Kas ir pusviļņu dipola antena / antena?

Pusviļņu dipola antena vai pusviļņu dipola antena ir populārākās dipola antenas visplašāk izmantotā versija.

Pusviļņu dipols ir vispopulārākā dipola antenas vai antenas versija.

Kā norāda nosaukums, pusviļņu dipols ir pusviļņa garums. Šis ir īsākais rezonanses garums, ko var izmantot rezonējošajam dipolam. Tam ir arī ļoti ērts starojuma modelis.

Pusviļņu dipola pamati
Pusviļņa dipols ir izveidots no vadoša elementa, kas ir stieple vai metāla caurule, kas ir elektrisks pusviļņa garums. Pusviļņa dipolu parasti padod pa vidu, kur pretestība nokrītas līdz zemākajai. Tādā veidā antena sastāv no padevēja, kas savienoti ar diviem ceturtdaļas viļņa garuma elementiem viens otram.

Jāatceras, ka pusviļņa dipola garums ir elektrisks pusviļņa garums viļņam, kas pārvietojas antenas vadītājos. Tas ir nedaudz īsāks par brīvā telpā virzošā viļņa ekvivalento garumu, jo antenas vadītāji ietekmē viļņa garumu.

Pamata pusviļņu dipola antena parāda dipola garumu attiecībā pret viļņa garumu.

Pamata pusviļņu dipola antena

Sprieguma un strāvas līmeņi mainās visā antenas izstarojošās daļas garumā. Tas notiek tāpēc, ka stāvošie viļņi tiek uzstādīti visā izstarojošā elementa garumā.

Tā kā galos šajos punktos ir atvērta ķēde, strāva ir nulle, bet spriegums ir maksimālais.

Kad šo lielumu mērīšanas punkts attālinās no galiem, tiek konstatēts, ka tie mainās sinusoidāli: spriegums krītas, bet strāva palielinās. Tad strāva sasniedz maksimumu un minimālo spriegumu tādā garumā, kas ir vienāds ar ceturtdaļas elektrisko viļņa garumu no galiem. Tā kā tas ir pusviļņu dipols, šis punkts rodas centrā.

Pusviļņu dipola padeves pretestība
Viens no galvenajiem apsvērumiem attiecībā uz jebkuru antenu ir padeves kārtība - kā no pašas barošanas / pārvades līnijas pārvadīt jaudu pašā antenā. Jāņem vērā pretestības atbilstība, līdzsvarots vai nesabalansēts un daudzi citi aspekti.

Daudzos aspektos pusviļņu dipolu ir ļoti viegli barot. Padevēju parasti savieno ar centra punktu, kur ir maksimālā strāva un minimālais spriegums. Rezultātā antena rada zemu pretestību padevējam. To ir daudz vieglāk barot, jo augsts RF spriegums, kas saistīts ar augstas pretestības padeves iekārtām, var radīt daudz problēmu padevējiem un atbilstošām vienībām.

Strāvas un sprieguma viļņu formas uz pusviļņu dipola.

Strāvas un sprieguma viļņu formas uz pusviļņu dipola

Dipola antenai, kuras elektriskais garums ir pusviļņu garums, induktīvās un kapacitatīvās reakcijas atceļ viena otru rezonanses frekvencē. Ja induktīvās un kapacitīvās reaģētspējas līmeņi viens otru izslēdz, slodze kļūst tīri pretestīga, un tas ievērojami atvieglo pusviļņu dipola antenas barošanu.

Dipols ir līdzsvarota antena, tāpēc ir nepieciešams līdzsvarots padeves režīms. Parasti tam ir nepieciešama dvīņu vai līdzsvarota padevēja forma. Tomēr ir iespējams izmantot koaksiālo padevēju, ja tiek izmantots balons (līdzsvarots līdz nesabalansēts transformators).

Koaksiālais padevējs ir ļoti pievilcīgs variants, ja pretestības sakritība ir laba un nav stāvošu viļņu, un tas ir arī daudz vieglāk pieskaņojams raidītāja izejai, kas, iespējams, vēlas redzēt tikai pretestības slodzi. Slodzes, kurās ir reaģētspēja, rada lielāku strāvas līmeņa spriegumu, ko raidītājs, iespējams, nespēj paciest.

Pusviļņu dipola antenas pretestība brīvā telpā ir 73 dip dipols, kas nodrošina labu saderību ar 70Ω koaksiālo padevēju, un tas ir viens no iemesliem, kāpēc koaksija ar šo pretestību tika izvēlēta daudzām lietojumprogrammām.

Pusviļņa dipolu bieži baro ar 50Ω padevēju. Antena bieži ir ļoti laba, jo citu objektu, piemēram, Zemes, antenas stiprinājuma utt. Tuvums nozīmē, ka pretestība ir pazemināta zem 73Ω, ko tā rada brīvā telpā.

Pusviļņa dipola garums
Lai arī dipola nosaukums atņem tā aptuveno garumu, projektējot un būvējot īstu dipolu, ir nepieciešams precīzāks garums.

