Hvad er Half Wave Dipole Antenna / Aerial?

Halvbølgelængde dipolantenne, halvbølget dipolantenne er den mest anvendte version af den populære dipolantenne.

Halvbølgedipolen er den mest populære version af dipolantennen eller antennen.

Som navnet antyder er halvbølgedipolen en halv bølgelængde lang. Dette er den korteste resonanslængde, der kan bruges til en resonansdipol. Det har også et meget praktisk strålingsmønster.

Grundlæggende om halvbølget dipol
Halvbølgedipolen er dannet af et ledende element, der er en tråd- eller metalrør, som er en elektrisk halv bølgelængde lang. Halvbølgedipolen føres normalt i midten, hvor impedansen falder til sin laveste. På denne måde består antennen af ​​feederen, der er forbundet med to kvart bølgelængdeelementer på linje med hinanden.

Det skal huskes, at længden af ​​halvbølgedipolen er en elektrisk halvbølgelængde for bølgen, der bevæger sig i antenneledere. Dette er lidt kortere end den ækvivalente længde af en bølge, der bevæger sig i frit rum, da antenneledere påvirker bølgelængden.

Grundlæggende halvbølget dipolantenne, der viser længden af ​​dipolen i forhold til en bølgelængde.

Grundlæggende halvbølge dipolantenne

Spændings- og strømniveauet varierer langs længden af ​​antennens udstrålende del. Dette sker, fordi der står stående bølger langs længden af ​​det udstrålende element.

Da enderne er åben kredsløb på disse punkter er nul, men spændingen er på sit maksimum.

Når det punkt, hvorpå disse mængder måles, bevæger sig væk fra enderne, viser det sig, at de varierer sinusformet: spændingen falder, men strømmen stiger. Strømmen når derefter et maksimum og spændingen et minimum i en længde lig med en elektrisk kvartbølgelængde fra enderne. Da det er en halvbølget dipol, forekommer dette punkt i midten.

Halvbølge dipoltilførselsimpedans
Et af de vigtigste overvejelser med enhver antenne er foderarrangementet - hvordan man overfører strømmen fra selve feeder / transmissionslinien til antennen. Impedans matching, afbalanceret eller ubalanceret og mange andre aspekter skal overvejes.

I mange aspekter er halvbølgedipolen meget let at fodre. Feederen er normalt forbundet til midtpunktet, hvor der er et strømmaksimum og et spændingsminimum. Dette resulterer i, at antennen har en lav impedans for feederen. Dette er meget lettere at fodre, fordi de høje RF-spændinger, der er forbundet med fodearrangementer med høj impedans, kan byde på mange problemer for fødere og matchende enheder.

Strøm- og spændingsbølgeformer på en halvbølget dipol.

Strøm- og spændingsbølgeformer på en halvbølget dipol

For en dipolantenne, der er en elektrisk halv bølgelængde, annullerer de induktive og kapacitive reaktanser hinanden ved resonansfrekvensen. Med de induktive og kapacitive reaktansniveauer, der annullerer hinanden, bliver belastningen rent modstandsdygtig, og det gør det lettere at fodre halvbølgedipolantennen.

Dipolen er en afbalanceret antenne, og derfor kræves et afbalanceret tilførselsarrangement. Dette har normalt brug for en form for dobbelt eller afbalanceret føder til at blive brugt. Det er dog muligt at bruge koaksial tilførsel, hvis der bruges en balun (afbalanceret til ubalanceret transformer).

Koaksial feeder udgør en meget attraktiv mulighed, når impedansmatchet er godt, og stående bølger ikke er til stede, og det er også meget lettere at matche til en senderudgang, der muligvis kun ønsker at se en resistiv belastning. Belastninger, der inkluderer reaktanser, fører til højere spænding af strømniveauer, som senderen muligvis ikke kan tolerere.

Impedansen for en halvbølget dipolantenne i det frie rum er dipol 73 presents, som er et godt match til 70Ω koaksialføder, og dette er en af ​​grundene til, at koaks med denne impedans blev valgt til mange anvendelser.

En halvbølget dipol fodres ofte med en 50Ω-arkføder. Antennen præsenterer ofte en meget god match til hans, fordi nærheden til andre objekter, som Jorden, antennemontering osv. Betyder, at impedansen sænkes under den 73Ω, den præsenterer i frit rum.

Halvbølge dipol længde
Selvom navnet på dipolen giver væk sin omtrentlige længde, er det nødvendigt med en mere nøjagtig længde, når man designer og bygger en rigtig dipol.

