Om foldet dipolantenne / antenne

Den grundlæggende dipolantenne eller antenne bruges i vid udstrækning i sin grundlæggende form. Imidlertid tilvejebringer en række ændringer under en række omstændigheder, der kaldes den foldede dipolantenne, et antal fordele.

Den foldede dipolantenne eller den foldede dipolantenne bruges i vid udstrækning, ikke kun alene, men også som det drevne element i andre antenner som Yagi-antennen og forskellige andre typer antenner.

Grundlæggende om foldet dipolantenne

Den foldede dipolantenne består af en grundlæggende dipol, men med en ekstra leder, der forbinder de to ender sammen. Dette skaber en 'loop' af ledning, der er en kortslutning til DC. Da enderne ser ud til at være foldet tilbage, kaldes antennen en foldet dipolantenne.

Grundformatet for den foldede dipolantenne er vist nedenfor. Ligesom den grundlæggende dipol er den foldede dipolantenne en afbalanceret antenne og skal fodres med en afbalanceret føder. Ubalancerede fødere kan bruges, forudsat at der anvendes en balun (ubalanceret til afbalanceret transformer).

Den ekstra del af den foldede dipolantenne fremstilles ofte ved hjælp af en ledning eller stang med samme diameter som den grundlæggende dipolesektion. Dette er dog ikke altid tilfældet.

Ledningerne eller stængerne er typisk lig med hinanden i længderetningen af ​​de parallelle elementer. Dette kan opnås på en række måder. Ofte er VHF- eller UHF-antenner elementernes stivhed tilstrækkelig, men ved lavere frekvenser kan det være nødvendigt at anvende afstandsstykker. At holde ledningerne adskilt. Det er klart, at hvis de ikke er isoleret, er det bydende nødvendigt at forhindre dem i at kortslutte. I nogle tilfælde kan fladføder bruges.

En af hovedårsagerne til brugen af ​​en foldet dipolantenne er den stigning i tilførselsimpedans, som den giver. Hvis lederne i hoveddipolen og den anden eller "foldede" leder har samme diameter, viser det sig, at der er en firefaldsforøgelse (dvs. to kvadratiske) i tilførselsimpedansen. I ledig plads giver dette en stigning i tilførselsimpedans fra 73Ω til omkring 300Ω ohm. Derudover har RF-antennen en bredere båndbredde.

Teori om stigning af foldet dipolimpedans
Det er muligt at begrunde, hvorfor der er en firefoldig stigning i impedans for den foldede dipolantenne.

I en standard dipolantenne er strømmen, der strømmer langs lederne, i fase, og som et resultat er der ingen annullering af felterne, og som følge heraf stråling eller signalet opstår.

Når den anden leder tilføjes for at fremstille den foldede dipolantenne, kan dette betragtes som en udvidelse til standarddipolen med enderne foldet tilbage for at møde hinanden. Som et resultat strømmer strømmen i det nye afsnit i samme retning som i den originale dipol. Strømmene langs begge halvbølgerne er derfor i fase, og antennen vil udstråle med de samme strålingsmønstre osv. Som en simpel halvbølgedipol.

Impedansforøgelsen kan udledes af det faktum, at strømmen, der leveres til en foldet dipolantenne, deles jævnt mellem de to sektioner, der udgør antennen. Dette betyder, at når man sammenligner med en standarddipol, reduceres strømmen i hver leder til en halv. Da den samme effekt anvendes, skal impedansen hæves med en faktor på fire for at opretholde balance i ligningen Watts = I2 x R.

Foldet dipoltransmissionslinjeeffekt
Det foldede element af den foldede dipolantenne har en transmissionslinieeffekt, der er knyttet til den. Det kan ses, at dipolens impedans vises parallelt med impedansen for de kortsluttede transmissionslinjesektioner, selvom argumenterne for impedansen ovenfor er stadig rigtige - det er bare en anden måde at se på det samme problem.

Dette kan hjælpe med at forklare nogle af antennens andre egenskaber.

Længden påvirkes af denne effekt. Normalt påvirkes bølgelængden af ​​en stående bølge i en føder af hastighedsfaktoren. Hvis der anvendes luft, vil dette udgøre ca. 95% af den frie rumværdi. Men hvis der anvendes en flad føder med en lavere hastighedsfaktor, vil dette medføre en afkortning af den krævede længde.

Feeder-effekten resulterer også i, at den foldede dipolantenne har et fladere respons, dvs. en bredere båndbredde end en ikke-foldet dipol.

Det forekommer, fordi dipolens reaktans har en modsat form fra den sorterede transmissionsledning ved en frekvens væk fra resonans, og som et resultat er der en vis reaktansannullering ved antennens tilførselspunkt.

Foldede dipolfordele
Der er to hovedfordele ved at bruge en foldet dipolantenne frem for en standard dipol:

Forøgelse af impedans:  Når fødere med højere impedans skal bruges, eller når dipolens impedans reduceres af faktorer såsom parasitiske elementer, giver en foldet dipol en signifikant stigning i impedansniveauet, der gør det muligt lettere at matche antennen til den tilgængelige feeder.

Bred båndbredde:  Den foldede dipolantenne har en fladere frekvensrespons - dette gør det muligt at bruge den over en bredere båndbredde med mange transmissioner, der bruger en række forskellige valgbare kanaler, f.eks. Tv og radio, en bred båndbreddeantenne er nødvendig. Standard dipolantenne leverer ikke altid den krævede båndbredde, og den ekstra båndbredde for den foldede dipol opfylder kravene.

Ulige ledere foldede dipoler

Ved mange lejligheder kan det være nødvendigt at implementere impedansforhold til standard 4: 1-forholdet, der er normalt for en foldet dipolantenne. Simpelthen ved at variere den effektive diameter af de to ledere: top og bund, kan forskellige forhold opnås.

Det er muligt at bestemme impedansforøgelsesforholdet ved hjælp af nedenstående formel:

 
Hvor:
    d1 er lederdiameteren for dipolens fødearm
    d2 er lederdiameteren for dipolens ikke-fødte arm
    S er afstanden mellem lederne
    r er trin op-forholdet

Det skal huskes, at der er en forkortelseseffekt forbundet med brugen af ​​tykke ledere i modsætning til normal ledning, og dette vil have en effekt på længden af ​​den foldede dipol.

Multiledere foldede dipoler
Selvom konceptet med en foldet dipolantenne ofte indebærer brug af en ekstra leder, kan konceptet udvides yderligere ved at tilføje yderligere ledere. Dette har den virkning at øge den samlede impedans endnu mere og yderligere udvide båndbredden.

 
For eksempel for en tre-tråds foldet dipol, med alle ledninger eller ledere med samme diameter, øges impedansen med en faktor på tre kvadrat, dvs. 9. Dette betyder, at den nominelle værdi for en foldet dipol med tre ledere er 9 gange 73Ω eller ca. 600Ω

Foldede dipolapplikationer
Der er mange måder, hvorpå foldede dipoler kan bruges. De finder anvendelser i mange applikationer:

På egen hånd:   Foldede dipolantenner bruges undertiden alene, men de skal fødes med en højimpedansføder, typisk 300 ohm. Dette i sig selv kan være meget nyttigt i visse applikationer, hvor balancerede fødere kan bruges.

Som en del af en anden antenne:   Men foldede dipoler finder flere anvendelser, når en dipol er inkorporeret i et andet RF-antennedesign med andre elementer i nærheden. Spørgsmålet er, at inkorporering af en dipol i en antenne såsom en Yagi, hvor elementer er tæt koblet, reducerer tilførselsimpedansen. Hvis der blev brugt en simpel dipol, kan fødeimpedansniveauer på mindre end 20 Ω eller mindre let opleves.

Brug af en foldet dipol gør det muligt at øge impedansen med en faktor på fire eller hvad der kræves ved at have flere ledninger i den foldede dipol.

Øget båndbredde:   Nogle gange kan foldede dipoler anvendes rent for at give en større båndbredde. Når de bruges til at øge båndbredden, kan foldede dipoler bruges alene eller inden for et andet antennesystem.
I betragtning af antallet af måder, hvorpå foldede dipoler kan anvendes, er de mere almindelige, end man først havde forventet.

Læg en besked 

Message List