Como funciona um dipolo dobrado?

Conforme explicado por antena-theory.com :

Normalmente, a largura d da antena dipolo dobrada é muito menor do que o comprimento L.

Como o dipolo dobrado forma um circuito fechado, pode-se esperar que a impedância de entrada dependa de a impedância de entrada de uma linha de transmissão em curto-circuito de comprimento L. No entanto, você pode imaginar a antena dipolo dobrada como duas linhas de transmissão paralelas em curto-circuito de comprimento L / 2 (separadas no ponto médio pela alimentação na Figura 1). Acontece que a impedância da antena dipolo dobrada será uma função da impedância de uma linha de transmissão de comprimento L / 2.

Além disso, como o dipolo dobrado é “dobrado” sobre si mesmo, as correntes podem se reforçar mutuamente em vez de se cancelar, de modo que a impedância de entrada também dependerá da impedância de uma antena dipolo de comprimento L.

Deixando Zd representar a impedância de uma antena dipolo de comprimento L e Zt representam a impedância de uma impedância de linha de transmissão de comprimento L / 2, que é dada por:

O impedância de entrada ZA do dipolo dobrado é dada por:

Impedância do dipolo dobrado

A antena dipolo dobrada é ressonante e irradia bem em múltiplos inteiros ímpares de meio comprimento de onda (0,5 comprimento de onda, 1,5 comprimento de onda …), quando a antena é alimentada no centro, conforme mostrado na Figura 1.

A antena dipolo dobrada pode ser louco e ressonante em múltiplos pares de meio comprimento de onda (comprimento de onda 1,0, comprimento de onda 2,0 …) compensando a alimentação do dipolo dobrado na Figura 1 (mais perto da borda superior ou inferior do dipolo dobrado).

Comentários

• Eu ‘ aceitaria se não fosse ‘ t apenas copiar e colar o primeiro resultado do Google para a pergunta. Eu não ‘ não teria feito a pergunta se achasse que era uma resposta suficiente.

O acoplamento estreito entre os dois longos fios paralelos do dipolo dobrado induz uma corrente quase idêntica no fio “acoplado”, conforme impresso no fio “conduzido”. (Os engenheiros eletromagnéticos verão este resultado conforme necessário porque as condições de contorno nas extremidades dos dois fios são as mesmas.) Assim, metade da corrente da potência fornecida à antena flui no fio acionado, a outra metade flui no fio acoplado. E, enquanto o padrão permanece o mesmo, independentemente de as extremidades dos dois fios estarem conectadas, a impedância é fortemente afetada porque as fases das tensões nas extremidades dos fios mudam. (Diferentes condições de contorno nas extremidades, já que eles “não estão conectados.)

Como a potência fornecida à antena é conhecida, e potência = corrente x tensão, a tensão no ponto de alimentação deve dobrar para com pense para que a corrente seja cortada pela metade.

Com a resistência igual à razão entre a tensão e a corrente, dobrar a tensão e reduzir pela metade a corrente no ponto de alimentação aumenta a impedância do ponto de alimentação por um fator de quatro sobre um único dipolo de fio.

Eu tive a mesma pergunta por um tempo, mais em referência a antenas de loop ressonantes, mas o mesmo princípio parece se aplicar a dipolos dobrados. Eventualmente eu descobri o que eu acho que está acontecendo, e a chave é o comprimento da antena vs. o comprimento de onda do sinal.

Um dipolo dobrado ou antena de loop ressonante tem, eletricamente, um comprimento de onda completo de um lado do ponto de alimentação para o outro. Se o loop fosse endireitado, você veria uma onda estacionária com nós de tensão em cada extremidade e no meio, e nós de corrente em 1/4 e 3/4 do comprimento.Se você dobrá-lo novamente, poderá ver que o meio elétrico do elemento está exatamente em frente ao ponto de alimentação; isso significa que a tensão no meio da antena é neutra, enquanto cada extremidade do loop vê os picos e vales da onda de tensão. Em contraste, os picos de corrente nos nós de tensão, no meio da antena, e os nós de corrente estão nas extremidades. É provavelmente bastante razoável imaginar como se os elétrons estivessem se movendo para frente e para trás através do loop, sendo empurrados pelo ponto de alimentação. Este é o mesmo tipo de ressonância visto por uma antena dipolo de meia onda, mas há duas vezes tanto “material” ressonante.

Comentários

• Olá, e bem-vindo a ham.stackexchange.com! Considere fazer o tour para obter o máximo do site. 73!

“Se você quiser uma antena dipolo elétrica (porque esse é o padrão de radiação desejado) dipolos dobrados ou retos devem ser equivalentes se usarem o mesmo número de fios com o mesmo espaçamento. É provavelmente melhor usar um dipolo reto (talvez com muitos fios paralelos para largura de banda) porque a impedância de alimentação mais baixa torna mais fácil eliminar a interferência de modo comum no cabo com balun ou bloqueador de modo comum. ”

Por o de cima; embora correto com base em uma impedância de dipolo de espaço livre de 73 ohms, eu sugeriria que muito poucos dipolos práticos estão próximos disso com base na proximidade típica do solo e na inclinação, inversão ou ângulo de colocação; especialmente em 160m e 80m. Se o dipolo tiver menos de 1 / 8WL de altura, em uma configuração de v invertido ou em ângulo, ele pode ser significativamente menor que 50 ohms. Às vezes, tão baixo quanto 12 ohms. Nesses casos, a transformação da impedância de um dipolo dobrado pode de fato ajudar a obter uma boa combinação.

Comentários

• Olá e bem-vindo a ham.stackexchange.com! Por favor, edite sua postagem para mostrar a fonte de sua citação. A propósito, sua postagem, embora relevante e interessante, não ‘ realmente responde à pergunta, então provavelmente teria sido melhor como um comentário. De qualquer forma, ‘ estamos felizes que você ‘ esteja aqui e se você ficar por perto e contribuir com você ‘ em breve terei reputação suficiente para comentar em todos os lugares.

Esta afirmação “Eu acho que o real a questão pode ser qual mecanismo faz um dipolo dobrado funcionar melhor do que um dipolo normal. ” é enganoso a meu ver. Um dipolo dobrado tem uma impedância 4 vezes maior, em comparação com um dipolo simples com o mesmo diâmetro do fio, ele tem mais largura de banda, mas em comparação com um dipolo simples com o diâmetro efetivo muito maior, você obteria usando dois fios paralelos em cada lado do um dipolo comum, suspeito que não haveria vantagem de largura de banda. Compare a, bec aqui: 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 é um dipolo dobrado. O elemento de meia onda aberto não contribui. A e C são equivalentes, pelo que posso entender, mas a impedância de alimentação é diferente (por um fator de 9, eu acho.

Fazer o diâmetro do fio diferente para as duas partes de meio comprimento de onda de um dipolo dobrado faz com que o transformação de impedância diferente. Pelo que entendi, a impedância é dada pela razão de corrente dos elementos para os quais a energia é alimentada no centro e os elementos que estão em curto (alimentados pela tensão nas pontas dos elementos alimentados). A largura de banda , pelo que entendi é dada pela área efetiva de todos os fios.

O dipolo dobrado também é uma antena de quadro, mas em configurações normais, a radiação dipolo elétrica é ordens de magnitude maior do que a radiação dipolo magnética. O padrão de radiação do dipolo elétrico tem um zero no plano do dipolo, enquanto o padrão do dipolo magnético (um donut) irradia no plano do dipolo (dobrado). No caso de você fazer um círculo para o seu “dipolo dobrado”, momento magnético máximo possível, você descobriria que o padrão de radiação é mais parecido com um dipolo magnético do que um dipolo elétrico.

Se você quiser uma antena dipolo elétrica (porque esse é o padrão de radiação desejado), dipolos dobrados ou retos devem ser equivalentes se usarem o mesmo número de fios com o mesmo espaçamento. É provavelmente melhor usar um dipolo reto (talvez com muitos fios paralelos para largura de banda) porque a impedância de alimentação mais baixa torna mais fácil eliminar a interferência de modo comum no cabo com balun ou bloqueador de modo comum.