Despre antenă / antenă dipolă cu jumătate de undă

 

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

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

Bazele dipolului cu jumătate de undă
Dipolul cu jumătate de undă este format dintr-un element conductor care este sârmă sau tub metalic care are o lungime de jumătate de undă electrică.  jumătate de val dipol este alimentat în mod normal în mijlocul unde impedanța cade la cel mai scăzut nivel. În acest fel, antena constă din alimentator conectat la două sferturi de elemente de lungime de undă în linie cu fiecare alte.

Trebuie amintit că lungimea dipolului de jumătate de undă este o jumătate de lungime de undă electrică pentru unda care călătorește în antenă dirijori. Aceasta este puțin mai scurtă decât lungimea echivalentă a valul care călătorește în spațiu liber pe măsură ce conductorii antenei afectează lungime de undă.


Nivelurile de tensiune și curent variază de-a lungul lungimii secțiunea radiantă a antenei. Acest lucru se întâmplă deoarece valurile staționare sunt montate pe lungimea elementului radiant.

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

Pe măsură ce punctul în care se măsoară aceste cantități se îndepărtează de capetele, se constată că acestea variază sinusoidal: tensiunea scade, dar curentul se ridică. Curentul atinge apoi un maxim iar tensiunea minimă la o lungime egală cu un sfert electric lungimea de undă de la capete. Deoarece este un dipol cu ​​jumătate de undă, acest punct apare în centru.

Impedanță de alimentare a dipolului cu jumătate de undă

Una dintre considerațiile majore cu orice antenă este alimentarea aranjamente - cum să transferați puterea de la alimentator / linia de transmisie în antena însăși. Potrivirea impedanței, echilibrat sau dezechilibrat și trebuie luate în considerare multe alte aspecte.

În multe aspecte, dipolul cu jumătate de undă este foarte ușor de alimentat.  alimentatorul este conectat în mod normal la punctul central este locul unde există un curent maxim și tensiune minimă. Acest lucru duce la antenă prezentând o impedanță redusă alimentatorului. Acest lucru este mult mai ușor alimentează deoarece tensiunile RF ridicate asociate cu impedanță ridicată aranjamentele pentru hrană pot prezenta multe probleme pentru hrănitoare și potrivire de unități.

 
Pentru o antenă dipol care are o lungime de jumătate de undă electrică, reactanțele inductive și capacitive se anulează reciproc la frecvența de rezonanță. Cu reactanța inductivă și capacitivă niveluri care se anulează reciproc, sarcina devine pur rezistivă iar acest lucru facilitează alimentarea antenei dipol cu ​​jumătate de undă.

Dipolul este o antenă echilibrată și, prin urmare, o alimentare echilibrată este necesară amenajarea. Acest lucru ar avea în mod normal nevoie de o formă de gemeni sau alimentator echilibrat de utilizat. Cu toate acestea, este posibil să se utilizeze coaxial alimentator dacă se folosește un balun (transformator echilibrat la neechilibrat).Alimentatorul coaxial prezintă o opțiune foarte atractivă atunci când impedanța meciul este bun și valurile staționare nu sunt prezente, și este, de asemenea mult mai ușor de asortat la o ieșire a emițătorului care ar putea dori doar vezi o sarcină rezistivă. Sarcinile care includ reactanțe duc la creșteri tensiunea nivelurilor de curent pe care transmițătorul nu le poate tolera.

Impedanța pentru o antenă dipol cu ​​jumătate de undă în spațiul liber este dipol 73 Ω, care prezintă o potrivire bună cu alimentatorul coaxial de 70Ω și acesta este unul dintre motivele pentru care coaxialul cu această impedanță a fost ales pentru mulți aplicatii.

Un dipol cu ​​jumătate de undă este adesea alimentat cu un alimentator de 50Ω. Antena prezintă adesea un meci foarte bun cu al său, deoarece apropierea de alte obiecte, cum ar fi Pământul, montarea antenei 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, atunci când proiectați și construiți un dipol real, o lungime mai exactă este Necesar.