Faktiskais pusviļņu dipola garums ir nedaudz īsāks par pusviļņa garumu brīvā telpā, jo ir daudz dažādu efektu, kas saistīti ar faktu, ka RF viļņu forma tiek pārvietota vadā, kā arī, visticamāk, nav vakuumā.

Aprēķinos par pusviļņu dipola antenas garumu ņem vērā tādus elementus kā vadītāja biezuma vai diametra attiecība pret garumu, barotnes dielektriskā konstante ap izstarojošo elementu utt.

Dažos gadījumos ir nepieciešams saīsināt pusviļņu dipola antenas garumu. To var panākt, pievienojot slodzes induktoru. Tas tiek ievietots izstarojošajā elementā. Tas darbojas, jo dipola antenu var uzskatīt par rezonanses ķēdi, kas sastāv no kondensatora un induktora. Pievienojot papildu induktivitāti, tiks samazināta rezonanses frekvence, ti, norādītais antenas garums rezonēs ar zemāku frekvenci nekā tā, kas būtu iespējama, ja nebūtu induktora. Tādā veidā ir iespējams saīsināt antenas garumu.

Šo principu var izmantot jebkura veida antenai, un to bieži izmanto vietās, kur galvenā uzmanība tiek pievērsta telpai.

Pustviļņu dipola starojuma modelis un virzība

Ir iespējams aprēķināt starojuma modeli un tādējādi noteikt virziena pakāpi.

Kā jau varēja gaidīt, maksimālā pusviļņu dipola virzība parāda maksimālo izstarojumu taisnā leņķī pret galveno radiatoru.

Citos leņķos lauka intensitātes noteikšanai var izmantot leņķi θ iepriekšminētajā pusviļņu dipola formulā.

Pusviļņu dipola polārā diagramma un starojuma shēma.

Pusviļņa dipola polārā diagramma

Ir arī iespējams aplūkot radiācijas modeli plaknē, kas skatās ap dipola antenu, ti, plaknē, kas griež dipolu tā maksimālā starojuma laukā.

Dipola polārā diagramma taisnā leņķī pret antenas asi.

Apstarojuma shēma ar antenas asi ekrānā / ārpus tā

Kā redzams, ar antenas asi uz ekrānu vai ārpus tā, ap antenu visas radiācijas līmenis ir vienāds. Tas ir sagaidāms, jo nekas nevar atšķirt vienu virzienu no otra vai ietekmēt plakni dažādos virzienos šajā plaknē.

Praktiski padomi
Izstrādājot, projektējot un uzstādot pusviļņu dipola antenu, ir vairāki vispārīgi padomi un ieteikumi, kas var tikt ievēroti, lai nodrošinātu optimālu darbību. Tie pārsniedz parasto, ko izmanto antenas uzstādīšanai, piemēram, nodrošinot optimālu augstumu utt.

* Izmantojiet līdzsvarotu padevēju vai balunu:   
Dipola antena ir līdzsvarota antena. Tāpēc ir jāizmanto līdzsvarots padevējs vai, ja ir jāizmanto koaksiālais padevējs, tad ir jāizmanto balons - ir vairāki veidi, kurus var viegli izveidot.

* Puse viļņa dipola nav puse viļņa: Puse viļņa dipola antena nav tāda paša garuma kā puse viļņa garuma brīvajā telpā. Galīgie efekti nozīmē, ka faktiskais nepieciešamais garums ir nedaudz mazāks.

* Pašreizējās maksimālās sadaļas:   

Var parādīt, ka antenas vietas, kurās ir maksimālā strāva, visvairāk ietekmē starojumu / uztveršanu. Lai nodrošinātu visefektīvāko darbību, šīm vietām jābūt brīvām no šķēršļiem un tām jābūt optimālai radiācijas pozīcijai. 

Tas vispiemērotāk attiecas uz antenām, kuras izmanto zemākās frekvencēs, kur garums ir daudz garš. VHF un UHF antenām, kur antenas ir ļoti īsākas, visam dipola garumam, iespējams, ir līdzīgs “skats”. HF antenām dažreiz antenas centrs var būt augstāks par galiem, un tāpēc tām ir lielākas iespējas labāk izstarot signālu.

* Maksimālais spriegums antenas galos:   

Maksimālā sprieguma punkti atrodas antenas galos. Ja tos izmanto pārraidei, pārliecinieties, ka tos nevar nejauši pieskarties, kā arī pārliecinieties, vai tie ir pietiekami izolēti. Tas ir svarīgi, ja tiek izmantotas stiepļu antenas, kur galus izmanto kā stiprinājuma punktus. 

Tiem jābūt arī prom no tuvumā esošajiem objektiem, kas var absorbēt enerģiju un nomierināt antenu.

Pusviļņa dipola antena, iespējams, ir visplašāk izmantotās dipola formas - pat visplašāk izmantotā antena. Tas ir vienkāršs, efektīvs un var tikt iekļauts kā vadāmais elements daudzu citu veidu antenās, sākot no Yagi antenām līdz paraboliskajiem reflektoriem un daudzās citās.

Atstāj ziņu 

Message saraksts