Относно половин вълнова диполна антена / антена

 

Диполът с половин вълна е най-популярната версия на дипола антена или антена.

Както подсказва името, полувълновият дипол е с половин дължина на вълната. Това е най-късата резонансна дължина, която може да се използва за резонанс дипол. Той също така има много удобен радиационен модел.

Половина вълна диполни основи
Диполът на полувълната се формира от проводящ елемент, който е тел или метална тръба, която е с електрическа дължина на половин вълна. The половин вълна дипол обикновено се подава в средата, където импеданс пада до най-ниската си. По този начин антената се състои от подаващото устройство свързани към два елемента с дължина на вълната на четвърт в съответствие с всеки друг.

Трябва да се помни, че дължината на полувълновия дипол е електрическа половин дължина на вълната за вълната, пътуваща в антената проводници. Това е малко по-кратко от еквивалентната дължина на a вълна, пътуваща в свободно пространство, когато антенните проводници влияят на дължина на вълната.


Нивата на напрежение и ток варират по дължината на излъчваща секция на антената. Това се случва, защото стоящи вълни са настроени по дължината на излъчващия елемент.

Тъй като краищата са в отворена верига, токът в тези точки е нула, но напрежението е максимално.

Тъй като точката, в която се измерват тези величини, се отдалечава се установява, че те варират синусоидално: напрежението пада, но токът нараства. Ток токът достига максимум а напрежението минимум при дължина, равна на електрическа четвърт дължина на вълната от краищата. Тъй като това е половин вълнен дипол, тази точка се среща в центъра.

Половин вълнен диполен захранващ импеданс

Едно от основните съображения при всяка антена е подаването договорености - как да прехвърляте захранването от подаващото устройство / предавателна линия в самата антена. Съвпадение на импеданса, балансиран или небалансиран и много други аспекти трябва да бъдат взети под внимание.

В много аспекти половин вълновият дипол е много лесен за подаване. The захранващото устройство обикновено е свързано с централната точка, където има ток максимум и напрежение минимум. Това води до антената представящ нисък импеданс към подаващото устройство. Това е много по-лесно захранване, тъй като високите RF напрежения, свързани с висок импеданс режимът на хранене може да създаде много проблеми за хранилките и съвпадението единици.

 
За диполна антена, която е с дължина на електрическата половина дължина на вълната, индуктивни и капацитивни реактиви се анулират взаимно при резонансна честота. С индуктивно и капацитивно съпротивление нива, които се отменят взаимно, натоварването става чисто резистивно и това прави храненето на полувълновата диполна антена далеч по-лесно.

Диполът е балансирана антена и следователно балансирано подаване необходима е уговорка. Това обикновено се нуждае от форма на близнак или балансирана хранилка, която да се използва. Възможно е обаче да се използва коаксиален захранващо устройство, ако се използва балун (балансиран към небалансиран трансформатор).Коаксиалното подаващо устройство представлява много атрактивна опция при импеданс мачът е добър и стоящите вълни не присъстват, а също така е много по-лесно да се съчетае с изход на предавател, който може да иска само вижте съпротивителен товар. Натоварванията, които включват реактивни сили, водят до по-високи напрежение на нивата на тока, които предавателят може да не е в състояние толерирам.

Импедансът за половин вълнова диполна антена в свободното пространство е дипол 73 Ω, което представлява добро съвпадение със 70 Ω коаксиален подавач и това е една от причините, поради които коаксиалът с този импеданс е избран за мнозина приложения.

Дипол с половин вълна често се захранва с подаващо устройство 50Ω. Антената често представя много добър мач за неговия, защото близостта на други обекти, като Земята, монтаж на антена и т.н. означава, че импедансът е намален под 73Ω, който представлява в свободното пространство.

Диполна дължина на половин вълна
Въпреки че името на дипола дава приблизителната му дължина, при проектиране и изграждане на реален дипол, по-точната дължина е е необходимо.

