אודות אנטנה דיפול מקופלת / אנטנה

נעשה שימוש נרחב באנטנה או באוויר הדיפוליים הבסיסיים בצורתם הבסיסית. עם זאת, במספר נסיבות שינוי זה המכונה אנטנת דיפול מקופלת מספק מספר יתרונות.

נעשה שימוש נרחב באנטנת הדיפול המקופלת או באוויר הדיפול המקופל, לא רק בפני עצמה, אלא גם כאלמנט המונע באנטנות אחרות כמו אנטנת יאגי וסוגים אחרים של אנטנות.

יסודות אנטנה דיפול מקופלים

אנטנת הדיפול המקופלת מורכבת מדיפול בסיסי, אך עם מוליך נוסף המחבר את שני הקצוות זה לזה. זה יוצר 'לולאה' של חוט שהוא קצר חשמלי ל- DC. מכיוון שנראה שהקצוות מתקפלים לאחור, האנטנה נקראת אנטנה דיפול מקופלת.

הפורמט הבסיסי של אנטנת הדיפול המקופלת מוצג להלן. כמו הדיפול הבסיסי, גם האנטנה הדיפול המקופלת היא אנטנה מאוזנת, ויש להזין אותה עם מזין מאוזן. ניתן להשתמש במזינים לא מאוזנים בתנאי שמשתמשים בבלון (שנאי לא מאוזן למאוזן).

החלק הנוסף של אנטנת הדיפול המקופלת מיוצר לעיתים קרובות באמצעות חוט או מוט בקוטר זהה לחלק הדיפול הבסיסי. עם זאת זה לא תמיד המקרה.

כמו כן החוטים או המוטות בדרך כלל מרווחים לאורך לאורך האלמנטים המקבילים. ניתן להשיג זאת במספר דרכים. לעתים קרובות עבור אנטנות VHF או UHF קשיחות האלמנטים מספיקה, אך בתדרים נמוכים יתכן שיהיה צורך להשתמש במרווחים. כדי להפריד את החוטים. ברור שאם הם לא מבודדים חובה למנוע מהם לקצר. במקרים מסוימים ניתן להשתמש במזין שטוח.

אחת הסיבות העיקריות לשימוש באנטנת דיפול מקופלת היא העלייה בעכבת ההזנה שהיא מספקת. אם המוליכים בדיפול הראשי והמוליך השני או ה"קפל "הם בקוטר זהה, אז נמצא שיש עליית פי ארבעה (כלומר שני בריבוע) בעכבת ההזנה. בשטח פנוי, זה נותן עלייה בעכבת ההזנה מ- 73Ω לכ- 300Ω אוהם. בנוסף יש לאנטנת ה- RF רוחב פס רחב יותר.

תיאוריית הגדלת עכבת הדיפול המקופלת
אפשר לנמק מדוע ישנה עלייה של ארבעה עכבה לאנטנה הדיפולית המקופלת.

באנטנה דיפולית סטנדרטית הזרמים הזורמים לאורך המוליכים נמצאים בשלב וכתוצאה מכך אין ביטול של השדות וכתוצאה מכך מתרחשת קרינה או האות.

כאשר מוסיף את המוליך השני כדי להפוך את האנטנה הדיפול המקופלת ניתן לראות בכך הרחבה לדיפול הסטנדרטי כאשר הקצוות מקופלים לאחור כדי לפגוש זה את זה. כתוצאה מכך הזרמים בקטע החדש זורמים באותו כיוון לזה שבדיפול המקורי. הזרמים לאורך שני חצאי הגלים הם אפוא בפאזה והאנטנה תוקרן באותם דפוסי קרינה וכו 'כמו דיפול פשוט של חצי גל.

ניתן להסיק את עליית העכבה מכך שהספק המסופק לאנטנת דיפול מקופלת מחולק באופן שווה בין שני החלקים המרכיבים את האנטנה. משמעות הדבר היא כי בהשוואה לדיפול סטנדרטי הזרם בכל מוליך מצטמצם לחצי. ככל שמופעל אותו כוח, יש להעלות את העכבה בפקטור של ארבעה כדי לשמור על איזון במשוואה וואט = I2 x R.

אפקט קו העברה דיפול מקופל
לאלמנט המקופל של האנטנה הדיפולית המקופלת יש אפקט של קו העברה. ניתן לראות כי העכבה של הדיפול מופיעה במקביל לעכבה של קטעי קו ההולכה הקצרים, אם כי הטיעונים לעכבה שניתנו לעיל עדיין מתקיימים - זו רק דרך אחרת להסתכל על אותה סוגיה.

זה יכול לעזור להסביר כמה מהתכונות האחרות של האנטנה.

האורך מושפע מהשפעה זו. בדרך כלל אורך הגל של גל עומד במזין מושפע מגורם המהירות. אם משתמשים באוויר, זה יהיה בערך 95% מערך השטח הפנוי. עם זאת, אם משתמשים במזין שטוח עם מקדם מהירות נמוך יותר, הדבר ישפיע על קיצור האורך הנדרש.

אפקט המזין גורם גם לאנטנת הדיפול המקופלת להיות בעלת תגובה שטוחה יותר, כלומר רוחב פס רחב יותר מאשר דיפול שאינו מקופל.

זה קורה מכיוון שבתדר הרחק מהתהודה, התגובה של הדיפול היא בצורה הפוכה מזו של קו ההולכה הממוין וכתוצאה מכך יש ביטול תגובתי כלשהו בנקודת ההזנה של האנטנה.

יתרונות דיפול מקופלים
ישנם שני יתרונות עיקריים לשימוש באנטנת דיפול מקופלת על פני דיפול סטנדרטי:

עלייה בעכבה:  כאשר יש להשתמש במזינים בעלי עכבה גבוהה יותר, או כאשר עכבת הדיפול מצטמצמת על ידי גורמים כגון אלמנטים טפיליים, דיפול מקופל מספק עלייה משמעותית ברמת העכבה המאפשרת התאמה קלה יותר של האנטנה למזין הזמין.

רוחב פס רחב:  לאנטנה הדיפולית המקופלת יש תגובת תדרים שטוחה יותר - זה מאפשר להשתמש בה ברוחב פס רחב יותר עם שידורים רבים המשתמשים במגוון ערוצים ניתנים לבחירה, למשל טלוויזיה ורדיו משודר, יש צורך באנטנה רוחב פס רחב. האנטנה הדיפולנית הסטנדרטית לא תמיד מספקת את רוחב הפס הנדרש ורוחב הפס הנוסף של הדיפול המקופל עונה על הדרישות.

דיפולות מקופלות מוליכות לא שוות

בהזדמנויות רבות יכול להיות צורך ליישם יחסי עכבה ליחס הסטנדרטי 4: 1 שהוא נורמלי לאנטנה דיפול מקופלת. פשוט על ידי שינוי הקוטר האפקטיבי של שני המוליכים: למעלה ולמטה, ניתן להשיג יחסים שונים.

ניתן לקבוע את יחס הגדלת העכבה באמצעות הנוסחה הבאה:

 
איפה:
    d1 הוא קוטר המוליך לזרוע ההזנה של הדיפול
    d2 הוא קוטר המוליך עבור הזרוע הלא-מוזנת של הדיפול
    S הוא המרחק בין המוליכים
    r הוא יחס ההעלאה

יש לזכור כי קיים אפקט קיצור הקשור לשימוש במוליכים עבים בניגוד לחוט רגיל ולכך תהיה השפעה על אורך הדיפול המקופל.

דיפולות מקופלות מוליכיות
למרות שמושג אנטנת דיפול מקופלת לרוב מרמז על שימוש במוליך נוסף אחד, ניתן להרחיב את המושג על ידי הוספת מוליכים נוספים. יש בכך כדי להגדיל את העכבה הכללית עוד יותר ולהרחיב את רוחב הפס.

 
למשל עבור דיפול מקופל בעל שלושה חוטים, כאשר כל החוטים או המוליכים בקוטר זהה, העכבה מוגדלת בפקטור של שלושה בריבוע, כלומר 9. המשמעות היא שהערך הנקוב של דיפול מקופל עם שלושה מוליכים הוא פי 9 73Ω או כ 600Ω

יישומים דיפול מקופלים
ישנן דרכים רבות בהן ניתן להשתמש בדיפולות מקופלות. הם מוצאים שימושים ביישומים רבים:

בכוחות עצמם:   לעתים משתמשים באנטנות דיפול מקופלות לבד, אך יש להזין אותן עם מזין עכבה גבוה, בדרך כלל 300 אוהם. זה בפני עצמו יכול להיות שימושי מאוד ביישומים מסוימים בהם ניתן להשתמש במזינים מאוזנים.

כחלק מאנטנה אחרת:   עם זאת דיפולות מקופלות מוצאות שימושים נוספים כאשר דיפול משולב בעיצוב אנטנת RF אחר עם אלמנטים אחרים בקרבת מקום. הבעיה היא ששילוב של דיפול באנטנה כמו יאגי שבו אלמנטים מחוברים מקרוב מפחית את עכבת ההזנה. אם נעשה שימוש בדיפול פשוט, ניתן בקלות לחוות את רמות עכבת ההזנה של פחות מ 20 Ω או פחות.

שימוש בדיפול מקופל מאפשר להגביר את העכבה בגורם של ארבעה או כל מה שנדרש על ידי חוטים מרובים בדיפול המקופל.

רוחב פס מוגבר:   לפעמים ניתן להשתמש בדיפולות מקופלות אך ורק בכדי לתת רוחב פס גדול יותר. כאשר משתמשים בהם להגדלת רוחב הפס, ניתן להשתמש בדיפולות מקופלות לבד או בתוך מערכת אנטנות אחרת.
לאור מספר הדרכים בהן ניתן להשתמש בדיפולות מקופלות, הם שכיחים יותר ממה שניתן היה לצפות בהתחלה.

השאר הודעה 

רשימת הודעות