Omkring halvbølge dipolantenne / antenne

 

Halvbølgedipolen er den mest populære version af dipolen antenne eller antenne.

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

Grundlæggende om halvbølget dipol
Halvbølgedipolen er dannet af et ledende element, som er ledning eller metalrør, der er en elektrisk halv bølgelængde lang. Det halvbølgedipol fødes normalt i midten, hvor impedansen falder til det laveste. På denne måde består antennen af ​​føderen forbundet med to kvart bølgelængdeelementer på linje med hver Andet.

Det skal huskes, at længden af ​​halvbølgedipolen er en elektrisk halv bølgelængde til bølgen, der bevæger sig i antennen ledere. Dette er lidt kortere end den tilsvarende længde på en bølge, der bevæger sig i frit rum, da antennelederne påvirker bølgelængde.


Spændings- og strømniveauerne varierer langs længden af udstrålende sektion af antennen. Dette sker fordi stående bølger er anbragt langs længden af ​​det udstrålende element.

Da enderne er åbne kredsløb, er strømmen på disse punkter nul, men spændingen er på sit maksimale.

Som det punkt, hvor disse størrelser måles, bevæger sig væk fra enderne konstateres det, at de varierer sinusformet: spændingen falder, men den nuværende stiger. Strømmen når derefter et maksimum og spændingen mindst i en længde svarende til et elektrisk kvartal bølgelængde fra enderne. Da det er en halvbølge dipol, er dette punkt forekommer i midten.

Halvbølge dipoltilførselsimpedans

En af de største overvejelser med enhver antenne er feedet ordninger - hvordan man overfører strømmen fra feederen / transmissionsledningen ind i selve antennen. Impedans matching, afbalanceret eller ubalanceret, og mange andre aspekter skal overvejes.

I mange aspekter er halvbølgedipolen meget let at fodre. Det feeder er normalt forbundet til det midterste punkt, hvor der er en nuværende maksimum og et minimum af spænding. Dette resulterer i antennen præsenterer en lav impedans for føderen. Dette er meget lettere at feed, fordi de høje RF-spændinger er forbundet med høj impedans foderarrangementer kan byde på mange problemer for feedere og matching enheder.

 
For en dipolantenne, der er en elektrisk halv bølgelængde lang, er induktive og kapacitive reaktanser annullerer hinanden ved resonansfrekvens. Med den induktive og kapacitive reaktans niveauer, der annullerer hinanden, bliver belastningen rent modstandsdygtig og det gør fodring af halvbølgedipolantenne langt lettere.

Dipolen er en afbalanceret antenne og derfor en afbalanceret tilførsel arrangement er påkrævet. Dette vil normalt have brug for en form for tvilling eller afbalanceret føder, der skal bruges. Det er dog muligt at bruge koaksial føder, hvis der anvendes en balun (afbalanceret til ubalanceret transformer).Koaksial føder præsenterer en meget attraktiv mulighed, når impedansen match er god, og stående bølger er ikke til stede, og det er det også meget lettere at matche til en senderudgang, der måske kun vil se en resistiv belastning. Belastninger, der inkluderer reaktanser, fører til højere strømniveauer, som senderen muligvis ikke kan tolerere.

Impedansen for en halvbølge dipolantenne i frit rum er dipol 73 Ω, hvilket giver et godt match til 70 Ω koaksial føder, og dette er en af ​​grundene til, at coax med denne impedans blev valgt for mange applikationer.

En halvbølgedipol fødes ofte med en 50Ω-føder. Antennen ofte præsenterer en meget god match til hans, fordi nærheden af andre genstande, som Jorden, montering af antenne osv. betyder, at impedansen sænkes under de 73Ω, den præsenterer i ledig plads.

Halvbølge dipol længde
Selvom navnet på dipolen giver væk den omtrentlige længde, når man designer og bygger en ægte dipol, er en mere nøjagtig længde nødvendig.

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

Beregninger for længden af ​​halvbølge dipolantenne tage hensyn til elementer såsom forholdet mellem tykkelse eller lederens diameter til længden, dielektrisk konstant af medium omkring det udstrålende element og så videre.

Læs mere om dipollængdeberegninger
I nogle tilfælde er det nødvendigt at forkorte længden på et halvt bølge dipolantenne. Dette kan opnås ved at tilføje en belastning induktor. Dette placeres i det udstrålende element. Det virker fordi dipolantennen kan betragtes som et resonanskredsløb bestående af en kondensator og spole. Tilføjelse af yderligere induktans vil sænke resonansfrekvensen, dvs. en given antennelængde vil resonere med en lavere frekvens end den, der ville være mulig ingen spole være til stede. På denne måde er det muligt at forkorte antennens længde.

Dette princip kan bruges til enhver form for antenne og er ofte bruges, hvor plads er en vigtig overvejelse.

Halvbølgedipolstrålingsmønster og -retning
Det er muligt at beregne strålingsmønsteret og dermed bestemme direktivet.

Som man kunne forvente, viser den maksimale halvbølgedipoldirektivitet den maksimale stråling vinkelret på hovedkøleren.

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

 

Det er også muligt at se strålingsmønsteret i form af plan kigger rundt på dipolantenne, dvs. i planskæringen dipolen i sit felt med maksimal stråling.

 
Som det kan ses, med antennens akse ind / ud af skærmen, niveauet af stråling er det samme rundt om antennen. Dette er at forventes, da der ikke er noget at skelne en retning fra en anden eller for at påvirke strålingen i forskellige retninger i denne flyet.

Praktiske tips
Ved udvikling, design og installation af en halvbølgedipol antenne, er der en række generelle tip og tip, der kan være følges for at sikre den optimale ydeevne. Disse er over normale, der bruges til antenneinstallation, for eksempel at sikre højden er optimal osv.

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

Halvbølgedipol er ikke en halvbølge:   En halvbølge dipolantenne er ikke den samme længde som en halv bølgelængde i frit rum. Slutvirkninger betyder, at den faktiske krævede længde er lidt kortere.

Aktuelle maksimale sektioner:   Det kan vises, at områderne i antenne, hvor strømmen maksimalt bidrager mest til 

stråling / modtagelse. For at sikre den mest effektive drift, disse områder skal være fri for forhindringer og have det optimale position for stråling. Dette gælder mest for anvendte antenner til lavere frekvenser, hvor længderne er meget lange. Til VHF og UHF antenner, hvor antenner er meget kortere, hele længden af dipolen har sandsynligvis en lignende 'visning'. Til HF-antenner undertiden kan midten af ​​antennen holdes højere end enderne og har derfor en bedre chance for at udstråle et signal bedre.

Spændingsmaxima ved antennen slutter:   Punkterne med maksimal spænding er ved enderne af antennen. Hvis det bruges til transmission, skal du sørge for det disse kan ikke berøres ved et uheld og også sikre, at de er tilstrækkeligt isoleret. Dette er vigtigt, når du bruger ledningsantenner hvor enderne bruges som forankringspunkter. Disse skal også være væk fra nærliggende genstande, der kan virke for at absorbere strøm og afskrække antenne.

Halvbølge dipolantenne er muligvis de mest anvendte former af dipolen - selv den mest anvendte form for antenne. det er enkel, effektiv og kan indarbejdes som det drevne element i mange andre former for antenne fra Yagi-antenner til parabolske reflektorer og mange flere.

Læg en besked 

Message List