Om brettet dipolantenne / antenne

Den grunnleggende dipolantennen eller antennen er mye brukt i sin grunnleggende form. Imidlertid tilveiebringer en modifisering av dette som kalles den brettede dipolantenne under en rekke omstendigheter en rekke fordeler.

Den brettede dipolantennen eller den brettede dipolantennen brukes mye, ikke bare alene, men også som det drevne elementet i andre antenner som Yagi-antennen og forskjellige andre typer antenner.

Grunnleggende om foldede dipolantenner

Den brettede dipolantennen består av en grunnleggende dipol, men med en ekstra leder som forbinder de to endene sammen. Dette lager en "løkke" av ledning som er en kortslutning til DC. Ettersom endene ser ut til å være brettet tilbake, kalles antennen en brettet dipolantenne.

Grunnformatet for den brettede dipolantennen er vist nedenfor. I likhet med den grunnleggende dipolen er den brettede dipolantennen en balansert antenne, og må mates med en balansert mater. Ubalanserte matere kan brukes forutsatt at en balun (ubalansert til balansert transformator) brukes.

Den ekstra delen av den brettede dipolantenne lages ofte ved å bruke en ledning eller stang med samme diameter som den grunnleggende dipoleseksjonen. Dette er imidlertid ikke alltid tilfelle.

Ledningene eller stengene er typisk like i avstand langs lengden på de parallelle elementene. Dette kan oppnås på en rekke måter. Ofte for VHF eller UHF antenner er stivheten til elementene tilstrekkelig, men ved lavere frekvenser kan det være behov for avstandsstykker. For å holde ledningene fra hverandre. Åpenbart hvis de ikke er isolert, er det viktig å holde dem fra kortslutning. I noen tilfeller kan flatmater brukes.

En av hovedårsakene til å bruke en brettet dipolantenne er økningen i fôrimpedans som den gir. Hvis lederne i hoveddipolen og den andre eller "foldede" lederen har samme diameter, er det funnet at det er en firdobling (dvs. to kvadrat) av tilførselsimpedansen. I ledig plass gir dette en økning i feedimpedansen fra 73Ω til rundt 300Ω ohm. I tillegg har RF-antennen en bredere båndbredde.

Brettet dipolimpedansøkningsteori
Det er mulig å resonnere hvorfor det er en fire ganger økning i impedans for den brettede dipolantennen.

I en standard dipolantenne er strømmen som strømmer langs lederne i fase, og som et resultat er det ingen kansellering av feltene, og som et resultat oppstår stråling eller signalet.

Når den andre lederen tilsettes for å lage den brettede dipolantenne, kan dette betraktes som en utvidelse av standarddipolen med endene brettet tilbake for å møte hverandre. Som et resultat strømmer strømmen i den nye seksjonen i samme retning som den i den opprinnelige dipolen. Strømmene langs begge halvbølgene er derfor i fase, og antennen vil utstråle med de samme strålingsmønstrene etc. som en enkel halvbølgedipol.

Impedansøkningen kan trekkes fra det faktum at strømmen til en brettet dipolantenne deles jevnt mellom de to seksjonene som utgjør antennen. Dette betyr at når man sammenligner med en standard dipol, reduseres strømmen i hver leder til en halv. Når den samme kraften brukes, må impedansen heves med en faktor på fire for å beholde balansen i ligningen Watts = I2 x R.

Brettet dipoloverføringslinjeeffekt
Det brettede elementet i den brettede dipolantennen har en overføringslinjeeffekt festet med seg. Det kan sees at impolansen til dipolen opptrer parallelt med impedansen til de kortere transmisjonslinjeseksjonene, selv om argumentene for impedansen ovenfor er fortsatt sanne - det er bare en annen måte å se på det samme problemet.

Dette kan bidra til å forklare noen av de andre egenskapene til antennen.

Lengden påvirkes av denne effekten. Normalt påvirkes bølgelengden til en stående bølge i en mater av hastighetsfaktoren. Hvis luft brukes, vil dette utgjøre rundt 95% av verdien for ledig plass. Imidlertid, hvis en flat mater med en lavere hastighetsfaktor brukes, vil dette ha effekten av å forkorte den nødvendige lengden.

