Volditud dipoolantenni / antenni kohta

Põhilist dipoolantenni või antenni kasutatakse selle põhivormis laialdaselt. Kuid mitmel juhul annab selle modifitseerimine, mida nimetatakse volditud dipoolantenniks, mitmeid eeliseid.

Volditud dipoolantenni või volditud dipoolantenni kasutatakse laialdaselt mitte ainult iseseisvalt, vaid ka juhitava elemendina teistes antennides, nagu Yagi antenn ja mitmesugused muud tüüpi antennid.

Volditud dipoolantenni põhitõed

Volditud dipoolantenn koosneb põhilisest dipoolist, kuid lisatud juhiga, mis ühendab need kaks otsa omavahel. See teeb traadi "silmuse", mis on lühis DC-le. Kuna otsad näivad olevat tagasi volditud, nimetatakse antenni volditud dipoolantenniks.

Allpool on näidatud volditud dipoolantenni põhivorming. Nagu põhidipool, on ka volditud dipoolantenn tasakaalustatud antenn ja seda tuleb toita tasakaalustatud sööturiga. Tasakaalustamata söötureid saab kasutada tingimusel, et kasutatakse balunit (tasakaalustamata trafot tasakaalustamata).

Volditud dipoolantenni täiendav osa valmistatakse sageli põhidipoollõikega sama läbimõõduga traadi või varda abil. Kuid see pole alati nii.

Ka traadid või vardad on tavaliselt paralleelsete elementide pikkuses võrdsel kaugusel. Seda on võimalik saavutada mitmel viisil. Sageli on VHF- või UHF-antennide jaoks elementide jäikus piisav, kuid madalamatel sagedustel võib osutuda vajalikuks kasutada vaheseinu. Juhtmete lahus hoidmiseks. Muidugi, kui neid pole isoleeritud, on hädavajalik hoida neid lühistamata. Mõnel juhul võib kasutada lamedat sööturit.

Volditud dipoolantenni kasutamise üks peamisi põhjusi on selle pakutava impedantsi suurenemine. Kui peamise dipooli ja teise või "volditud" juhi läbimõõt on sama, leitakse, et etteande impedants suureneb neljakordselt (st kaks ruutu). Vabas ruumis annab see etteande takistuse tõusu 73Ω kuni umbes 300Ω oomi. Lisaks on RF-antennil laiem ribalaius.

Volditud dipooltakistuse suurenemise teooria
On võimalik põhjendada, miks volditud dipoolantenni impedants on neljakordne.

Tavalises dipoolantennis on juhte mööda voolavad voolud faasilised ja selle tulemusel väljad ei tühistata ning selle tagajärjel tekib kiirgus või signaal.

Kui volditud dipoolantenni valmistamiseks lisatakse teine ​​juht, võib seda pidada standarddipooli pikenduseks, mille otsad on üksteisega kokku klapitud. Selle tulemusena voolavad uues sektsioonis olevad voolud samas suunas kui algses dipoolis. Mõlema poollaine voolud on seetõttu faasilised ja antenn kiirgab sama kiirguse mustriga jne nagu lihtne poollaine dipool.

Takistuse kasvu võib järeldada asjaolust, et volditud dipoolantennile antav võimsus jaguneb ühtlaselt kahe antenni moodustava sektsiooni vahel. See tähendab, et võrreldes tavalise dipooliga väheneb voolutugevus igas juhis poole võrra. Sama võimsuse rakendamisel tuleb impedantsi tõsta neljakordse tasakaalu säilitamiseks võrrandis Watts = I2 x R.

Volditud dipooli ülekandeliini efekt
Volditud dipoolantenni volditud elemendil on sellega ühendatud ülekandeliini efekt. Võib vaadelda, et dipooli impedants ilmneb paralleelselt lühistatud ülekandeliinide sektsioonide impedantsiga, ehkki ülaltoodud impedantsi argumendid peavad endiselt paika - see on lihtsalt üks viis sama teema vaatamiseks.

See võib aidata selgitada mõningaid muid antenni omadusi.

See mõju mõjutab pikkust. Tavaliselt mõjutab sööturi seisva laine lainepikkust kiirustegur. Õhu kasutamisel moodustab see umbes 95% vaba ruumi väärtusest. Kui aga kasutatakse madalama kiirusteguriga lamedat sööturit, lühendab see nõutavat pikkust.

