Mikä on puoliaaltotyyppiantenni / antenni?

Puoliaallon dipoliantenni, puoliaallon dipoliantenni on yleisimmin käytetty versio suositusta dipoliantennista.

Puoliaalto-dipoli on dipoliantennin tai antennin suosituin versio.

Kuten nimestä voi päätellä, puoliaallon dipoli on puoliaallonpituus. Tämä on lyhin resonanssipituus, jota voidaan käyttää resonoivassa dipolissa. Sillä on myös erittäin kätevä säteilykuvio.

Puoliaallon dipolin perusteet
Puoliaalto-dipoli muodostetaan johtavasta elementistä, joka on lanka tai metalliputki, joka on sähköinen puoliaallonpituus. Puoliaallon dipoli syötetään normaalisti keskelle, missä impedanssi laskee alimpaan. Tällä tavalla antenni koostuu syöttölaitteesta, joka on kytketty kahteen neljännes-aallonpituuselementtiin toistensa kanssa.

On syytä muistaa, että puoliaallon dipolin pituus on antennin johtimissa kulkevan aallon sähköinen puoliaallonpituus. Tämä on hiukan lyhyempi kuin vapaassa tilassa kulkevan aallon vastaava pituus, koska antennijohtimet vaikuttavat aallonpituuteen.

Puoliaallon dipoliantenni, joka näyttää dipolin pituuden aallonpituuteen nähden.

Peruspuoliaalto dipooliantenni

Jännite- ja virtatasot vaihtelevat antennin säteilevän osan pituuden mukaan. Tämä tapahtuu, koska seisovat aallot on asetettu säteilevän elementin pituudelle.

Koska päät ovat avoimia, virtapiiri näissä kohdissa on nolla, mutta jännite on maksimissaan.

Kun pisteitä, joissa nämä suureet mitataan, siirtyy päistä, havaitaan, että ne vaihtelevat sinimuotoisesti: jännite laskee, mutta virta nousee. Tällöin virta saavuttaa maksimiarvon ja minimijännitteen pituudella, joka on yhtä suuri kuin sähköinen neljänneksen aallonpituus päistä. Koska kyse on puoliaallon dipolista, tämä kohta esiintyy keskellä.

Puoliaallon dipolin syöttöimpedanssi
Yksi tärkeimmistä näkökohdista minkä tahansa antennin suhteen on syöttöjärjestelyt - kuinka siirtää virtaa syöttölaitteelta / siirtolinjalta itse antenniin. Impedanssin sovittaminen, tasapainoinen tai epätasapainoinen ja monet muut näkökohdat on otettava huomioon.

Puoliaalto-dipoli on monessa suhteessa erittäin helppo syöttää. Syöttölaite on normaalisti kytketty keskipisteeseen, missä on virran maksimimäärä ja jännite minimi. Tämän seurauksena antenni tuottaa syöttölaitteelle pienen impedanssin. Tämä on paljon helpompaa syöttää, koska korkean impedanssin syöttöjärjestelyihin liittyvät korkeat RF-jännitteet voivat aiheuttaa monia ongelmia syöttölaitteille ja vastaaville yksiköille.

Virran ja jännitteen aaltomuodot puoliaallon dipolissa.

Virran ja jännitteen aaltomuodot puoliaallon dipolissa

Dipoliantennille, joka on sähköisen puoliaallonpituuden omaava, induktiiviset ja kapasitiiviset reaktanssit poistavat toisiaan resonanssitaajuudella. Kun induktiivinen ja kapasitiivinen reaktanssitaso eliminoivat toisiaan, kuormasta tulee puhtaasti resistiivinen ja tämä tekee puoliaallon dipoliantennin syöttämisestä paljon helpompaa.

Dipoli on tasapainotettu antenni, ja siksi vaaditaan tasapainoinen syöttöjärjestely. Tämän käyttäminen vaatii normaalisti kaksois- tai tasapainoisen syöttölaitteen. Koaksiaalisyöttöä voidaan kuitenkin käyttää, jos käytetään palloa (tasapainotettu tai epätasapainoinen muuntaja).

Koaksiaalinen syöttölaite on erittäin houkutteleva vaihtoehto, kun impedanssin vastaavuus on hyvä ja seisovia aaltoja ei ole läsnä, ja se on myös paljon helpompi sovittaa lähettimen lähtöön, joka ehkä haluaa nähdä vain resistiivisen kuorman. Kuormitukset, jotka sisältävät reaktansseja, johtavat suurempaan jännitteeseen virustasoilla, joita lähetin ei ehkä kykene sietämään.

Puoliaaltoisen dipoliantennin impedanssi vapaassa tilassa on dipoli 73 Ω, mikä edustaa hyvää vastinetta 70Ω koaksiaalisyöttölaitteelle ja tämä on yksi syy, miksi koaksiaali tämän impedanssin kanssa valittiin moniin sovelluksiin.

Puoliaallon dipoli syötetään usein 50 a: n syöttölaitteella. Antenni edustaa usein erittäin hyvää ottelua, koska muiden esineiden, kuten maan, läheisyys, antennin kiinnitys jne. Tarkoittaa, että impedanssi on laskenut sen vapaassa tilassa esittämän 73Ω alapuolelle.

Puoliaallon dipolin pituus
Vaikka dipolin nimi antaa sen likimääräisen pituuden, todellisen dipolin suunnittelussa ja rakentamisessa tarvitaan tarkempi pituus.