Lungimea reală a dipolului cu jumătate de undă este puțin mai mică decât a jumătate de lungime de undă în spațiul liber din cauza unui număr de efecte asociat cu faptul că forma de undă RF este purtată în interiorul unui fir și, de asemenea, cel mai probabil nu în vid.

Calcule pentru lungimea antenei dipolare cu jumătate de undă ia în considerare elemente precum raportul grosimii sau diametrul conductorului la lungimea, constanta dielectrică a mediu în jurul elementului radiant și așa mai departe.

Citiți mai multe despre calculele lungimii dipolului
În unele cazuri, este necesar să scurtați lungimea unei jumătăți antenă dipolară de undă. Acest lucru poate fi realizat prin adăugarea unei încărcări inductor. Aceasta este plasată în elementul radiant. Funcționează pentru că antena dipol poate fi considerată ca un circuit rezonant format dintr-un condensator și inductor. Adăugarea inductanței suplimentare va reduce frecvența de rezonanță, adică o lungime dată a antenei va rezonează la o frecvență mai mică decât cea care ar fi posibilă nu există inductor. În acest fel este posibil să se scurteze lungimea antenei.

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

Model de radiație și directivitate dipol de jumătate de undă
Este posibil să se calculeze modelul de radiație și, prin urmare determina directivitatea.

După cum era de așteptat, directivitatea maximă a dipolului pe jumătate de undă arată radiația maximă în unghi drept față de radiatorul principal.

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

 

De asemenea, este posibil să vizualizați modelul de radiație în termeni de avion care se uită în jurul antenei dipol, adică în planul de tăiere dipolul în câmpul său de radiație maximă.

 
După cum se poate vedea, cu axa antenei în / din ecran, nivelul radiației este același în jurul antenei. Aceasta este de așteptat deoarece nu este nimic de deosebit de o direcție alta sau pentru a afecta radiația în direcții diferite în aceasta avionul.

Sfaturi practice
La dezvoltarea, proiectarea și instalarea unui dipol cu ​​jumătate de undă antena, există o serie de sfaturi și sfaturi generale care pot fi urmat pentru a asigura performanța optimă. Acestea sunt deasupra cele normale utilizate pentru instalarea antenei, de exemplu asigurarea înălțimea este optimă etc.

Utilizați alimentator echilibrat sau balun:   Antena dipol este echilibrată antenă. Prin urmare, este necesar să utilizați un alimentator echilibrat, sau dacă trebuie utilizat un alimentator coaxial, apoi trebuie folosit un balun - acolo sunt mai multe tipuri care pot fi construite cu ușurință.

Dipolul cu jumătate de undă nu este o jumătate de undă:   O antenă dipol cu ​​jumătate de undă este nu aceeași lungime ca o jumătate de lungime de undă în spațiul liber. Efecte finale înseamnă că lungimea reală necesară este puțin mai mică.

Secțiuni maxime actuale:   Se poate arăta că zonele antena în care curentul este maxim contribuie cel mai mult la 

radiații / recepție. Pentru a asigura cea mai eficientă operare, acestea zonele ar trebui să fie libere de obstacole și să li se ofere optimul poziția pentru radiații. Acest lucru este cel mai aplicabil pentru antenele utilizate pentru frecvențe mai joase unde lungimile sunt mult mai mari. Pentru VHF și UHF antene, unde antenele sunt mult mai scurte, toată lungimea este probabil ca dipolul să aibă o „vedere” similară. Pentru antenele HF, uneori centrul antenei poate fi menținut mai sus decât capetele și, prin urmare, au șanse mai mari de a radia mai bine un semnal.

Tensiunea maximă la capetele antenei:   Punctele de tensiune maximă sunt la capetele antenei. Dacă este utilizat pentru transmisie, asigurați-vă acestea nu pot fi atinse accidental și, de asemenea, se asigură că sunt izolat adecvat. Acest lucru este important atunci când se utilizează antene cu fir unde capetele sunt folosite ca puncte de ancorare. Acestea ar trebui, de asemenea, să fie departe de la obiecte din apropiere care pot acționa pentru a absorbi puterea și a dezacorda antenă.

Antena dipolară cu jumătate de undă este probabil cele mai utilizate forme a 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 parabolice reflectoare și multe altele.

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje