آنتن دو قطبی نیم موج ، از هوای دو قطبی نیمه موج ، پرکاربردترین نسخه آنتن محبوب قطبی است.

قطر نیم موج محبوب ترین نسخه آنتن قطبی یا هوایی است.

همانطور که از نام آن پیداست ، قطر نیم موج دو طول نیم موج دارد. این کوتاهترین طول طنین انداز است که می تواند برای یک قطر رزونانس استفاده شود. همچنین دارای الگوی تابش بسیار مناسب است.

مبانی دو قطبی نیم موج
قطر نیم موج از یک عنصر رسانا تشکیل شده است که سیم یا لوله فلزی است و دارای طول موج نیم برقی است. قطر نیم موج معمولاً در وسط تغذیه می شود که امپدانس به پایین ترین مقدار خود می رسد. به این ترتیب ، آنتن از فیدر متصل به دو عنصر طول موج مطابق با یکدیگر است.

لازم به یادآوری است که طول دو قطبی نیم موج یک طول نیمه الکتریکی برای موجی است که در هادی های آنتن حرکت می کند. این کمی کوتاهتر از طول معادل موج است که در فضای آزاد تردد می کند زیرا رسانای آنتن بر طول موج تأثیر می گذارند.

آنتن دو قطبی نیمه موج پایه که طول قطر را با توجه به طول موج نشان می دهد.

آنتن قطبی نیمه موج پایه

میزان ولتاژ و جریان در طول بخش تابشی آنتن متفاوت است. این امر به این دلیل رخ می دهد که امواج ایستاده در طول عنصر تابش تنظیم می شوند.

از آنجا که انتهای آن جریان مدار باز در این نقاط صفر است ، اما ولتاژ در حداکثر خود است.

از آنجا که نقطه ای که این کمیت ها اندازه گیری می شود از انتهای آن دور می شود ، مشخص می شود که آنها از نظر سینوسی تغییر می کنند: ولتاژ در حال افت است ، اما جریان در حال افزایش است. سپس جریان به حداکثر می رسد و ولتاژ به حداقل می رسد در طول مساوی با طول موج ربع برقی از انتها. همانطور که یک قطر نیم موج است ، این نقطه در مرکز رخ می دهد.

امپدانس تغذیه دو قطبی نیمه موج
یکی از مهمترین ملاحظات مربوط به هر آنتن ، تنظیمات خوراک است - چگونگی انتقال نیرو از خط فیدر / خط انتقال به داخل آنتن. تطبیق امپدانس ، متعادل یا نامتوازن و جنبه های دیگر باید در نظر گرفته شود.

از بسیاری جهات ، قطر نیم موج بسیار آسان برای تغذیه است. فیدر به طور معمول به نقطه مرکزی وصل می شود جایی که حداکثر جریان و حداقل ولتاژ وجود دارد. این نتیجه می دهد که آنتن مقاومت کمتری به فیدر نشان می دهد. این تغذیه بسیار ساده تر است زیرا ولتاژهای بالای RF در ارتباط با ترتیبات تغذیه امپدانس بالا می توانند مشکلات زیادی را برای فیدرها و واحدهای منطبق ایجاد کنند.

موجهای جریان و ولتاژ بر روی قطر نیم موج.

موجهای جریان و ولتاژ بر روی قطر نیم موج

برای آنتن دو قطبی که دارای طول موج نیم برقی است ، واکنشهای القایی و خازنی یکدیگر را در فرکانس رزونانس لغو می کنند. با لغو سطح واکنشپذیری القایی و خازنی ، بار دیگر کاملاً مقاومت پذیر می شود و این باعث می شود تغذیه آنتن نیمه موج دو قطبی به مراتب آسان تر شود.

قطر یک آنتن متعادل است و بنابراین یک تنظیم خوراک متعادل مورد نیاز است. این به طور معمول نیاز به یک نوع فیدر دوقلو یا متعادل دارد که مورد استفاده قرار گیرد. اما در صورت استفاده از ترانسفورماتور balun (متعادل به ترازو نشده) ، می توان از فیدر کواکسیال استفاده کرد.

فیدر کواکسیال زمانی مناسب است که مسابقه امپدانس خوب نباشد و امواج ایستاده حضور نداشته باشند ، و همچنین مطابقت با یک خروجی فرستنده که فقط ممکن است بخواهد یک بار مقاومت را مشاهده کند ، بسیار ساده تر است. بارهایی که شامل واکنش پذیری هستند منجر به ولتاژ بالاتر از سطح فعلی می شوند که فرستنده ممکن است قادر به تحمل آن نباشد.

امپدانس برای آنتن دو قطبی نیم موج در فضای آزاد دو قطبی 73 Ω است که مطابقت خوبی با فیدر کواکسیال 70Ω نشان می دهد و این یکی از دلایلی است که با استفاده از این امپدانس مقاومت زیادی برای بسیاری از برنامه ها انتخاب شده است.

قطر نیم موج اغلب با یک فیدر 50Ω تغذیه می شود. آنتن غالباً مسابقه خیلی خوبی از خود نشان می دهد زیرا نزدیکی اجسام دیگر ، مانند زمین ، نصب آنتن ، و غیره به این معنی است که امپدانس در زیر 73Ω که در فضای آزاد ارائه می کند ، پایین می آید.

طول دو قطبی نیم موج
اگرچه نام دو قطبی طول تقریبی خود را نشان می دهد ، در هنگام طراحی و ساخت یک قطب واقعی ، به طول دقیق تری نیاز دارید.

طول واقعی دو قطب نیم موج در فضای آزاد کمی کوتاهتر از نیم موج است زیرا به دلیل تعدادی از اثرات مرتبط با این واقعیت است که شکل موج RF درون یک سیم انجام می شود و همچنین به احتمال زیاد در خلاء وجود ندارد.

