lặp 13,5 mm diam điều khiển hệ thống ở chế độ TM212 ở 1937 MHz. Do không có giải pháp phân tích cho các chế độ cộng hưởng của hình nón bị cắt cụt, nên việc sử dụng thuật ngữ TM212 mô tả một chế độ có hai nút theo hướng dọc trục và bốn nút theo hướng phương vị. Một ăng ten roi nhỏ cung cấp thông tin phản hồi cho hệ thống vòng khóa pha (PLL). Hình 3 cung cấp một sơ đồ khối của các yếu tố chính của bài kiểm tra.

ở trên: Hình 4 từ đây . Nhấp chuột phải để mở trong một cửa sổ riêng biệt để xem rõ ràng ở kích thước đầy đủ hoặc xem tại liên kết ban đầu.

ở trên: "Hình 14 Cấu hình lắp lực đẩy về phía trước (tản nhiệt là vật phẩm có vây màu đen giữa vật phẩm thử nghiệm và bộ khuếch đại)." từ đây

ở trên: "Hình 17 Cấu hình lắp lực đẩy Null, b) nhìn từ bên" từ đây

Bí quyết để có được khoang cộng hưởng vi sóng tốt Q là có một dây dẫn tốt, hoàn thiện trơn tru, căn chỉnh chính xác, ghép ánh sáng của tín hiệu đầu vào và thu nhận microphonic hạn chế.

Thiết kế trong hình có vẻ như đã bị giới hạn bởi microphonics và sau đó làm lại để loại bỏ chúng. Ví dụ, nó sử dụng tản nhiệt lớn thay vì quạt. Có vẻ như sự liên kết sẽ là một việc vặt thực sự!

Thông số kỹ thuật Q được tải cho Bộ cộng hưởng xi lanh phân chia Keysight là> 20.000 tại 10 GHz. Nếu bạn nhìn vào một trong các nửa cộng hưởng, bạn sẽ thấy chính mình trong bề mặt gương hoàn thiện. Bộ cộng hưởng được mạ vàng và quay kim cương chính xác . Các bộ phận trông tốt đến nỗi họ đã sử dụng nhựa trong cho vỏ nhạc cụ! Rất khác thường đối với thiết bị Keysight.

Dưới đây là thông tin cơ bản hơn về Bộ cộng hưởng tách xi lanh, trong trường hợp có ai quan tâm:

Việc căn chỉnh được thực hiện với giá treo động học, tương tự như cách điều chỉnh gương kính viễn vọng. Các nửa cộng hưởng sau đó có thể được điều chỉnh qua lại, trong khi duy trì sự liên kết. Một mẫu đo được đặt trong khoảng trống. Mẫu thay đổi tần số Q và cộng hưởng của bộ cộng hưởng. Điều này, cùng với Bộ phân tích mạng, cho phép đo hằng số và tổn thất điện môi mẫu. Độ chính xác của phép đo điện môi phụ thuộc vào việc có bộ cộng hưởng Q cao.

Dưới đây là thông tin cụ thể về bề mặt hoàn thiện từ bảng dữ liệu: "Xi lanh là kim cương chính xác được mạ Al 6061-T6 bằng 0,5 mm Cu, 0,25 mm PdNi và 2,0 mm Au."

Tiết lộ đầy đủ: Tôi đang nói cho chính mình, không phải Keysight, mặc dù tôi làm việc ở đó.

$10^6$$10^{12}$

Việc tính toán năng lượng được lưu trữ trong một hốc hình nón bị cắt cụt là không cần thiết và đòi hỏi phải tích hợp các điện trường ngang và điện trường ngang, được tính toán cho một hình học nhất định sử dụng các phương trình Maxwell. Làm thế nào để làm như vậy là vượt quá phạm vi của câu hỏi này, nhưng có một bộ giải pháp và phương trình vi phân tuyệt vời cho một hình nón cắt ngắn (không hoàn toàn giống như thế này, nhưng đủ gần) ở đây . Trong thực tế, toàn bộ trang đó chỉ là một bài viết tuyệt vời về chủ đề này và tôi chân thành giới thiệu nó cho bất cứ ai quan tâm đến việc làm bẩn với toán học.

Chúng ta hãy làm một điều dễ dàng, một khoang cộng hưởng là một hình trụ đơn giản. Nó không phải là một sự thay thế hoàn toàn khủng khiếp cho một hình nón bị cắt cụt, tôi nghĩ rằng bạn đồng ý.

Yếu tố Q cho một khoang như vậy là:

và tôi đã bị ợ nóng vì vậy tôi sẽ làm những gì bất kỳ kỹ sư nào sẽ làm và sử dụng phép tính gần đúng đơn giản hơn nhiều! Người ta có thể chỉ ra rằng một khoang cộng hưởng sẽ có Q theo thứ tự độ lớn:

$\delta$ là độ sâu của da ở tần số cộng hưởng trong câu hỏi và V và A là thể tích và diện tích bề mặt của khoang. Nói cách khác, tỷ lệ thể tích của một khoang với diện tích bề mặt sẽ thiết lập một phạm vi các yếu tố Q khá hẹp mà một khoang, bất kể hình học chính xác, có thể có.

Bây giờ, rõ ràng là tạo ra một khoang hình trụ đơn giản bằng đồng với Q trên 7000, giống như giữa 10.000 và 100.000. 7000 thực sự có vẻ thấp bất thường đối với một khoang có hình dạng giống như trong ảnh. Ở độ sâu của da, độ mịn và không hoàn hảo của bề mặt trở thành mối quan tâm, vì vậy nếu chất lượng bề mặt bên trong là xấu, điều này có thể khiến Q giảm đáng kể.

Dù sao, để trả lời câu hỏi không được nêu ra ở đây, đó là cách thứ này tạo ra lực đẩy .... tốt, nó hoàn toàn không phải là bất an. Nó dường như chính xác là cường độ phù hợp cho lực đẩy dự kiến ​​do bức xạ nhiệt không đều , như có thể thấy bằng cách viết lên tôi đã liên kết trước đó. Điều này không tạo ra lực đẩy, và nó sẽ hoạt động trong chân không. Thật không may, thuyết tương đối thi hành một giới hạn khá thất vọng về lực đẩy trên mỗi sức mạnh.

Ổ đĩa này sẽ không bao giờ sản xuất nhiều hơn micronewton mỗi kirlatt. Điều này làm cho nó trở thành phương tiện không hiệu quả và không thực tế nhất của lực đẩy không gian có sẵn, khối lượng phản ứng hoặc không. Và nó sẽ không trở nên tốt hơn. Ít nhất, đó là kết luận mà tôi đã rút ra, nhưng tôi rất muốn được chứng minh là sai.