מהי אנטנת דיפול חצי גל / אנטנה?

האנטנה הדיפולית למחצית אורך הגל, של אנטנת הדיפול עם חצי גל היא הגרסה הנפוצה ביותר של אנטנת הדיפול הפופולרית.

הדיפול בעל חצי גל הוא הגרסה הפופולרית ביותר של אנטנת הדיפול או האוויר.

כפי שמשתמע מהשם, הדיפול חצי גל הוא באורך גל חצי. זהו אורך התהודה הקצר ביותר שניתן להשתמש בו לדיפול מהדהד. יש לו גם דפוס קרינה נוח מאוד.

יסודות דיפול עם חצי גל
הדיפול בעל חצי גל נוצר מאלמנט מוליך שהוא תיל או צינור מתכת שאורכו אורך גל חצי חשמלי. בדרך כלל מוזנים הדיפול חצי-גל ​​באמצע בו המכשול נופל לנמוך ביותר שלו. בדרך זו האנטנה מורכבת מהמזין המחובר לשני אלמנטים באורך גל בקווים אחד עם השני.

יש לזכור כי אורך הדיפול בעל חצי גל הוא אורך גל חשמלי למחצית הגל הנע במוליכי האנטנה. זה מעט קצר מהאורך המקביל של גל הנע בחלל הפנוי מכיוון שמוליכי האנטנה משפיעים על אורך הגל.

אנטנה בסיסית של חצי גל דיפול המראה את אורך הדיפול ביחס לאורך גל.

אנטנה בסיסית של חצי גל דיפול

רמות המתח והזרם משתנות לאורך קטע הקרינה של האנטנה. זה קורה מכיוון שגלים עומדים מוגדרים לאורכו של היסוד המקרין.

כאשר הקצוות הם זרם מעגל פתוח בנקודות אלה הוא אפס, אך המתח הוא במקסימום.

כאשר הנקודה בה נמדדת הכמויות הללו מתרחקת מהקצוות, נמצא שהם משתנים בסינוסואידי: המתח יורד, אך הזרם עולה. לאחר מכן הזרם מגיע למקסימום והמתח מינימלי באורך שווה לרבע הגל החשמלי מהקצוות. מכיוון שמדובר בדיפול חצי גל, נקודה זו מתרחשת במרכז.

עכבת הזנת דיפול חצי גל
אחד השיקולים העיקריים עם אנטנה כלשהי הוא סידורי ההזנה - כיצד להעביר את הכוח מהאנטנה מזין / קו תמסורת עצמו. יש לקחת בחשבון התאמת עכבות, שקולים או לא מאוזנים ויש להיבטים רבים אחרים.

בהיבטים רבים קל מאוד להזין את הדיפול עם חצי גל. המזין מחובר בדרך כלל לנקודת המרכז הוא המקום שיש בו מקסימום זרם ומינימום מתח. התוצאה היא שהאנטנה מציגה עכבה נמוכה למזין. זה הרבה יותר קל להזנה מכיוון שמתחי ה- RF הגבוהים הקשורים לסידורי הזנת עכבה גבוהה יכולים להציג בעיות רבות עבור מזינים ויחידות תואמות.

צורות גל זרם ומתח על דיפול חצי גל.

צורות גל זרם ומתח על דיפול חצי גל

עבור אנטנה דיפולית שאורכה אורך גל חצי חשמלי, התגובות האינדוקטיביות והקיבטיות מבטלות זו את זו בתדר התהודה. כאשר רמות התגובה האינדוקטיוויות והקיבוליות מבטלות זו את זו החוצה, העומס הופך להתנגדות גרידא וזה הופך את ההאכלה של האנטנה הדיפולנית למחצית הגלים להרבה יותר קלה.

הדיפול הוא אנטנה מאוזנת ולכן נדרש סידור הזנה מאוזן. בדרך כלל זה צריך להשתמש בסוג של מזין תאום או מאוזן לשימוש. עם זאת ניתן להשתמש במזין קואקסיאלי אם משתמשים בלון (שנאי מאוזן עד לא מאוזן).

מזין קואקסיאלי מציג אפשרות מושכת מאוד כאשר התאמת העכבה טובה וגלים עומדים אינם קיימים, והרבה יותר קל להתאים לפלט משדר שאולי רק ירצה לראות עומס התנגדות. עומסים הכוללים ריאקציות מובילים למתח גבוה יותר של רמות זרם שהמשדר אולי לא יוכל לסבול.

עכבה לאנטנה דיפול עם חצי גל בחלל הפנוי היא דיפול 73 Ω שמציגה התאמה טובה למזין הקואקסי של 70 this וזאת אחת הסיבות לכך שנבחר לשדל עם עכבה זו ליישומים רבים.

דיפול חצי גל ניזון לרוב במזין 50Ω. האנטנה מציגה לעתים קרובות התאמה טובה מאוד מכיוון שקרבתם של חפצים אחרים, כמו כדור הארץ, הרכבת אנטנה וכו 'פירושה שהמעכבה יורדת מתחת ל 73Ω שהיא מציגה בחלל הפנוי.

אורך דיפול חצי גל
למרות ששמו של הדיפול מסגיר את אורכו המשוער, בעת תכנון ובניית דיפול אמיתי, יש צורך באורך מדויק יותר.

האורך בפועל של דיפול הגל החצי נמוך מעט מחצי אורך גל בחלל הפנוי בגלל מספר השפעות הקשורות לעובדה שצורת הגל ה- RF ניתנת בתוך חוט וגם ככל הנראה לא בוואקום.

חישובי אורך האנטנה הדיפולית למחצית הגלים לוקחים בחשבון אלמנטים כמו היחס בין עובי או קוטר המוליך לאורך, קבוע דיאלקטרי של המדיום סביב אלמנט הקורן וכן הלאה.

במקרים מסוימים יש צורך לקצר את האורך של אנטנת דיפול עם חצי גל. ניתן להשיג זאת על ידי הוספת משרן טעינה. זה ממוקם באלמנט המקרין. זה עובד מכיוון שאנטנה הדיפול יכולה להיחשב כמעגל תהודה המורכב מקבל ומשרן. הוספת השראות נוספות תוריד את התדר התהודה, כלומר אורך אנטנה נתון יהדהד בתדר נמוך יותר מזה שהיה אפשרי לולא היה קיים משרן. בדרך זו ניתן לקצר את אורך האנטנה.

ניתן להשתמש בעקרון זה לכל סוג של אנטנה, ולעתים קרובות משמש במקומות בהם מקום הוא שיקול מרכזי.

דפוס קרינה דיפולולי וחצי גל

ניתן לחשב את דפוס הקרינה ומכאן לקבוע את ההנחיות.

כצפוי, כיווניות הדיפול המקסימאלית למחצה מציגה את הקרינה המרבית בזוויות ישרות לרדיאטור הראשי.

בזוויות אחרות ניתן להשתמש בזווית θ בנוסחת הדיפול חצי גל שלמעלה כדי לקבוע את חוזק השדה.

תרשים קוטבי דיפול חצי גל ותבנית קרינה.

תרשים קוטבי דיפול חצי גל

ניתן גם לראות את דפוס הקרינה מבחינת המטוס המסתכל סביב אנטנת הדיפול, כלומר במטוס החותך את הדיפול בשדה הקרינה המרבי שלו.

דיאגרמת קוטב דיפול בזוויות זכויות לציר האנטנה.

דפוס קרינה עם ציר אנטנה למסך / החוצה

כפי שניתן לראות, כאשר ציר האנטנה נכנס / יוצא מהמסך, רמת הקרינה זהה סביב האנטנה. יש לצפות לכך מכיוון שאין מה שמבדיל כיוון אחד מכיוון אחר או ישפיע על הקרינה בכיוונים שונים במישור זה.

טיפים מעשיים
בעת פיתוח, תכנון והתקנה של אנטנה דיפול עם חצי גל, ישנם מספר רמזים כלליים וטיפים שניתן לעקוב אחריהם בכדי להבטיח ביצועים מיטביים. אלה הם מעל הרגילים המשמשים להתקנת אנטנה, לדוגמא הבטחת הגובה האופטימאלית וכו '.

* השתמש במזין מאוזן או באלאן:   
האנטנה הדיפולנית היא אנטנה מאוזנת. לכן יש צורך להשתמש במזין מאוזן, או אם יש צורך להשתמש במזין קואקסיאלי, אז יש להשתמש בבאלון - ישנם כמה סוגים שניתן לבנות בקלות.

* דיפול חצי גל אינו חצי גל: אנטנת דיפול חצי גל אינה באותו אורך של חצי אורך בחלל פנוי. משמעות תופעות הקצה היא שהאורך הנדרש בפועל קצר מעט יותר.

* חלקים מקסימליים נוכחיים:   

ניתן להראות כי אזורי האנטנה בהם הזרם הוא מקסימום תורמים ביותר לקרינה / קליטה. כדי להבטיח את הפעולה היעילה ביותר, אזורים אלה צריכים להיות נקיים ממכשולים ולהעניק להם את המיקום האופטימלי לקרינה. 

זה מיושם ביותר עבור אנטנות המשמשות לתדרים נמוכים שבהם האורך ארוך. עבור אנטנות VHF ו- UHF, בהן האנטנות קצרות מאוד, ככל הנראה לכל אורכו של הדיפול יש 'תצוגה' דומה. עבור אנטנות HF, לפעמים מרכז האנטנה עשוי להישמר גבוה מהקצוות ולכן יש סיכוי טוב יותר להקרין אות טוב יותר.

* מקסימום מתח באנטנות מסתיים:   

נקודות המתח המרבי הן בקצות האנטנה. אם משתמשים בהם לשידור, וודאו שלא ניתן לגעת בהם בטעות, וגם להבטיח שהם מבודדים כראוי. זה חשוב בעת שימוש באנטנות תיל בהן הקצוות משמשים כנקודות עיגון. 

אלה צריכים להיות גם רחוקים מחפצים סמוכים שיכולים לפעול לספיגת חשמל ולניתוק האנטנה.

האנטנה הדיפולנית למחצה היא אולי הצורות הנפוצות ביותר של הדיפול - אפילו צורת האנטנה הנפוצה ביותר. זה פשוט, יעיל וניתן לשלב אותו כאלמנט המונע בצורות רבות אחרות של אנטנות מאנטנות של יאגי ועד לרפלקטורים פרבוליים ורבים אחרים.

השאר הודעה 

רשימת הודעות