Oor gevoude dipoolantenne / antenne

Die basiese dipoolantenne of -antenne word wyd in sy basiese vorm gebruik. Onder 'n aantal omstandighede bied 'n verandering hierna, die gevoude dipoolantenne, egter 'n aantal voordele.

Die gevoude dipoolantenne of gevoude dipoolantenne word wyd gebruik, nie net alleen nie, maar ook as die aangedrewe element in ander antennas, soos die Yagi-antenne en verskillende ander soorte antennas.

Gevoude dipool antenna basiese beginsels

Die gevoude dipoolantenne bestaan ​​uit 'n basiese dipool, maar met 'n ekstra geleier wat die twee punte aan mekaar verbind. Dit maak 'n 'lus' draad wat kortsluit na DC. Aangesien dit lyk asof die punte teruggevou word, word die antenna 'n gevoude dipoolantenne genoem.

Die basiese formaat vir die gevoude dipoolantenne word hieronder getoon. Net soos die basiese dipool, is die gevoude dipoolantenne 'n gebalanseerde antenne en moet dit met 'n gebalanseerde voerder gevoer word. Ongebalanseerde voerders kan gebruik word mits 'n balun (ongebalanseerde tot gebalanseerde transformator) gebruik word.

Die addisionele deel van die gevoude dipoolantenne word dikwels gemaak deur 'n draad of staaf met dieselfde deursnee as die basiese dipoolafdeling te gebruik. Dit is egter nie altyd die geval nie.

Die drade of stokke is gewoonlik gelykop oor die lengte van die parallelle elemente. Dit kan op verskeie maniere bereik word. Dikwels vir VHF- of UHF-antennas is die styfheid van die elemente voldoende, maar by laer frekwensies moet afstandhouers gebruik word. Om die drade uitmekaar te hou. Dit is duidelik dat as dit nie geïsoleer word nie, dit noodsaaklik is om te voorkom dat hulle kortsluit. In sommige gevalle kan plat voerder gebruik word.

Een van die hoofredes vir die gebruik van 'n gevoude dipoolantenne is die toename in voerimpedansie wat dit bied. As die geleiers in die hoofdipool en die tweede of 'vou' geleier dieselfde deursnee het, word gevind dat die voerimpedansie 'n viervoudige toename het (dws twee vierkante). In vrye ruimte gee dit 'n toename in voerimpedansie van 73Ω tot ongeveer 300Ω ohm. Verder het die RF-antenne 'n wyer bandwydte.

Gevoude dipoolimpedansieverhogingsteorie
Dit is moontlik om te redeneer waarom daar 'n viervoudige toename in impedansie vir die gevoude dipoolantenne is.

In 'n standaard dipoolantenne is die strome wat langs die geleiers vloei in fase en gevolglik is daar geen kansellasie van die velde nie en gevolglik vind die bestraling of die sein plaas.

Wanneer die tweede geleier bygevoeg word om die gevoude dipoolantenne te maak, kan dit beskou word as 'n uitbreiding op die standaarddipool met die punte teruggevou om mekaar te ontmoet. As gevolg hiervan vloei die strome in die nuwe gedeelte in dieselfde rigting as dié in die oorspronklike dipool. Die strome langs albei die halfgolwe is dus in fase en die antenne sal met dieselfde stralingspatrone ens. Uitstraal as 'n eenvoudige halfgolfdipool.

Die impedansieverhoging kan afgelei word uit die feit dat die krag wat aan 'n gevoude dipoolantenne gelewer word eweredig gedeel word tussen die twee afdelings waaruit die antenne bestaan. Dit beteken dat in vergelyking met 'n standaarddipool die stroom in elke geleier tot 'n halwe verminder word. Aangesien dieselfde krag toegepas word, moet die impedansie met 'n faktor van vier verhoog word om die balans in die vergelyking Watt = I2 x R te behou.

Gevoude dipool transmissielyn effek
Die gevoude element van die gevoude dipoolantenne het 'n transmissielyneffek daaraan. Daar kan gesien word dat die impedansie van die dipool parallel verskyn met die impedansie van die verkorte transmissielynafdelings, hoewel die argumente vir die impedansie hierbo nog steeds geld - dit is net 'n ander manier om na dieselfde saak te kyk.

Dit kan help om sommige van die ander eienskappe van die antenne te verduidelik.

Die lengte word beïnvloed deur hierdie effek. Normaalweg word die golflengte van 'n staande golf in 'n voerder beïnvloed deur die snelheidsfaktor. As lug gebruik word, is dit ongeveer 95% van die waarde van die vrye ruimte. As 'n plat voerder met 'n laer snelheidsfaktor egter gebruik word, sal dit die verlengde lengte verkort.