Den faktiske længde af halvbølgedipolen er lidt kortere end en halv bølgelængde i frit rum på grund af et antal effekter forbundet med det faktum, at RF-bølgeformen føres inden i en ledning og heller ikke sandsynligvis ikke i et vakuum.

Beregninger for længden af ​​halvbølgens dipolantennen tager højde for elementer, såsom forholdet mellem tykkelsen eller diameteren af ​​lederen og længden, dielektrisk konstant for mediet omkring det udstrålende element osv.

I nogle tilfælde er det nødvendigt at forkorte længden af ​​en halvbølget dipolantenne. Dette kan opnås ved at tilføje en belastningsinduktor. Dette placeres i det udstrålende element. Det fungerer, fordi dipolantennen kan betragtes som et resonanskredsløb bestående af en kondensator og induktor. Tilføjelse af yderligere induktans vil sænke resonansfrekvensen, dvs. en given antennelængde resonerer ved en lavere frekvens end den, der ville være mulig, hvis ingen induktor var til stede. På denne måde er det muligt at forkorte antennens længde.

Dette princip kan bruges til enhver form for antenne, og bruges ofte, hvor plads er et vigtigt hensyn.

Halvbølgedipolstrålingsmønster og -retning

Det er muligt at beregne strålingsmønsteret og dermed bestemme direktiviteten.

Som det kunne forventes, viser den maksimale halvbølgedipoldirektivitet den maksimale stråling vinkelret på hovedradiatoren.

I andre vinkler kan vinklen θ i halvbølgedipolformlen ovenfor bruges til at bestemme feltstyrken.

Halvbølge dipol polært diagram og strålingsmønster.

Halvbølget dipol polært diagram

Det er også muligt at se strålingsmønsteret med hensyn til det plan, der kigger rundt om dipolantennen, dvs. i planet, der skærer dipolen i dets felt med maksimal stråling.

Dipol polært diagram i retningsvinkler til antennens akse.

Strålingsmønster med antenneakse ind / ud af skærmen

Som det fremgår, med antennens akse ind / ud af skærmen, er strålingsniveauet det samme rundt om antennen. Dette kan forventes, da der ikke er noget, der adskiller en retning fra en anden eller at påvirke strålingen i forskellige retninger i dette plan.

Praktiske tips
Når du udvikler, designer og installerer en halvbølge dipolantenne, er der et antal generelle tip og tip, der kan følges for at sikre optimal ydelse. Disse er over de normale, der bruges til antenneinstallation, for eksempel at sikre, at højden er optimal osv.

* Brug afbalanceret arkføder eller balun:   
Dipolantennen er en afbalanceret antenne. Det er derfor nødvendigt at bruge en afbalanceret føder, eller hvis der skal bruges koaksial føder, skal der bruges en balun - der er flere typer, der let kan konstrueres.

* Halvbølge-dipol er ikke en halvbølge: En halvbølge-dipolantenne har ikke samme længde som en halv bølgelængde i frit rum. Sluteffekter betyder, at den faktiske krævede længde er lidt kortere.

* Aktuelle maksimale sektioner:   

Det kan vises, at de områder af antennen, hvor strømmen er maksimalt, bidrager mest til stråling / modtagelse. For at sikre den mest effektive drift skal disse områder være fri for forhindringer og have den optimale position for stråling. 

Dette er mest anvendeligt for antenner, der bruges til lavere frekvenser, hvor længderne er meget lange. For VHF- og UHF-antenner, hvor antennerne er meget kortere, har hele dipolens længde sandsynligvis en lignende 'visning'. For HF-antenner kan undertiden antennen holdes højere end enderne og har derfor en bedre chance for at udstråle et signal bedre.

* Spænding maxima ved antennen ender:   

Punkterne for maksimal spænding er i enderne af antennen. Hvis de bruges til transmission, skal du sørge for, at de ikke kan røres ved et uheld, og sørg også for, at de er tilstrækkeligt isoleret. Dette er vigtigt, når du bruger trådantenner, hvor enderne bruges som ankerpunkter. 

Disse skal også være væk fra objekter i nærheden, der kan fungere til at absorbere strøm og afbryde antennen.

Halvbølge dipolantennen er muligvis den mest udbredte form for dipol - selv den mest anvendte form for antenne. Det er enkelt, effektivt og kan inkorporeres som det drevne element i mange andre former for antenne fra Yagi-antenner til parabolsk reflektor og mange flere.

Læg en besked 

Message List