Аб складанай дыпольнай антэне / антэне

Базавая дыпольная антэна альбо антэна шырока выкарыстоўваюцца ў сваёй асноўнай форме. Аднак пры шэрагу абставінаў мадыфікацыя гэтай дынамічнай антэны, якая складаецца, дае шэраг пераваг.

Складзеная дыпольная антэна альбо складзеная дыпольная антэна шырока выкарыстоўваецца не толькі самастойна, але і як кіруемы элемент у іншых антэнах, такіх як антэна Ягі і розных іншых тыпаў антэн.

Асновы складанай дыпольнай антэны

Складзеная дыпольная антэна складаецца з асноўнага дыполя, але з дадатковым правадыром, які злучае два канцы паміж сабой. Гэта стварае "пятлю" драты, якая з'яўляецца кароткім замыканнем на пастаянны ток. Паколькі тарцы складаюцца назад, антэна называецца складзенай дыпольнай антэнай.

Асноўны фармат складзенай дыпольнай антенны паказаны ніжэй. Як і асноўны дыполь, складзеная дыпольная антэна з'яўляецца збалансаванай антэнай, і яе трэба сілкаваць збалансаваным фідэрам. Незбалансаваныя фідэры могуць выкарыстоўвацца пры ўмове выкарыстання балуна (неўраўнаважанага да ўраўнаважанага трансфарматара).

Дадатковая частка складзенай дыпольнай антэны часта вырабляецца з выкарыстаннем дроту або стрыжня таго ж дыяметра, што і асноўная дыпольная секцыя. Аднак гэта не заўсёды так.

Таксама драты альбо дубцы звычайна размяшчаюцца на аднолькавай адлегласці па даўжыні паралельных элементаў. Гэтага можна дасягнуць рознымі спосабамі. Часта для антэн УКВ або УВЧ цвёрдасць элементаў дастатковая, але пры больш нізкіх частотах могуць спатрэбіцца пракладкі. Каб драты не разлучаліся. Відавочна, што калі яны не ізаляваны, неабходна пазбегнуць іх кароткага замыкання. У некаторых выпадках можна выкарыстоўваць плоскую падачу.

Адной з асноўных прычын выкарыстання складанай дыпольнай антэны з'яўляецца павелічэнне імпедансу падачы, якое яна забяспечвае. Калі праваднікі ў галоўным дыполі і другім або "складчатым" правадніку маюць аднолькавы дыяметр, то выяўляецца, што імпеданс падачы павялічваецца ў чатыры разы (гэта значыць у два квадраты). У свабоднай прасторы гэта дае павелічэнне імпедансу падачы з 73 Ом прыблізна да 300 Ом Ом. Акрамя таго, радыёчастотная антэна мае больш шырокую прапускную здольнасць.

Тэорыя складанага дыпольнага імпедансу
Можна меркаваць, чаму ў складчаным дыпольным антэне імпеданс павялічваецца ў чатыры разы.

У стандартнай дыпольнай антэне токі, якія праходзяць уздоўж праваднікоў, знаходзяцца ў фазе, і ў выніку паляпшэнне палёў не адбываецца, і ў выніку адбываецца выпраменьванне альбо сігнал.

Пры даданні другога правадыра для складання дыпольнай антэны гэта можна разглядаць як працяг стандартнага дыполя з адхіленымі назад канцамі, каб сустрэць адзін аднаго. У выніку токі ў новым участку цякуць у тым жа кірунку, што і ў зыходным дыполі. Такім чынам, токі ўздоўж абедзвюх паўхваль знаходзяцца ў фазе, і антэна будзе выпраменьваць з тымі ж дыяграмамі выпраменьвання і г.д., як просты паўхвалевы дыполь.

Павелічэнне імпедансу можна высветліць з таго факту, што магутнасць, якая падаецца ў складзеную дыпольную антэну, раўнамерна размяркоўваецца паміж дзвюма секцыямі, якія складаюць антэну. Гэта азначае, што ў параўнанні са стандартным дыполем ток у кожным правадніку памяншаецца да паловы. Па меры прымянення той самай магутнасці, імпеданс павінен быць павялічаны ў чатыры разы, каб захаваць раўнавагу ў раўнанні Ват = I2 x R.

Складзены дыпольны эфект лініі перадачы
Складзены элемент складзенай дыпольнай антэны мае прымацаваны да яго эфект лініі перадачы. Можна бачыць, што імпеданс дыполя з'яўляецца паралельна імпедансу замыканых участкаў лініі электраперадачы, хаця аргументы для імпедансу, прыведзеныя вышэй, усё яшчэ адпавядаюць рэчаіснасці - гэта проста іншы спосаб разгляду той жа праблемы.

Гэта можа дапамагчы растлумачыць некаторыя іншыя ўласцівасці антэны.

Даўжыня ўплывае на гэты эфект. Звычайна на даўжыню хвалі стаялай хвалі ў фідэры ўплывае фактар ​​хуткасці. Калі выкарыстоўваецца паветра, гэта будзе прыблізна 95% ад значэння вольнай прасторы. Аднак калі выкарыстоўваецца плоская падача з больш нізкім каэфіцыентам хуткасці, гэта будзе мець эфект скарачэння неабходнай даўжыні.