Die toevoereffek het ook tot gevolg dat die gevoude dipoolantenne 'n platter reaksie het, dit wil sê 'n wyer bandwydte as 'n nie-gevoude dipool.

Dit kom voor omdat die reaktansie van die dipool teen 'n frekwensie weg van resonansie van die teenoorgestelde vorm is as die van die gesorteerde transmissielyn en gevolglik 'n mate van reaktansekansellering by die voerpunt van die antenne is.

Gevoude dipoolvoordele
Daar is twee hoofvoordele vir die gebruik van 'n gevoude dipoolantenne bo 'n standaarddipool:

Toename in impedansie:  Wanneer voeders met hoër impedansie gebruik moet word, of as die impedansie van die dipool verminder word deur faktore soos parasitiese elemente, bied 'n gevoude dipool 'n beduidende toename in die impedansievlak wat dit moontlik maak om die antenna makliker aan te pas by die beskikbare voerder.

Wye bandwydte:  Die gevoude dipoolantenne het 'n vlakker frekwensierespons - dit maak dit moontlik om oor 'n wyer bandwydte te gebruik, met baie uitsendings wat gebruik maak van verskillende kiesbare kanale, byvoorbeeld televisie en radio, 'n wye bandbreedte-antenne is nodig. Die standaard dipoolantenne bied nie altyd die vereiste bandwydte nie en die bykomende bandwydte van die gevoude dipool voldoen aan die vereistes.

Ongelyke geleier gevoude dipole

By baie geleenthede kan dit nodig wees om impedansieverhoudings te implementeer tot die standaard 4: 1-verhouding wat normaal is vir 'n gevoude dipoolantenne. Deur die effektiewe deursnee van die twee geleiers te varieer: bo en onder, kan verskillende verhoudings verkry word.

Dit is moontlik om die impedansie-opwaartse verhouding te bepaal met behulp van die onderstaande formule:

 
waar:
    d1 is die geleidingsdeursnee vir die toevoerarm van die dipool
    d2 is die geleidingsdeursnee vir die nie-gevoerde arm van die dipool
    S is die afstand tussen die geleiers
    r is die opwaartse verhouding

Daar moet onthou word dat daar 'n verkortingseffek is wat verband hou met die gebruik van dik geleiers in teenstelling met normale draad, en dit sal die lengte van die gevoude dipool beïnvloed.

Multigeleier gevoude dipole
Alhoewel die konsep van 'n gevoude dipoolantenne dikwels die gebruik van een ekstra geleier impliseer, kan die konsep verder uitgebrei word deur addisionele geleiers by te voeg. Dit het tot gevolg dat die algehele impedansie nog meer verhoog en die bandwydte verder vergroot word.

 
Byvoorbeeld vir 'n drieledige gevoude dipool, met alle drade of geleiers met dieselfde deursnee, word die impedansie met 'n faktor van drie kwadraat verhoog, dws 9. Dit beteken dat die nominale waarde vir 'n gevoude dipool met drie geleiers 9 keer is 73Ω of ongeveer 600Ω

Gevoude dipooltoepassings
Daar is baie maniere waarop gevoude dipole gebruik kan word. Hulle vind gebruike in baie toepassings:

Op hul eie:   Gevoude dipool-antennas word soms alleen gebruik, maar hulle moet gevoer word met 'n voerder met hoë impedansie, gewoonlik 300 ohm. Dit kan op sigself baie nuttig wees in sekere toepassings waar gebalanseerde voerders gebruik kan word.

As deel van 'n ander antenna:   Gevoude dipole vind egter meer gebruike as 'n dipool opgeneem word in 'n ander RF-antenna-ontwerp met ander elemente in die omgewing. Die probleem is dat die invoer van 'n dipool in 'n antenne soos 'n Yagi waar elemente nou gekoppel is, die voerimpedansie verminder. As 'n eenvoudige dipool gebruik is, kan die voedingsimpedansievlakke van minder as 20 Ω of minder maklik ervaar word.

Deur 'n gevoude dipool te gebruik, kan die impedansie verhoog word met 'n faktor van vier of wat ook al benodig word deur verskeie drade in die gevoude dipool te hê.

Verhoogde bandwydte:   Soms kan gevoude dipole slegs gebruik word om 'n groter bandwydte te gee. Wanneer dit gebruik word om die bandwydte te vergroot, kan gevoude dipole alleen of binne 'n ander antennestelsel gebruik word.
In die lig van die aantal maniere waarop gevoude dipole gebruik kan word, kom dit meer voor as wat aanvanklik verwag kon word.

Los 'n boodskap 

boodskap Lys