برای محاسبه طول آنتن قطبی نیم موج دو قطبی ، عناصری از قبیل نسبت ضخامت یا قطر رسانا به طول ، ثابت دی الکتریک محیط اطراف عنصر تابشگر و غیره در نظر گرفته می شود.

در بعضی موارد لازم است طول آنتن دو قطبی نیم موج کوتاه شود. این کار را با اضافه کردن سلف بار می توان بدست آورد. این در عنصر تابش قرار می گیرد. این کار می کند زیرا آنتن دو قطبی را می توان به عنوان یک مدار رزونانس متشکل از یک خازن و سلف در نظر گرفت. با اضافه کردن القایی اضافی ، فرکانس رزونانس کاهش می یابد ، یعنی یک طول آنتن داده شده در فرکانس پایین تر از آن که ممکن است در صورت وجود هیچ سلف وجود نداشته باشد ، طنین انداز می شود. به این ترتیب می توان طول آنتن را کوتاه کرد.

این اصل برای هر نوع آنتن قابل استفاده است و اغلب در جایی مورد استفاده قرار می گیرد که فضا مورد توجه عمده قرار گیرد.

الگوی تابش دو قطبی و ضریب هدایت

می توان الگوی تابش را محاسبه کرد و از این رو هدایت را تعیین کرد.

همانطور که انتظار می رود حداکثر هدایت قطبی نیم موج حداکثر تابش را در زاویه های راست به رادیاتور اصلی نشان می دهد.

در زوایای دیگر ، می توان از زاویه θ در فرمول دو قطبی نیم موج فوق در بالا برای تعیین قدرت میدان استفاده کرد.

نمودار قطبی قطبی نیم قطبی و الگوی تابش.

نمودار قطبی قطبی نیم موج

همچنین می توان الگوی تشعشع را از نظر هواپیما که به اطراف آنتن دو قطبی نگاه می کند ، مشاهده کرد ، یعنی در هواپیما که قطب دو قطبی را در زمینه تابش حداکثر خود قرار می دهد.

نمودار قطبی قطره ای در زاویه های حقوق تا محور آنتن.

الگوی تشعشع با محور آنتن در / از صفحه نمایش

همانطور که مشاهده می شود ، با محور آنتن داخل / خارج از صفحه ، سطح تابش در اطراف آنتن یکسان است. این انتظار می رود زیرا هیچ چیز برای تمایز جهت از جهت دیگر یا تأثیر اشعه در جهات مختلف در این هواپیما وجود ندارد.

راهنمایی های عملی
در هنگام توسعه ، طراحی و نصب آنتن قطبی نیم موج ، تعدادی نکته و نکته کلی وجود دارد که می تواند برای اطمینان از عملکرد بهینه دنبال شود. این موارد بالاتر از موارد عادی است که برای نصب آنتن استفاده می شود ، برای مثال اطمینان از بهینه بودن ارتفاع و غیره.

* از فیدر یا بالون متعادل استفاده کنید:
آنتن دو قطبی یک آنتن متعادل است. بنابراین لازم است از یک فیدر متعادل استفاده شود ، یا اگر از فیدر کواکسیال استفاده می شود ، باید از بالون استفاده شود - انواع مختلفی وجود دارد که به راحتی ساخته می شود.

* دو قطب نیم موج یک نیم موج نیست: آنتن دو قطبی نیم موج به اندازه طول یک موج نیمه در فضای آزاد نیست. اثرات نهایی به این معنی است که طول واقعی مورد نیاز کمی کوتاه تر است.

* حداکثر بخش های فعلی:

می توان نشان داد که مناطقی از آنتن که جریان در آن حداکثر است بیشترین میزان را در پرتوی / دریافت دریافت می کند. برای اطمینان از کارآمدترین عملکرد ، این مناطق باید از موانع عاری باشند و از موقعیت بهینه برای تابش برخوردار شوند.

این بیشترین کاربرد آنتن ها را برای فرکانس های پایین که در آن طول بسیار طولانی است استفاده می شود. در مورد آنتن های VHF و UHF ، جایی که آنتن ها بسیار کوتاه تر هستند ، به نظر می رسد کل طول دوقطبی دارای یک "نمای" مشابه است. برای آنتن های HF ، ممکن است گاهی اوقات مرکز آنتن بالاتر از انتها نگه داشته شود و بنابراین شانس بیشتری برای تابش بهتر سیگنال دارند.

* حداکثر ولتاژ در آنتن به پایان می رسد:

نقاط حداکثر ولتاژ در انتهای آنتن است. اگر برای انتقال استفاده می شود ، اطمینان حاصل کنید که این موارد به طور تصادفی قابل لمس نیستند ، و همچنین از عایق بندی مناسب اطمینان حاصل کنید. این مهم هنگام استفاده از آنتن های سیم که در انتها به عنوان نقاط لنگر مورد استفاده قرار می گیرد ، مهم است.

همچنین این موارد نباید از اشیاء مجاور دور باشند که می توانند برای جذب نیرو و جدا کردن آنتن عمل کنند.

آنتن قطبی نیم موج دو قطبی احتمالاً پرکاربردترین اشکال دو قطبی است - حتی پرکاربردترین شکل آنتن. این ساده ، مؤثر است و می تواند به عنوان عنصر رانده شده در بسیاری از اشکال دیگر آنتن از آنتن های Yagi تا بازتابنده های پارابولیک و موارد دیگر استفاده شود.

قبلی:اساسی ترین عناصر آنتن: آنتن دو قطبی و دوقطع استریا

بعد:نحوه محاسبه طول آنتن دو قطبی: محاسبه و فرمول

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...