Hoe werkt een gevouwen dipool?

Zoals uitgelegd door antenna-theory.com :

Typisch is de breedte d van de gevouwen dipoolantenne veel kleiner dan de lengte L.

Omdat de gevouwen dipool een gesloten lus vormt, zou men kunnen verwachten dat de ingangsimpedantie afhangt van de ingangsimpedantie van een kortgesloten transmissielijn met lengte L. U kunt zich de gevouwen dipoolantenne echter voorstellen als twee parallelle kortgesloten transmissielijnen met een lengte L / 2 (in het midden gescheiden door de voeding in figuur 1). Het blijkt dat de impedantie van de gevouwen dipoolantenne een functie zal zijn van de impedantie van een transmissielijn met lengte L / 2.

Ook, omdat de gevouwen dipool op zichzelf is “gevouwen”, zullen de stromen kunnen elkaar versterken in plaats van elkaar op te heffen, dus de ingangsimpedantie zal ook afhangen van de impedantie van een dipoolantenne met lengte L.

Zd de impedantie laten vertegenwoordigen van een dipoolantenne met lengte L en Zt vertegenwoordigen de impedantie van een transmissielijnimpedantie met lengte L / 2, die wordt gegeven door:

De ingangsimpedantie ZA van de gevouwen dipool wordt gegeven door:

Gevouwen dipoolimpedantie

De gevouwen dipoolantenne is resonant en straalt goed uit bij oneven gehele veelvouden van een halve golflengte (0,5 golflengte, 1,5 golflengte …), wanneer de antenne in het midden wordt gevoed zoals weergegeven in figuur 1.

De gevouwen dipoolantenne kan worden boos e resoneert op even veelvouden van een halve golflengte (1,0 golflengte, 2,0 golflengte …) door de voeding van de gevouwen dipool in figuur 1 te compenseren (dichter bij de boven- of onderkant van de gevouwen dipool).

Reacties

• Ik ‘ accepteer dit als het niet ‘ t gewoon een copy-paste van het eerste Google-resultaat voor de vraag. Ik zou de vraag niet ‘ hebben gesteld als ik dacht dat dat een voldoende antwoord was.

Nauwe koppeling tussen de twee lange, parallelle draden van de gevouwen dipool induceert een bijna identieke stroom in de “gekoppelde” draad als op de “aangedreven” draad wordt gedrukt. (Elektromagnetische ingenieurs zullen dit resultaat zien zoals nodig omdat de randvoorwaarden aan de uiteinden van de twee draden hetzelfde zijn.) Dus de helft van de stroom van het aan de antenne geleverde vermogen stroomt in de aangedreven draad, de helft stroomt in de gekoppelde draad. En, terwijl het patroon blijft bestaan hetzelfde ongeacht of de uiteinden van de twee draden zijn verbonden, de impedantie wordt sterk beïnvloed omdat de fasen van de spanningen aan de uiteinden van de draad veranderen. (verschillende randvoorwaarden aan de uiteinden, omdat ze niet verbonden zijn.)

Aangezien het vermogen dat aan de antenne wordt geleverd bekend is, en vermogen = stroom x spanning, moet de spanning op het voedingspunt verdubbelen om pensate voor de stroom die wordt gehalveerd.

Met een weerstand gelijk aan de verhouding van spanning tot stroom, verhoogt het verdubbelen van de spanning en het halveren van de stroom bij het voedingspunt de voedingspuntimpedantie met een factor vier over een enkele- draaddipool.

Ik had al een tijdje dezelfde vraag, meer met betrekking tot resonante lusantennes, maar dezelfde principe lijkt van toepassing op gevouwen dipolen. Uiteindelijk kwam ik erachter wat er volgens mij aan de hand is, en de sleutel is de lengte van de antenne versus de golflengte van het signaal.

Een gevouwen dipool of resonante lusantenne is elektrisch gezien een volledige golflengte van de ene kant van het voedingspunt naar de andere. Als de lus rechtgetrokken was, zou je een staande golf zien met spanningsknooppunten aan elk uiteinde en in het midden, en huidige knooppunten op 1/4 en 3/4 van de lengte.Als je het vervolgens weer opklapt, zie je dat het elektrische midden van het element precies tegenover het voedingspunt staat; dit betekent dat de spanning in het midden van de antenne neutraal is, terwijl elk uiteinde van de lus de pieken en dalen van de spanningsgolf ziet. De stroom piekt daarentegen op de spanningsknooppunten, in het midden van de antenne, en de stroomknooppunten bevinden zich aan de uiteinden. Het is waarschijnlijk redelijk aannemelijk om het voor te stellen alsof de elektronen heen en weer klotsen over de lus, geduwd door het voedingspunt. Dit is hetzelfde type resonantie dat wordt gezien door een halfgolfdipoolantenne, maar er is twee keer zoveel “dingen” resoneert.

Reacties

• Hallo, en welkom bij ham.stackexchange.com! Overweeg om de rondleiding te volgen om het meeste uit de site te halen. 73!

“Als je een elektrische dipoolantenne wilt (want dat is het gewenste stralingspatroon) gevouwen of rechte dipolen moeten equivalent zijn als ze hetzelfde aantal draden met dezelfde afstand gebruiken. Het is waarschijnlijk het beste om een rechte dipool te gebruiken (misschien met veel parallelle draden voor bandbreedte) omdat de lagere voedingsimpedantie het gemakkelijker maakt om common-mode-interferentie op de kabel te elimineren met een balun of common-mode-smoorspoel. ”

Per Bovenstaande; hoewel correct op basis van een dipoolimpedantie in vrije ruimte van 73 ohm, zou ik willen suggereren dat zeer weinig praktische dipolen hier in de buurt komen op basis van de typische nabijheid van de aarde en de schuine, omkering of de plaatsinghoek; vooral op 160m en 80m. Als de dipool minder dan 1 / 8WL hoog is, in een omgekeerde v-configuratie of onder een hoek, kan deze aanzienlijk minder zijn dan zelfs 50 ohm. Soms zo laag als 12 ohm. In die gevallen kan de impedantietransformatie van een gevouwen dipool in feite helpen om een goede match te krijgen.

Reacties

• Hallo en welkom bij ham.stackexchange.com! bewerk uw bericht om de bron van uw citaat te tonen. Trouwens, je bericht, hoewel relevant en interessant, geeft ‘ niet echt antwoord op de vraag, dus het zou waarschijnlijk beter af zijn geweest als opmerking. Hoe dan ook, we ‘ zijn blij dat je ‘ hier bent, en als je blijft hangen en je bijdraagt ‘ ll heb snel genoeg reputatie om overal commentaar te geven.

Deze verklaring “Ik denk dat de echte vraag zou kunnen zijn welk mechanisme een gevouwen dipool beter laat werken dan een gewone dipool. ” is misleidend zoals ik het zie. Een gevouwen dipool heeft een 4 keer hogere impedantie, vergeleken met een simpele dipool met dezelfde draaddiameter heeft hij meer bandbreedte, maar vergeleken met een simpele dipool met de veel grotere effectieve diameter die je zou krijgen door gebruik te maken van twee parallelle draden aan elke kant van een gewone dipool vermoed ik dat er geen bandbreedtevoordeel zou zijn. Vergelijk a, b en c hier: https://www.google.com/search?q=multi-wire+dipole&client=firefox-b&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=mKRhPlFY3mh3qM%253A%252CVjVXClZ9wzOVcM%252C_&usg=AFrqEzceJB6YnKbgc3ke89eLH9UlnKIr-Q&sa=X&ved=2ahUKEwjIvIfYwv_cAhXk-ioKHd7jBMEQ9QEwAHoECAUQBA#imgrc=VS3uPj4nnt8a6M :

B is een gevouwen dipool. Het open halfgolfelement draagt niet bij. A en C zijn equivalent zoals ik kan begrijpen, maar de voedingsimpedantie is verschillend (met een factor 9 denk ik.

Door de draaddiameter verschillend te maken voor de twee halve golflengtedelen van een gevouwen dipool impedantietransformatie anders. Zoals ik het begrijp, wordt de impedantie gegeven door de stroomverhouding van de elementen waaraan vermogen wordt toegevoerd in het midden en de elementen die worden kortgesloten (gevoed door de spanning op de uiteinden van de gevoede elementen.) De bandbreedte , zoals ik begrijp, wordt het gegeven door het effectieve oppervlak van alle draden.

De gevouwen dipool is ook een lusantenne, maar in normale configuraties is de elektrische dipoolstraling ordes van grootte groter dan de magnetische dipoolstraling. Het elektrische dipoolstralingspatroon heeft een nul in het vlak van de dipool, terwijl het magnetische dipoolpatroon (een donut) wel straalt in het vlak van de (gevouwen) dipool. Voor het geval je van je gevouwen dipool een cirkel maakt om deze de maximaal mogelijk magnetisch moment, dat zou je vinden het stralingspatroon lijkt meer op een magnetische dipool dan op een elektrische dipool.

Als je een elektrische dipoolantenne wilt (want dat is het gewenste stralingspatroon), moeten gevouwen of rechte dipolen equivalent zijn als ze hetzelfde nummer gebruiken van draden met dezelfde afstand. Het is waarschijnlijk het beste om een rechte dipool te gebruiken (misschien met veel parallelle draden voor bandbreedte) omdat de lagere voedingsimpedantie het gemakkelijker maakt om common-mode-interferentie op de kabel te elimineren met balun of common-mode-smoorspoel.