Эфект падачы таксама прыводзіць да таго, што складзеная дыпольная антэна мае больш плоскі водгук, гэта значыць больш шырокую прапускную здольнасць, чым несагнутая дыполь.

Гэта адбываецца таму, што на частаце, далёкай ад рэзанансу, рэактыўнае супраціў дыполя мае адваротную форму ад сартаванай лініі перадачы, і ў выніку адбываецца некаторае зніжэнне рэактансу ў кропцы падачы антэны.

Складаныя дыпольныя перавагі
Ёсць два асноўныя перавагі выкарыстання складанай дыпольнай антэны перад стандартным дыполем:

Павелічэнне імпедансу:  Калі неабходна выкарыстоўваць фідэры з больш высокім імпедансам альбо калі імпеданс дыполя памяншаецца такімі фактарамі, як паразітуючыя элементы, складзены дыполь забяспечвае значнае павелічэнне ўзроўню імпедансу, што дазваляе антэне лягчэй падабраць наяўны фідэр.

Шырокая прапускная здольнасць:  Складзеная дыпольная антэна мае больш роўную частотную характеристику - гэта дазваляе выкарыстоўваць яе на больш шырокай прапускной здольнасці з вялікай колькасцю перадач, выкарыстоўваючы мноства розных каналаў, якія можна выбраць, напрыклад, тэлебачанне і радыёвяшчанне, неабходная шырокапалосная антэна. Стандартная дыпольная антэна не заўсёды забяспечвае неабходную прапускную здольнасць, а дадатковая прапускная здольнасць складзенага дыполя адпавядае патрабаванням.

Неаднолькавы дырыжаль у складзеным дыполі

У многіх выпадках можа спатрэбіцца рэалізаваць суадносіны імпедансу са стандартным суадносінамі 4: 1, што з'яўляецца нармальным для складчатай дыпольнай антэны. Проста змяняючы эфектыўны дыяметр двух правадыроў: верхняга і ніжняга, можна атрымаць розныя суадносіны.

Вызначыць каэфіцыент узмацнення імпедансу можна, выкарыстоўваючы формулу ніжэй:

 
дзе:
    d1 - дыяметр правадыра для падаючага плеча дыполя
    d2 - дыяметр правадыра для ненапружанага плеча дыполя
    S - адлегласць паміж праваднікамі
    r - каэфіцыент павелічэння

Варта памятаць, што ёсць эфект скарачэння, звязаны з выкарыстаннем тоўстых правадоў у адрозненне ад звычайнага провада, і гэта адаб'ецца на даўжыні складзенага дыполя.

Шматпровадніковыя складзеныя дыполі
Хоць паняцце складчатай дыпольнай антэны часта прадугледжвае выкарыстанне аднаго дадатковага правадыра, гэта паняцце можна пашырыць, дадаўшы дадатковыя праваднікі. Гэта прыводзіць да яшчэ большага павелічэння агульнага імпедансу і далейшага пашырэння прапускной здольнасці.

 
Напрыклад, для трохпроваднага складзенага дыполя, пры гэтым усе драты і праваднікі маюць аднолькавы дыяметр, імпеданс павялічваецца ў тры разы ў квадраце, гэта значыць 9. Гэта азначае, што намінальнае значэнне складчатага дыполя з трыма праваднікамі складае 9 разоў 73Ω або прыблізна 600Ω

Складзеныя дыпольныя прыкладання
Існуе мноства спосабаў выкарыстання складзеных дыполяў. Яны знаходзяць прымяненне ў многіх прыкладаннях:

Самастойна:   Складаныя дыпольныя антэны часам выкарыстоўваюцца самастойна, але яны павінны сілкавацца высокім імпедансам, звычайна 300 Ом. Гэта само па сабе можа быць вельмі карысна ў некаторых выпадках, калі могуць выкарыстоўвацца збалансаваныя кармушкі.

У рамках іншай антэны:   Аднак складзеныя дыполі знаходзяць большае прымяненне, калі дыполь убудаваны ў іншую канструкцыю ВЧ-антэны з іншымі элементамі побач. Справа ў тым, што ўключэнне дыполя ў антэну, такую ​​як Yagi, дзе элементы цесна звязаны, памяншае імпеданс падачы. Калі быў выкарыстаны просты дыполь, узровень імпедансу падачы менш за 20 Ом ці менш можна лёгка адчуць.

Выкарыстанне складзенага дыполя дазваляе павялічыць імпеданс у чатыры разы альбо ўсё, што патрабуецца, маючы ў складзеным дыполі некалькі правадоў.

Павелічэнне прапускной здольнасці:   Часам складаныя дыполі могуць выкарыстоўвацца выключна для атрымання большай прапускной здольнасці. Пры выкарыстанні для павелічэння прапускной здольнасці складзеныя дыполі могуць выкарыстоўвацца самастойна альбо ў іншай антэннай сістэме.
Улічваючы колькасць спосабаў прымянення складзеных дыполяў, яны сустракаюцца часцей, чым можна было чакаць спачатку.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў