Про напівхвильову дипольну антену / антену

 

Напівхвильовий диполь - найпопулярніша версія диполя антена або антена.

Як випливає з назви, напівхвильовий диполь має довжину напівхвилі. Це найкоротша резонансна довжина, яку можна використовувати для резонансу дипольний. Він також має дуже зручну діаграму випромінювання.

Напівхвильові основи диполя
Напівхвильовий диполь утворений з провідного елемента, який є дріт або металева трубка, яка має довжину електричної половини довжини хвилі.  напівхвильовий диполь зазвичай подається посередині, де знаходиться повний опір падає до найнижчого. Таким чином, антена складається з живильника з'єднані з двома чверть елементами довжини хвилі на одній лінії з кожною інший.

Слід пам'ятати, що довжина напівхвильового диполя становить електрична половина довжини хвилі для хвилі, що рухається в антені провідники. Це трохи коротше, ніж еквівалентна довжина a хвиля, що рухається у вільному просторі, коли провідники антени впливають на довжина хвилі.


Рівні напруги та струму змінюються по довжині випромінююча секція антени. Це відбувається через стоячі хвилі встановлюються по довжині випромінюючого елемента.

Оскільки торці розімкнуті, струм у цих точках дорівнює нулю, але напруга максимальна.

Коли точка вимірювання цих величин віддаляється кінців, виявляється, що вони змінюються в синусоїдальному напрямку: напруга падає, але струм зростає. Тоді сила струму досягає максимуму а напруга мінімальна на довжині, що дорівнює електричній чверті довжина хвилі від кінців. Оскільки це напівхвильовий диполь, ця точка відбувається в центрі.

Половинчастий дипольний імпеданс подачі

Одне з головних міркувань щодо будь-якої антени - це подача механізми - як передавати потужність від фідера / лінія передачі в саму антену. Відповідність імпедансу, збалансованим або незбалансованим та багатьма іншими аспектами, які слід враховувати.

У багатьох аспектах напівхвильовий диполь дуже легко подавати.  живильник зазвичай підключений до центральної точки, де є максимум струму та мінімум напруги. Це призводить до антени подаючи низький імпеданс до подавача. Це набагато простіше подача через високі радіочастотні напруги, пов'язані з високим імпедансом домовленості з кормами можуть створювати багато проблем для годівниць та узгодження одиниць.

 
Для дипольної антени, яка має довжину електричної половини довжини хвилі, індуктивні та ємнісні реактиви відміняють один одного при резонансна частота. З індуктивним та ємнісним реактивним опором рівні, що виключають один одного, навантаження стає суто резистивною і це значно полегшує живлення напівхвильової дипольної антени.

Диполь є збалансованою антеною і, отже, збалансованою подачею необхідна домовленість. Зазвичай для цього потрібна форма близнюка або використовується збалансована годівниця. Однак можна використовувати коаксіальний живильник, якщо використовується балун (збалансований до незбалансований трансформатор).Коаксіальний живильник представляє дуже привабливий варіант при імпедансі матч хороший, а стоячих хвиль немає, і він також є набагато легше підібрати до виходу передавача, який може лише захотіти див. резистивне навантаження. Навантаження, що включають реактивні сили, призводять до підвищення напруга рівнів струму, які передавач може бути не в змозі терпіти.

Опір для напівхвильової дипольної антени у вільному просторі є дипольним 73 Ом, що добре відповідає коаксіальному живильнику 70 Ом, і це одна з причин, чому коаксиал з цим імпедансом був обраний для багатьох додатків.

Напівхвильовий диполь часто подається на живлення 50 Ом. Антена часто представляє дуже вдалий матч до його, тому що близькість інші об'єкти, такі як Земля, кріплення антени тощо, означає, що опір опускається нижче 73 Ом, який він представляє у вільному просторі.

Діпольна довжина напівхвилі
Хоча назва диполя віддає його приблизну довжину, при проектуванні та побудові справжнього диполя точніша довжина необхідний

Фактична довжина напівхвильового диполя трохи коротша за половина довжини хвилі у вільному просторі через низку ефектів пов'язане з тим, що ВЧ-форма хвилі несеться в межах дроту, а також, швидше за все, не у вакуумі.

Розрахунки для довжини напівхвильової дипольної антени враховувати такі елементи, як співвідношення товщини або діаметр провідника до довжини, діелектрична проникність середовище навколо випромінюючого елемента тощо.

Детальніше про розрахунки довжини диполя
У деяких випадках необхідно скоротити довжину в половину хвильова дипольна антена. Цього можна досягти, додавши навантаження індуктор. Це розміщено в випромінюючому елементі. Це працює, тому що дипольну антену можна розглядати як резонансний контур що складається з конденсатора та індуктивності. Додавання додаткової індуктивності зменшить резонансну частоту, тобто задана довжина антени буде резонувати з меншою частотою, ніж та, яка була б можливою відсутній індуктор. Таким чином можна скоротити довжина антени.

Цей принцип може бути використаний для будь-якої форми антени і часто використовується використовується там, де космос є головним фактором.

Половина хвилі дипольного випромінювання та спрямованість
Можна розрахувати діаграму випромінювання і, отже, визначити спрямованість.

Як і слід було очікувати, максимальна напівхвильова дипольна спрямованість показує максимальне випромінювання під прямим кутом до основного випромінювача.

За інших кутів - кут θ у формулі напівхвильового диполя вище може використовуватися для визначення напруженості поля.

 

Також можна переглянути діаграму випромінювання з точки зору площина, яка озирає дипольну антену, тобто в площині різання диполь в його полі максимального випромінювання.

 
Як видно, з віссю антени в / поза екраном, рівень випромінювання однаковий навколо антени. Це є можна очікувати, оскільки немає чого відрізнити один напрямок інший або впливати на випромінювання в різних напрямках при цьому літак.

Практичні поради
При розробці, проектуванні та установці напівхвильового диполя антена, існує ряд загальних підказок та підказок, які можуть бути для забезпечення оптимальних характеристик. Вони вище звичайні, що використовуються для установки антени, наприклад забезпечення висота оптимальна тощо.

Використовуйте збалансовану годівницю або балун:   Дипольна антена є збалансованою антена. Тому необхідно використовувати збалансовану годівницю, або якщо потрібно використовувати коаксіальний живильник, тоді потрібно використовувати балун - там є кілька типів, які можна легко побудувати.

Напівхвильовий диполь - це не напівхвиля:   Напівхвильова дипольна антена є не такої ж довжини, як половина довжини хвилі у вільному просторі. Кінцеві ефекти означають, що фактична необхідна довжина трохи коротша.

Поточні максимальні розділи:   Можна показати, що райони антена, де сила струму максимальна, найбільше сприяє 

випромінювання / прийом. Щоб забезпечити найбільш ефективну операцію, це райони повинні бути вільними від перешкод і надавати їм оптимум положення для випромінювання. Це найбільш застосовне для використовуваних антен для нижчих частот, де довжини набагато довші. Для УКВ та УВЧ антени, де антени набагато коротші, на всю довжину дипол, швидше за все, має схожий "погляд". Для ВЧ антен іноді центр антени може триматися вище кінців і тому мають більше шансів випромінювати сигнал краще.

Максимуми напруги на антені закінчуються:   Точки максимальної напруги знаходяться на кінцях антени. Якщо використовується для передачі, переконайтеся їх не можна випадково торкнутися, а також переконайтеся, що вони є адекватно утеплені. Це важливо при використанні дротових антен де кінці використовуються як опорні точки. Вони також повинні бути далеко від сусідніх предметів, які можуть діяти, щоб поглинути силу та знешкодити антеною.

Напівхвильова дипольна антена є, мабуть, найбільш широко використовуваними формами диполя - навіть найпоширеніша форма антени. це є простий, ефективний і може бути включений як керований елемент в багато інших форм антен від антен Yagi до параболічних відбивачі та багато іншого.

Залишити повідомлення 

список повідомлень