Toitefekti tagajärjel on ka volditud dipoolantennil vastus lamedam, st laiem ribalaius kui voldimata dipoolil.

See tekib seetõttu, et resonantsist eemal oleva sageduse korral on dipooli reaktants vastupidises vormis kui sorteeritud ülekandeliinil ja selle tagajärjel toimub antenni toitepunktis mõningane reaktantsi tühistamine.

Volditud dipooli eelised
Volditud dipoolantenni kasutamisel tavalise dipooliga võrreldes on kaks peamist eelist:

Takistuse suurenemine:  Kui on vaja kasutada suurema impedantsiga söötureid või kui dipooli impedanssi vähendavad sellised tegurid nagu parasiitelemendid, tagab volditud dipool impedantsitaseme olulise tõusu, mis võimaldab antenni hõlpsamini sobitada saadaoleva sööturiga.

Lai ribalaius:  Volditud dipoolantennil on madalam sagedusreaktsioon - see võimaldab seda kasutada laiemal ribalaiusel paljude edastuste korral, kasutades mitmesuguseid erinevaid valitavaid kanaleid, nt televisiooni- ja ringhäälinguraadio, on vaja laia ribalaiusega antenni. Tavaline dipoolantenn ei taga alati nõutavat ribalaiust ja volditud dipooli täiendav ribalaius vastab nõuetele.

Ebavõrdse juhiga volditud dipoolid

Paljudel juhtudel võib osutuda vajalikuks impedantsisuhete rakendamine standardse 4: 1 suhtega, mis on volditud dipoolantenni puhul tavaline. Lihtsalt muutes kahe juhi efektiivset läbimõõtu: ülemine ja alumine, on võimalik saada erinevad suhted.

Impedantsi suurendamise suhet on võimalik määrata järgmise valemi abil:

 
kus:
    d1 on dipooli etteandekangi juhi läbimõõt
    d2 on dipooli toitmata käe juhi läbimõõt
    S on juhtmete vaheline kaugus
    r on suurendamise suhe

Tuleb meeles pidada, et paksude juhtmete kasutamisel on vastupidine tavalisele juhtmele lühenev toime ja see mõjutab volditud dipooli pikkust.

Mitmejuhilised volditud dipoolid
Ehkki volditud dipoolantenni mõiste eeldab sageli ühe lisajuhi kasutamist, saab kontseptsiooni täiendavate juhtide lisamisega veelgi laiendada. See suurendab üldist impedantsi veelgi ja laiendab veelgi ribalaiust.

 
Näiteks kolmejuhtmelise volditud dipooli puhul, mille kõigi juhtmete või juhtmete läbimõõt on sama, impedantsi suurendatakse kolm korda ruutu, st 9. See tähendab, et kolme juhiga volditud dipooli nimiväärtus on 9 korda 73Ω ehk umbes 600Ω

Volditud dipoolrakendused
Volditud dipoole saab kasutada mitmel viisil. Nad leiavad kasutamist paljudes rakendustes:

Omapead:   Volditud dipoolantenne kasutatakse mõnikord iseseisvalt, kuid neid tuleb toita suure impedantsiga, tavaliselt 300 oomi, toiteallikaga. See võib iseenesest olla väga kasulik teatud rakendustes, kus võib kasutada tasakaalustatud söötureid.

Teise antenni osana:   Kuid volditud dipoolid leiavad rohkem kasutusvõimalusi, kui dipool on ühendatud teise RF-antenni kujundusega ja läheduses asuvad muud elemendid. Küsimus on selles, et dipooli lisamine sellisesse antenni nagu Yagi, kus elemendid on omavahel tihedalt ühendatud, vähendab etteande takistust. Kui kasutati lihtsat dipooli, siis saab hõlpsasti kogeda sööda impedantsi taset, mis on väiksem kui 20 Ω või vähem.

Volditud dipooli kasutamine võimaldab impedantsi suurendada neli korda või mis on vajalik, kui volditud dipoolis on mitu traati.

Suurenenud ribalaius:   Mõnikord võidakse suurema ribalaiuse saamiseks kasutada volditud dipoole. Kui seda kasutatakse ribalaiuse suurendamiseks, võib volditud dipoole kasutada eraldi või mõnes muus antennisüsteemis.
Võttes arvesse volditud dipoolide kasutamise viise, on need sagedasemad, kui algul võis arvata.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri