Tietoja taitetusta dipoliantennista / antennista

Perusdipoliantennia tai antennia käytetään laajalti perusmuodossaan. Useissa olosuhteissa muunnos tähän, jota kutsutaan taitetuksi dipoliantenniksi, tarjoaa useita etuja.

Taitettua dipoliantennia tai taitettua dipoliantennia käytetään laajalti, ei pelkästään yksinään, vaan myös ohjattavana elementtinä muissa antenneissa, kuten Yagi-antennissa ja monissa muissa antennityypeissä.

Taitetut dipoliantennin perusteet

Taitettu dipoliantenni koostuu perusdipolista, mutta lisätty johdin yhdistää molemmat päät yhteen. Tämä muodostaa langan "silmukan", joka on oikosulku DC: hen. Koska päät näyttävät olevan taittuneet taaksepäin, antennia kutsutaan taitetuksi dipoliantenniksi.

Taitetun dipoliantennin perusmuoto on esitetty alla. Kuten perusdipoli, taitettu dipoliantenni on tasapainoinen antenni, ja sitä on syötettävä tasapainotetulla syöttölaitteella. Epätasapainoisia syöttölaitteita voidaan käyttää edellyttäen, että käytetään balunia (epätasapainosta tasapainotettuun muuntajaan).

Taitetun dipoliantennin lisäosa valmistetaan usein käyttämällä lankaa tai tankoa, jonka halkaisija on sama kuin perusdipoliosan. Näin ei kuitenkaan aina ole.

Myös johdot tai tangot ovat tyypillisesti tasaisesti toisistaan ​​rinnakkaisten elementtien pituudelta. Tämä voidaan saavuttaa monin tavoin. Usein VHF- tai UHF-antenneille elementtien jäykkyys on riittävä, mutta matalilla taajuuksilla voidaan joutua käyttämään välikkeitä. Pidä johdot erillään. On selvää, että jos niitä ei eristetä, on välttämätöntä pitää ne oikosulussa. Joissakin tapauksissa voidaan käyttää litteää syöttölaitetta.

Yksi tärkeimmistä syistä taitetun dipoliantennin käyttämiseen on sen aikaansaama syöttöimpedanssin kasvu. Jos päädipolin ja toisen tai "taitettavan" johtimen halkaisija on sama, havaitaan, että syöttöimpedanssissa on nelinkertainen (eli kahden neliön) kasvu. Vapaassa tilassa tämä lisää syöttöimpedanssia 73Ω: sta noin 300Ω ohmiin. Lisäksi RF-antennilla on laajempi kaistanleveys.

Taitettu dipoliimpedanssin kasvuteoria
On mahdollista perustella, miksi taitetun dipoliantennin impedanssi kasvaa nelinkertaisesti.

Tavallisessa dipoliantennissa johtimia pitkin virtaavat virrat ovat vaiheittaisia, minkä seurauksena kenttiä ei peruuteta ja seurauksena on säteily tai signaali.

Kun toinen johdin lisätään taitetun dipoliantennin valmistamiseksi, tätä voidaan pitää jatkeena normaalille dipolille, kun päät on taitettu taaksepäin vastakkain. Tämän seurauksena uuden osan virrat virtaavat samaan suuntaan kuin alkuperäisessä dipolissa. Molempien puoliaaltojen pitkin kulkevat virrat ovat siis vaiheessa ja antenni säteilee samoilla säteilykuvioilla jne. Kuin yksinkertainen puoliaaltodipoli.

Impedanssin kasvu voidaan päätellä siitä, että taitettuun dipoliantenniin syötetty teho jaetaan tasaisesti antennin muodostavien kahden osan välillä. Tämä tarkoittaa, että verrattuna tavalliseen dipoliin, virta jokaisessa johtimessa vähenee puoleen. Samaa tehoa käytettäessä impedanssia on nostettava kertoimella neljä, jotta tasapaino säilyy yhtälössä Watts = I2 x R.

Taitettu dipolin voimajohdon vaikutus
Taitetun dipoliantennin taitetulla elementillä on siihen liitetty siirtolinjavaikutus. Voidaan nähdä, että dipolin impedanssi esiintyy rinnakkain oikosuljettujen voimajohtojen osien impedanssin kanssa, vaikka yllä esitetyt argumentit impedanssille pitävätkin paikkansa - se on vain yksi tapa tarkastella samaa asiaa.

Tämä voi auttaa selittämään joitain muita antennin ominaisuuksia.

Tämä vaikutus vaikuttaa pituuteen. Normaalisti syöttölaitteen seisovan aallon aallonpituuteen vaikuttaa nopeustekijä. Jos ilmaa käytetään, se on noin 95% vapaan tilan arvosta. Kuitenkin, jos käytetään tasaista syöttölaitetta, jolla on pienempi nopeuskerroin, se lyhentää vaadittua pituutta.