Matereffekten resulterer også i at den brettede dipolantennen har en flatere respons, dvs. en bredere båndbredde enn en ikke-brettet dipol.

Det oppstår fordi reaktansen til dipolen har en motsatt form fra den av den sorterte overføringslinjen, og som et resultat er det en viss reaktansekansellering ved antennens matepunkt.

Brettede dipolfordeler
Det er to hovedfordeler ved å bruke en brettet dipolantenne over en standard dipol:

Økning i impedans:  Når matere med høyere impedans må brukes, eller når dipolens impedans reduseres av faktorer som parasittiske elementer, gir en brettet dipol en betydelig økning i impedansnivået som gjør det mulig å tilpasse antennen lettere til den tilgjengelige materen.

Bred båndbredde:  Den brettede dipolantennen har en flatere frekvensrespons - dette gjør at den kan brukes over en bredere båndbredde med mange overføringer ved å bruke en rekke forskjellige valgbare kanaler, for eksempel TV og kringkastingsradio, en bred båndbreddeantenne er nødvendig. Standard dipolantenne gir ikke alltid den nødvendige båndbredden, og den ekstra båndbredden til den brettede dipolen oppfyller kravene.

Ulik leder brettet dipoler

Ved mange anledninger kan det være nødvendig å implementere impedansforhold til standard 4: 1-forholdet som er normalt for en brettet dipolantenne. Bare ved å variere den effektive diameteren til de to lederne: topp og bunn, forskjellige forhold kan oppnås.

Det er mulig å bestemme impedansforbedringsforholdet ved hjelp av formelen nedenfor:

 
Hvor:
    d1 er lederdiameteren for matearmen til dipolen
    d2 er lederdiameteren for den ikke-matede armen av dipolen
    S er avstanden mellom lederne
    r er trinn opp forholdet

Det skal huskes at det er en forkortende effekt forbundet med bruken av tykke ledere i motsetning til normal ledning, og dette vil ha en innvirkning på lengden på den brettede dipolen.

Multiledere brettet dipoler
Selv om konseptet med en brettet dipolantenne ofte innebærer bruk av en ekstra leder, kan konseptet utvides ytterligere ved å legge til flere ledere. Dette har den effekten at den samlede impedansen økes enda mer og utvider båndbredden ytterligere.

 
For eksempel for en tre-ledet brettet dipol, med alle ledninger eller ledere med samme diameter, økes impedansen med en faktor på tre kvadrat, dvs. 9. Dette betyr at den nominelle verdien for en brettet dipol med tre ledere er 9 ganger 73Ω eller omtrent 600Ω

Brettede dipolapplikasjoner
Det er mange måter foldede dipoler kan brukes på. De finner bruksområder i mange applikasjoner:

På egen hånd:   Brettede dipolantenner brukes noen ganger alene, men de må mates med en høyimpedansmater, vanligvis 300 ohm. Dette alene kan være veldig nyttig i visse applikasjoner der balanserte matere kan brukes.

Som en del av en annen antenne:   Brettede dipoler finner imidlertid flere bruksområder når en dipol er innlemmet i en annen RF-antennedesign med andre elementer i nærheten. Problemet er at å inkorporere en dipol i en antenne som en Yagi der elementene er tett koblet, reduserer matningsimpedansen. Hvis en enkel dipol ble brukt, kan matingsimpedansnivåene på mindre enn 20 Ω eller mindre lett oppleves.

Ved å bruke en brettet dipol kan impedansen økes med en faktor på fire eller hva som helst som kreves ved å ha flere ledninger i den brettede dipolen.

Økt båndbredde:   Noen ganger kan brettede dipoler brukes rent for å gi større båndbredde. Når de brukes for å øke båndbredden, kan brettede dipoler brukes alene eller i et annet antennesystem.
Med tanke på antall måter foldede dipoler kan brukes på, er de vanligere enn man først kunne ha forventet.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste