O skládané dipólové anténě

Základní dipólová anténa nebo anténa je široce používána v základní formě. Avšak za mnoha okolností poskytuje modifikace tohoto typu nazývaná skládaná dipólová anténa řadu výhod.

Skládaná dipólová anténa nebo skládaná dipólová anténa je široce používána nejen sama o sobě, ale také jako poháněný prvek v jiných anténách, jako je Yagiho anténa a různé jiné typy antén.

Základy skládané dipólové antény

Skládaná dipólová anténa se skládá ze základního dipólu, ale s přidaným vodičem spojujícím oba konce dohromady. Tím se vytvoří „smyčka“ drátu, která je zkratem k DC. Vzhledem k tomu, že konce se zdají být přeloženy dozadu, se anténa nazývá složená dipólová anténa.

Základní formát skládané dipólové antény je uveden níže. Stejně jako základní dipól je složená dipólová anténa vyváženou anténou a je třeba ji napájet vyváženým podavačem. Lze použít nevyvážené podavače za předpokladu, že je použit balun (nevyvážený na vyvážený transformátor).

Dodatečná část skládané dipólové antény se často vyrábí pomocí drátu nebo tyče stejného průměru jako základní dipólová sekce. To však neplatí vždy.

Také dráty nebo tyče jsou obvykle rovnoměrně rozmístěny podél délky paralelních prvků. Toho lze dosáhnout mnoha způsoby. U VHF nebo UHF antén je tuhost prvků často dostatečná, ale při nižších frekvencích může být nutné použít rozpěrky. Aby byly dráty od sebe. Je zřejmé, že pokud nejsou izolovány, je nutné jim zabránit v zkratování. V některých případech lze použít plochý podavač.

Jedním z hlavních důvodů pro použití složené dipólové antény je zvýšení napájecí impedance, kterou poskytuje. Pokud mají vodiče v hlavním dipólu a druhý nebo „skládací“ vodič stejný průměr, zjistí se, že došlo k čtyřnásobnému zvýšení (tj. Dvou na druhou) impedance přívodu. Ve volném prostoru to zvyšuje impedanci napájení ze 73 Ω na přibližně 300 Ω. RF anténa má navíc širší šířku pásma.

Skládaná teorie zvýšení dipólové impedance
Je možné uvažovat, proč u složené dipólové antény dochází ke čtyřnásobnému zvýšení impedance.

Ve standardní dipólové anténě jsou proudy tekoucí podél vodičů ve fázi a v důsledku toho nedochází k rušení polí a v důsledku toho dochází k záření nebo signálu.

Když je přidán druhý vodič, aby se složila dipólová anténa, lze to považovat za prodloužení standardního dipólu se konci složenými dozadu, aby se střetly. Výsledkem je, že proudy v nové sekci proudí stejným směrem jako v původním dipólu. Proudy podél obou polovičních vln jsou proto ve fázi a anténa bude vyzařovat se stejnými radiačními vzory atd. Jako jednoduchý půlvlnný dipól.

Zvýšení impedance lze odvodit ze skutečnosti, že energie dodávaná do složené dipólové antény je rovnoměrně rozdělena mezi dvě části, které tvoří anténu. To znamená, že ve srovnání se standardním dipólem je proud v každém vodiči snížen na polovinu. Při použití stejného výkonu se musí impedance zvýšit čtyřnásobně, aby se udržela rovnováha v rovnici Watts = I2 x R.

Skládaný efekt dipólového přenosového vedení
Skládaný prvek složené dipólové antény má k sobě připojený efekt přenosového vedení. Lze se domnívat, že impedance dipólu se objevuje paralelně s impedancí zkratovaných úseků přenosového vedení, přestože výše uvedené argumenty pro impedanci stále platí - je to jen jiný způsob pohledu na stejnou otázku.

To může pomoci vysvětlit některé další vlastnosti antény.

Tímto efektem je ovlivněna délka. Normálně je vlnová délka stojaté vlny v podavači ovlivněna faktorem rychlosti. Pokud se použije vzduch, bude to asi 95% hodnoty volného prostoru. Pokud se však použije plochý podavač s nižším faktorem rychlosti, bude to mít za následek zkrácení požadované délky.

Výsledkem feeder efektu je, že složená dipólová anténa má plošší odezvu, tj. Širší šířku pásma než nepřeložený dipól.

Dochází k tomu proto, že při frekvenci mimo rezonanci má reaktance dipólu opačnou formu než tříděná přenosová linka a v důsledku toho dochází k určitému rušení reaktance v napájecím bodě antény.

Výhody skládaného dipólu
Existují dvě hlavní výhody pro použití skládané dipólové antény přes standardní dipól:

Zvýšení impedance:  Když je třeba použít napáječe s vyšší impedancí, nebo když je impedance dipólu snížena faktory, jako jsou parazitní prvky, složený dipól poskytuje významné zvýšení úrovně impedance, což umožňuje snadnější přizpůsobení antény dostupnému napáječi.

Široká šířka pásma:  Skládaná dipólová anténa má plošší frekvenční odezvu - to umožňuje její použití na širší šířku pásma s mnoha přenosy využívajícími řadu různých volitelných kanálů, např. Televizní a rozhlasové vysílání, je zapotřebí širokopásmová anténa. Standardní dipólová anténa ne vždy poskytuje požadovanou šířku pásma a další šířka pásma složeného dipólu splňuje požadavky.

Nerovné vodiče skládané dipóly

Při mnoha příležitostech může být nutné implementovat impedanční poměry na standardní poměr 4: 1, který je normální pro složenou dipólovou anténu. Pouhou změnou efektivního průměru dvou vodičů: horního a spodního lze dosáhnout různých poměrů.

Je možné určit poměr zesílení impedance pomocí následujícího vzorce:

 
Kde:
    d1 je průměr vodiče pro podávací rameno dipólu
    d2 je průměr vodiče pro nenapájené rameno dipólu
    S je vzdálenost mezi vodiči
    r je poměr zesílení

Je třeba si uvědomit, že s použitím silných vodičů je na rozdíl od normálního drátu spojen zkrácený účinek, který bude mít vliv na délku složeného dipólu.

Vícevodičové skládané dipóly
Ačkoli koncept skládané dipólové antény často znamená použití jednoho dalšího vodiče, koncept lze dále rozšířit přidáním dalších vodičů. To má za následek ještě větší zvýšení celkové impedance a další rozšíření šířky pásma.

 
Například pro třívodičový skládaný dipól, přičemž všechny vodiče nebo vodiče mají stejný průměr, se impedance zvyšuje o faktor tří čtverců, tj. 9. To znamená, že jmenovitá hodnota pro skládaný dipól se třemi vodiči je 9krát 73Ω nebo přibližně 600Ω

Skládané dipólové aplikace
Existuje mnoho způsobů, jak lze použít skládané dipóly. Nacházejí využití v mnoha aplikacích:

Na vlastní pěst:   Skládané dipólové antény se někdy používají samy o sobě, ale musí být napájeny napáječem s vysokou impedancí, obvykle 300 ohmů. To samo o sobě může být velmi užitečné v určitých aplikacích, kde lze použít vyvážené podavače.

Jako součást jiné antény:   Skládané dipóly však nacházejí další využití, když je dipól začleněn do jiného designu antény RF s dalšími prvky poblíž. Jde o to, že začlenění dipólu do antény, jako je Yagi, kde jsou prvky úzce spojeny, snižuje impedanci napájení. Pokud byl použit jednoduchý dipól, lze snadno zažít úroveň napájecí impedance nižší než 20 Ω nebo nižší.

Použití složeného dipólu umožňuje zvýšit impedanci čtyřnásobně nebo tak, jak je požadováno, protože ve složeném dipólu je více vodičů.

Zvýšená šířka pásma:   Někdy mohou být použity skládané dipóly čistě pro větší šířku pásma. Pokud se používají ke zvýšení šířky pásma, lze použít skládané dipóly samostatně nebo v rámci jiného anténního systému.
Vzhledem k množství způsobů, jak lze skládané dipóly použít, jsou běžnější, než by se na první pohled očekávalo.

Zanechat vzkaz 

Seznam zpráv