Syöttövaikutus johtaa myös siihen, että taitetulla dipoliantennilla on tasaisempi vaste, ts. Suurempi kaistanleveys kuin taittamattomalla dipolilla.

Se tapahtuu, koska resonanssista poikkeavalla taajuudella dipolin reaktanssi on päinvastaisessa muodossa kuin lajiteltu siirtojohto ja sen seurauksena antennin syöttökohdassa tapahtuu jonkin verran reaktanssin peruutusta.

Taitetut dipoli-edut
Taitetun dipoliantennin käytössä on kaksi pääetua tavallisen dipolin kanssa:

Impedanssin kasvu:  Kun on käytettävä korkeamman impedanssin syöttölaitteita tai kun dipolin impedanssia pienentävät tekijät, kuten loiselementit, taitettu dipoli lisää merkittävästi impedanssitasoa, mikä mahdollistaa antennin sovittamisen helpommin käytettävissä olevaan syöttölaitteeseen.

Laaja kaistanleveys:  Taitetulla dipoliantennilla on tasaisempi taajuusvaste - tämä mahdollistaa sen käytön laajemmalla kaistanleveydellä monien lähetysten kanssa hyödyntäen useita erilaisia ​​valittavia kanavia, kuten televisio ja yleisradio, tarvitaan laajakaistainen antenni. Tavallinen dipoliantenni ei aina tarjoa vaadittua kaistanleveyttä ja taitetun dipolin lisäkaistanleveys täyttää vaatimukset.

Epätasainen johdin taitetut dipolit

Monissa tapauksissa voi olla tarpeen toteuttaa impedanssisuhteet 4: 1-vakiosuhteeseen, joka on normaalia taitetulle dipoliantennille. Yksinkertaisesti muuttamalla kahden johtimen tehollista halkaisijaa: ylhäältä ja alhaalta, voidaan saada erilaisia ​​suhteita.

Impedanssin lisäyssuhde on mahdollista määrittää seuraavalla kaavalla:

 
Missä:
    d1 on dipolin syöttövarren johtimen halkaisija
    d2 on dipolin syöttämättömän varren johtimen halkaisija
    S on johtimien välinen etäisyys
    r on asteittainen suhde

On syytä muistaa, että paksujen johtimien käyttöön liittyy lyhentävä vaikutus verrattuna tavalliseen johtimeen, ja tämä vaikuttaa taitetun dipolin pituuteen.

Monijohteiset taitetut dipolit
Vaikka taitetun dipoliantennin käsite edellyttää usein yhden ylimääräisen johtimen käyttöä, konseptia voidaan laajentaa edelleen lisäämällä uusia johtimia. Tämä lisää yleistä impedanssia entisestään ja lisää kaistanleveyttä edelleen.

 
Esimerkiksi kolmijohtimisella taitetulla dipolilla, jossa kaikkien johtimien tai johtimien halkaisija on sama, impedanssia lisätään kertoimella kolme neliötä eli 9. 9Ω tai noin 73Ω

Taitetut dipolisovellukset
Taitettuja dipoleja voidaan käyttää monella tapaa. He löytävät käyttötarkoituksia monissa sovelluksissa:

Omillaan:   Taitettuja dipoliantenneja käytetään joskus yksinään, mutta niitä on syötettävä korkean impedanssin syöttölaitteella, tyypillisesti 300 ohmilla. Tämä itsessään voi olla erittäin hyödyllinen tietyissä sovelluksissa, joissa voidaan käyttää tasapainotettuja syöttölaitteita.

Osana toista antennia:   Taitetut dipolit löytävät kuitenkin enemmän käyttötarkoituksia, kun dipoli on sisällytetty toiseen RF-antennimalliin muiden lähellä olevien elementtien kanssa. Kysymys on siitä, että dipolin sisällyttäminen antenniin, kuten Yagi, jossa elementit ovat läheisesti kytkettyinä, vähentää syöttöimpedanssia. Jos käytettiin yksinkertaista dipolia, syöttöimpedanssitasot, jotka ovat alle 20 Ω tai vähemmän, voidaan helposti kokea.

Taitetun dipolin käyttö mahdollistaa impedanssin kasvattamisen kertoimella neljä tai mikä tahansa vaaditaan, kun taitetussa dipolissa on useita johtoja.

Lisääntynyt kaistanleveys:   Joskus taitettuja dipoleja voidaan käyttää puhtaasti suuremman kaistanleveyden aikaansaamiseksi. Kun taitettuja dipoleja käytetään lisäämään kaistanleveyttä, niitä voidaan käyttää yksinään tai toisessa antennijärjestelmässä.
Kun otetaan huomioon taitettujen dipolien käyttötapojen lukumäärä, ne ovat yleisempiä kuin mitä aluksi saattoi odottaa.

Jätä viesti 

viestiluettelo