Действителната дължина на полувълновия дипол е малко по-къса от a половин дължина на вълната в свободното пространство поради редица ефекти свързано с факта, че радиочестотната форма на вълната се пренася в рамките на тел и също най-вероятно не във вакуум.

Изчисления за дължината на полувълновата диполна антена вземат предвид елементи като съотношението на дебелината или диаметър на проводника до дължината, диелектрична константа на среда около излъчващия елемент и т.н.

Прочетете повече за изчисленията на дължината на дипола
В някои случаи е необходимо да се съкрати дължината на половина вълнова диполна антена. Това може да се постигне чрез добавяне на натоварване индуктор. Това се поставя в излъчващия елемент. Действа, защото диполната антена може да се разглежда като резонансна верига състоящ се от кондензатор и индуктор. Добавяне на допълнителна индуктивност ще намали резонансната честота, т.е. дадена дължина на антената ще резонират с по-ниска честота от тази, която би била възможна не трябва да има индуктор. По този начин е възможно да се съкрати дължина на антената.

Този принцип може да се използва за всяка форма на антена и често се използва използва се там, където пространството е основно съображение.

Диполно излъчване на половин вълна и насоченост
Възможно е да се изчисли диаграмата на радиация и следователно определят насочеността.

Както може да се очаква, показва максималната диполна насоченост на половин вълна максималното излъчване под прав ъгъл спрямо основния радиатор.

При други ъгли ъгълът θ във формулата на полувълновия дипол по-горе може да се използва за определяне на силата на полето.

 

Възможно е също да се види диаграмата на излъчване по отношение на равнина, гледаща около диполната антена, т.е. в равнината на рязане дипола в неговото поле на максимално излъчване.

 
Както се вижда, с оста на антената в / извън екрана, нивото на излъчване е еднакво навсякъде около антената. Това е да се очаква, тъй като няма от какво да се разграничи една посока друг или да повлияе на радиацията в различни посоки в това равнина.

Практически съвети
При разработване, проектиране и инсталиране на полувълнов дипол антена, има редица общи съвети и съвети, които могат да бъдат следва да се гарантира оптимална производителност. Те са над нормални, използвани за монтаж на антена, например осигуряване височината е оптимална и т.н.

Използвайте балансирана хранилка или балун:   Диполната антена е балансирана антена. Следователно е необходимо да се използва балансирана хранилка или ако трябва да се използва коаксиален фидер, след това трябва да се използва балун - там са няколко вида, които могат лесно да бъдат конструирани.

Диполът на половин вълна не е половин вълна:   Диполната антена с половин вълна е не със същата дължина като половин дължина на вълната в свободното пространство. Крайни ефекти означава, че действителната необходима дължина е малко по-къса.

Текущи максимални раздели:   Може да се покаже, че зоните на антена, където токът е максимален, допринася най-много за 

радиация / прием. За да се осигури най-ефективната операция, тези зоните трябва да бъдат свободни от препятствия и да им се дава оптималното позиция за радиация. Това е най-приложимо за използваните антени за по-ниски честоти, където дължините са много дълги. За УКВ и УВЧ антени, където антените са много по-къси, по цялата дължина на диполът вероятно има подобен „изглед“. За ВЧ антени, понякога центърът на антената може да се държи по-високо от краищата и следователно имат по-голям шанс за по-добро излъчване на сигнал.

Максимални напрежения в краищата на антената:   Точките на максималното напрежение са в краищата на антената. Ако се използва за предаване, уверете се те не могат да бъдат случайно докоснати и също така да се уверите, че са адекватно изолирани. Това е важно, когато използвате телени антени където краищата се използват като опорни точки. Те също трябва да са далеч от близки обекти, които могат да действат, за да абсорбират силата и да детунизират антена.

Диполната антена с половин вълна е може би най-широко използваните форми на дипола - дори най-широко използваната форма на антена. то е опростен, ефективен и може да бъде включен като задвижван елемент в много други форми на антена от Yagi антени до параболични отражатели и много други.

Остави съобщение 

Списък на ЛС