Ce este Antena Dipole Half Wave / Aeriană?

Antena dipol cu ​​jumătate de undă, a antenei dipol cu ​​jumătate de undă este cea mai utilizată versiune a antenei dipol populare.

Dipolul cu jumătate de undă este cea mai populară versiune a antenei dipolului sau antenei.

După cum sugerează și numele, dipolul cu jumătate de undă are o lungime de undă pe jumătate. Aceasta este cea mai scurtă lungime rezonantă care poate fi utilizată pentru un dipol rezonant. De asemenea, are un model de radiații foarte convenabil.

Bazele dipolului cu jumătate de undă
Dipolul cu jumătate de undă este format dintr-un element conductor care este o sârmă sau un tub metalic care are o lungime de undă electrică lungă. Dipolul cu jumătate de undă este alimentat în mod normal la mijloc, unde impedanța scade la cea mai mică. În acest fel, antena este formată din alimentatorul conectat la două elemente de lungime de undă de sfert în linie una cu cealaltă.

Trebuie amintit că lungimea dipolului cu jumătate de undă este o jumătate de lungime de undă electrică pentru unda care circulă în conductoarele de antenă. Aceasta este puțin mai scurtă decât lungimea echivalentă a unei unde care se deplasează în spațiul liber, deoarece conductorii de antenă afectează lungimea de undă.

Antenă dipolică de bază cu jumătate de undă care arată lungimea dipolului în raport cu lungimea de undă.

Antena dipol de bază cu jumătate de undă

Nivelurile de tensiune și curent variază de-a lungul secțiunii de radiație a antenei. Acest lucru se întâmplă deoarece undele în picioare sunt configurate de-a lungul lungimii elementului care radiază.

Deoarece capetele sunt deschise, curentul în aceste puncte este zero, dar tensiunea este la maxim.

Pe măsură ce aceste cantități sunt măsurate se îndepărtează de capete, se constată că acestea variază sinusoidal: tensiunea scade, dar curentul crește. Curentul atinge apoi un maxim și tensiunea o minimă la o lungime egală cu un sfert de lungime de undă electrică de la capete. Întrucât este un dipol cu ​​jumătate de undă, acest punct apare în centru.

Impedanță de alimentare a dipolului cu jumătate de undă
Una dintre considerentele majore ale oricărei antene o reprezintă aranjamentele de alimentare - cum să transferați energia din alimentatorul / linia de transmisie în antena propriu-zisă. Potrivirea impedimentelor, echilibrată sau dezechilibrată și multe alte aspecte trebuie luate în considerare.

În multe aspecte, dipolul cu jumătate de undă este foarte ușor de hrănit. În mod normal, alimentatorul este conectat la punctul central, acolo unde există un maxim curent și o tensiune minimă. Acest lucru duce la antena prezentând o impedanță scăzută la alimentator. Aceasta este mult mai ușor de alimentat, deoarece tensiunile ridicate de RF asociate cu reglajele de alimentare cu impedanță ridicată pot prezenta multe probleme alimentatoarelor și unităților de potrivire.

Forme de undă de curent și tensiune pe un dipol cu ​​jumătate de undă.

Forme de undă de curent și tensiune pe un dipol cu ​​jumătate de undă

Pentru o antenă dipol care are o lungime de undă electrică de jumătate lungă, reacțiile inductive și capacitive se anulează reciproc la frecvența de rezonanță. Datorită faptului că nivelurile de reactanță inductivă și capacitivă se anulează reciproc, sarcina devine pur rezistivă și acest lucru face mult mai ușoară alimentarea antenei dipolului cu undă.

Dipolul este o antenă echilibrată și, prin urmare, este necesar un aranjament de alimentare echilibrat. În mod normal, aceasta ar avea nevoie de o formă de hrănitor dublu sau echilibrat pentru a fi utilizată. Cu toate acestea, este posibil să se folosească alimentatorul coaxial dacă se utilizează un balun (transformator echilibrat până la dezechilibrat).

Alimentatorul coaxial prezintă o opțiune foarte atractivă atunci când potrivirea impedanței este bună și undele permanente nu sunt prezente și este, de asemenea, mult mai ușor să se potrivească cu o ieșire a emițătorului, care poate dori doar să vadă o sarcină rezistivă. Sarcinile care includ reactanțe duc la o tensiune mai ridicată a nivelurilor de curent pe care transmițătorul nu le poate tolera.

Impedanța pentru o antenă dipol cu ​​jumătate de undă în spațiul liber este dipolul 73 Ω, ceea ce prezintă o potrivire bună cu alimentatorul coaxial de 70Ω și acesta este unul dintre motivele pentru care coaxul cu această impedanță a fost ales pentru multe aplicații.

Un dipol cu ​​jumătate de undă este adesea alimentat cu un alimentator de 50Ω. Antena prezintă adesea o potrivire foarte bună cu a lui, deoarece proximitatea altor obiecte, cum ar fi Pământul, montarea antenelor etc. înseamnă că impedanța este coborâtă sub 73Ω pe care o prezintă în spațiul liber.