Puoli-aalto-dipolin todellinen pituus on hiukan lyhyempi kuin puoli-aallonpituus vapaassa tilassa, johtuen useista vaikutuksista, jotka liittyvät siihen tosiasiaan, että RF-aaltomuoto kuljetetaan johtimen sisällä ja myös todennäköisimmin ei tyhjiössä.

Puoliaalto-dipoliantennin pituuslaskelmat ottavat huomioon elementit, kuten johtimen paksuuden tai halkaisijan suhde pituuteen, väliaineen dielektrisyysvakion säteilevän elementin ympärillä ja niin edelleen.

Joissakin tapauksissa on tarpeen lyhentää puoliaallon dipoliantennin pituutta. Tämä voidaan saavuttaa lisäämällä kuormituskeru. Tämä on sijoitettu säteilevään elementtiin. Se toimii, koska dipoliantennia voidaan pitää resonanssipiirinä, joka koostuu kondensaattorista ja induktorista. Lisäinduktanssin lisääminen pienentää resonanssitaajuutta, ts. Annettu antennin pituus resonoi alemmalla taajuudella kuin mikä olisi mahdollista, jos induktoria ei olisi läsnä. Tällä tavalla on mahdollista lyhentää antennin pituutta.

Tätä periaatetta voidaan käyttää kaikissa antennimuodoissa, ja sitä käytetään usein silloin, kun tila on tärkeä tekijä.

Puoliaaltodipolisäteilykuvio ja suuntaavuus

On mahdollista laskea säteilykuvio ja siten määrittää suuntaavuus.

Kuten voidaan odottaa, suurin puoliaallon dipolisuuntaus näyttää suurimman säteilyn oikeassa kulmassa päälämpöpatteriin nähden.

Muissa kulmissa kulmaa θ yllä olevassa puoliaallon dipolikaavassa voidaan käyttää kenttävoimakkuuden määrittämiseen.

Puoliaallon dipolin napakaavio ja säteilykuvio.

Puoliaallon dipolin napakaavio

Säteilykuviota on myös mahdollista tarkastella tason suhteen, joka etsii dipoliantennin ympärille, ts. Tasoon, joka leikkaa dipolin maksimisäteilykenttään.

Dipoli-napakaavio suorakulmassa antennin akseliin nähden.

Säteilykuvio antennin akselilla näytöllä / näytön ulkopuolella

Kuten voidaan nähdä, antennin akselin ollessa näytössä tai näytön ulkopuolella, säteilytaso on sama kaikkialla antennissa. Tämä on odotettavissa, koska mikään ei erota suuntaa toisesta tai vaikuta säteilyyn eri suuntiin tällä tasolla.

Käytännön vinkkejä
Puoliaalto-dipooliantennia kehitettäessä, suunniteltaessa ja asennettaessa on olemassa useita yleisiä neuvoja ja vinkkejä, joita voidaan noudattaa optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi. Ne ovat antennin asennuksessa käytettyjen normaalien yläpuolella, esimerkiksi varmistamalla optimaalinen korkeus jne.

* Käytä tasapainoista syöttölaitetta tai balunia:   
Dipoliantenni on tasapainotettu antenni. Siksi on välttämätöntä käyttää tasapainoista syöttölaitetta, tai jos on käytettävä koaksiaalista syöttölaitetta, on käytettävä palloa - on useita tyyppejä, jotka voidaan helposti rakentaa.

* Puoliaallodipoli ei ole puoliaalto: Puoliaallodipoliantenni ei ole yhtä pitkä kuin puoliaallonpituus vapaassa tilassa. Loppuvaikutukset tarkoittavat, että todellinen vaadittu pituus on hieman lyhyempi.

* Nykyiset enimmäisosat:   

Voidaan osoittaa, että antennin alueet, joilla virta on suurin, vaikuttavat eniten säteilyyn / vastaanottoon. Tehokkaimman toiminnan takaamiseksi näillä alueilla ei tulisi olla esteitä, ja niille olisi annettava optimaalinen sijainti säteilylle. 

Tämä pätee parhaiten antenneihin, joita käytetään alemmilla taajuuksilla, joissa pituudet ovat paljon pitkiä. VHF- ja UHF-antenneilla, joissa antennit ovat hyvin lyhyempiä, dipolin koko pituudella on todennäköisesti samanlainen 'näkymä'. HF-antennien kohdalla antennin keskusta voidaan joskus pitää korkeampana kuin päät, ja siksi sillä on paremmat mahdollisuudet säteillä signaalia paremmin.

* Jännitteen maksimi antennin päissä:   

Suurimman jännitteen kohdat ovat antennin päissä. Jos niitä käytetään siirtoon, varmista, että niitä ei voida vahingossa koskettaa, ja varmista myös, että ne on eristetty riittävästi. Tämä on tärkeää käytettäessä lanka-antenneja, joissa päitä käytetään kiinnityspisteinä. 

Niiden tulisi olla myös kaukana lähellä olevista esineistä, jotka voivat absorboida virtaa ja himmentää antennia.

Puoliaalto-dipoliantenni on mahdollisesti dipolin yleisimmin käytetty muoto - jopa antennin yleisimmin käytetty muoto. Se on yksinkertainen, tehokas ja voidaan sisällyttää vetoelementiksi moniin muihin antennimuotoihin Yagi-antenneista parabolisiin heijastimiin ja moniin muihin.

Jätä viesti 

viestiluettelo