Lungime dipol jumătate val
Deși numele dipolului dă lungimea sa aproximativă, la proiectarea și construirea unui dipol real, este necesară o lungime mai exactă.

Lungimea reală a dipolului cu jumătate de undă este puțin mai scurtă decât jumătatea lungimii de undă în spațiul liber, din cauza unui număr de efecte asociate cu faptul că forma de undă RF este purtată într-un fir și, de asemenea, cel mai probabil nu în vid.

Calculele pentru lungimea antenei dipolului cu jumătate de undă țin cont de elemente precum raportul dintre grosimea sau diametrul conductorului și lungimea, constanta dielectrică a mediului din jurul elementului radiant și așa mai departe.

În unele cazuri, este necesar să se scurteze lungimea unei antene dipol de undă cu jumătate de undă. Acest lucru poate fi obținut prin adăugarea unui inductor de încărcare. Aceasta este plasată în elementul radiant. Funcționează deoarece antena dipolă poate fi considerată un circuit rezonant format dintr-un condensator și un inductor. Adăugarea unei inductanțe suplimentare va scădea frecvența de rezonanță, adică o lungime de antenă dată va răsuna la o frecvență mai mică decât cea care ar fi posibilă dacă nu ar fi prezent niciun inductor. În acest fel este posibilă scurtarea lungimii antenei.

Acest principiu poate fi utilizat pentru orice formă de antenă și este adesea utilizat acolo unde spațiul este o considerație majoră.

Model de radiație și directivitate dipol de jumătate de undă

Este posibil să se calculeze modelul de radiații și, prin urmare, să se determine directivitatea.

După cum se poate aștepta, directivitatea maximă a dipolului cu jumătate de undă arată radiația maximă în unghi drept față de radiatorul principal.

În alte unghiuri, unghiul θ din formula dipolului cu jumătate de undă de mai sus poate fi utilizat pentru a determina rezistența câmpului.

Schema polară dipol cu ​​jumătate de undă și model de radiații.

Diagrama polară a dipolului cu jumătate de undă

De asemenea, este posibil să vizualizați modelul de radiații în termeni de plan care privește în jurul antenei dipolului, adică în planul care taie dipolul în câmpul său de radiație maximă.

Diagrama polară dipolă în unghiurile dreptului față de axa antenei.

Model de radiații cu axa antenei în / din ecran

După cum se poate observa, cu axa antenei intrată / ieșită de pe ecran, nivelul radiațiilor este același în jurul antenei. Acest lucru este de așteptat, deoarece nu există nimic care să distingă o direcție de alta sau să afecteze radiațiile în direcții diferite din acest plan.

Sfaturi practice
Când dezvoltați, proiectați și instalați o antenă dipolă cu jumătate de undă, există o serie de indicii și sfaturi generale care pot fi urmate pentru a asigura performanța optimă. Acestea sunt peste cele utilizate pentru instalarea antenei, de exemplu, asigurarea înălțimii este optimă etc.

* Utilizați un alimentator sau balun echilibrat:   
Antena dipol este o antenă echilibrată. Prin urmare, este necesar să se utilizeze un alimentator echilibrat sau dacă este necesar să se utilizeze un alimentator coaxial, atunci trebuie utilizat un balun - există mai multe tipuri care pot fi construite cu ușurință.

* Dipol de jumătate de undă nu este o jumătate de undă: o antenă dipol de jumătate de undă nu are aceeași lungime ca o jumătate de lungime de undă în spațiul liber. Efectele finale înseamnă că lungimea reală necesară este puțin mai mică.

* Secțiuni maxime actuale:   

Se poate demonstra că zonele antenei în care curentul este maxim contribuie cel mai mult la radiații / recepție. Pentru a asigura funcționarea cea mai eficientă, aceste zone ar trebui să fie libere de obstacole și să li se ofere poziția optimă pentru radiații. 

Acest lucru este cel mai aplicabil pentru antenele utilizate pentru frecvențe mai mici, unde lungimile sunt mult mai lungi. Pentru antenele VHF și UHF, unde antenele sunt mult mai scurte, întreaga lungime a dipolului este probabil să aibă o „vedere” similară. Pentru antenele HF, uneori centrul antenei poate fi păstrat mai înalt decât capetele și, prin urmare, are o șansă mai bună de a radia mai bine un semnal.

* Tensiunea maximă la antena se termină:   

Punctele de tensiune maximă sunt la capetele antenei. Dacă sunt utilizate pentru transmisie, asigurați-vă că acestea nu pot fi atinse din greșeală și asigurați-vă că sunt izolate în mod adecvat. Acest lucru este important atunci când utilizați antene cu fir unde capetele sunt utilizate ca puncte de ancorare. 

Acestea ar trebui să fie, de asemenea, departe de obiectele din apropiere, care pot acționa pentru a absorbi puterea și a dezafecta antena.

Antena dipol cu ​​jumătate de undă este, probabil, cele mai utilizate forme ale dipolului - chiar și cea mai utilizată formă de antenă. Este simplu, eficient și poate fi încorporat ca element condus în multe alte forme de antenă de la antenele Yagi la reflectoarele parabolice și multe altele.

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje