Hur fungerar en vikad dipol?

Som förklaras av antenna-theory.com :

Normalt är bredden d på den vikta dipolantennen mycket mindre än längden L.

Eftersom den vikta dipolen bildar en sluten slinga kan man förvänta sig att ingångsimpedansen beror på ingångsimpedansen för en kortsluten överföringsledning med längden L. Du kan dock föreställa dig den vikta dipolantennen som två parallella kortslutna överföringsledningar med längden L / 2 (åtskilda vid mittpunkten av matningen i figur 1). Det visar sig att den vikta dipolantennens impedans kommer att vara en funktion av impedansen hos en överföringsledning med längden L / 2.

Dessutom, eftersom den vikta dipolen ”viks” tillbaka på sig själv, strömmarna kan förstärka varandra istället för att avbryta varandra, så ingångsimpedansen beror också på impedansen hos en dipolantenn med längden L.

Att låta Zd representera impedansen hos en dipolantenn med längden L och Zt representerar impedansen för en överföringslinjeimpedans med längden L / 2, vilken ges av:

ingångsimpedans ZA för den vikta dipolen ges av:

Fällad dipolimpedans

Den vikta dipolantennen är resonant och utstrålar väl med udda heltalmultiplar av en halv våglängd (0,5 våglängd, 1,5 våglängd …), när antennen matas i mitten som visas i figur 1.

Den vikta dipolantennen kan galen e-resonans vid jämna multiplar av en halv våglängd (1,0 våglängd, 2,0 våglängd …) genom att kompensera matningen av den vikta dipolen i figur 1 (närmare den övre eller nedre kanten av den vikta dipolen).

Kommentarer

• Jag ’ accepterar detta om det inte var ’ t bara en kopia och klistra in det första Google-resultatet för frågan. Jag skulle inte ha ’ t ställt frågan om jag tyckte att det var ett tillräckligt svar.

Tät koppling mellan den vikta dipolens två långa, parallella ledningar framkallar en nästan identisk ström i den ”kopplade” ledningen, vilket imponeras av den ”drivna” ledningen. (Elektromagnetiska ingenjörer kommer att se detta resultat som nödvändigt eftersom gränsförhållandena på ändarna av de två ledningarna är desamma.) Således strömmar hälften av strömmen från strömmen till antennen i den drivna ledningen, hälften strömmar i den kopplade ledningen. Och medan mönstret kvarstår samma oavsett om ändarna på de två ledningarna är anslutna, påverkas impedansen starkt eftersom spänningsfaserna vid trådändarna ändras. (Olika gränsförhållanden i ändarna, eftersom de inte är anslutna.)

Eftersom strömmen som levereras till antennen är känd, och effekt = ström x spänning, måste spänningen vid matningspunkten fördubblas för att komma penna för att strömmen ska halveras.

Med ett motstånd som är lika med förhållandet mellan spänning och ström, fördubblar spänningen och halverar strömmen vid matningspunkten matningspunktimpedansen med en faktor fyra över en enda tråddipol.

Jag hade samma fråga ett tag, mer med hänvisning till resonansslingantenner, men samma princip tycks gälla vikta dipoler. Så småningom fick jag reda på vad jag tror pågår, och nyckeln är längden på antennen mot signalens våglängd.

En vikad dipol- eller resonanslingantenn är, elektriskt, en full våglängd från ena sidan av matningspunkten till den andra. Om slingan rätades ut, skulle du se en stående våg med spänningsnoder i vardera änden och mitten, och strömnoder vid 1/4 och 3/4 av längden.Om du sedan fäller upp den igen kan du se att elementets elektriska mitt ligger precis mittemot matningspunkten; detta innebär att spänningen i mitten av antennen är neutral, medan varje ände av slingan ser spänningsvågens toppar och tråg. Däremot toppar strömmen vid spänningsnoderna, mitt i antennen, och strömnoderna är i ändarna. Det är förmodligen ganska rimligt att föreställa sig det som om elektronerna slungar fram och tillbaka över slingan och trycks av matningspunkten. Detta är samma typ av resonans som ses av en halvvågs dipolantenn, men det finns två gånger lika mycket ”grejer” som resonerar.

Kommentarer

• Hej och välkommen till ham.stackexchange.com! Tänk på att ta turnén för att få ut det mesta av webbplatsen. 73!

“Om du vill ha en elektrisk dipolantenn (eftersom det är det önskade strålningsmönstret) vikta eller raka dipoler ska vara likvärdiga om de använder samma antal ledningar med samma avstånd. Det är troligen bäst att använda en rak dipol (kanske med många parallella ledningar för bandbredd) eftersom den lägre matningsimpedansen gör det lättare att eliminera störningar i vanligt läge på kabeln med balun eller common mode choke. ”

Per ovanstående; även om det är korrekt baserat på en dipolimpedans i fritt utrymme på 73 ohm, skulle jag föreslå att väldigt få praktiska dipoler är nära detta baserat på den typiska närheten till marken och den lutande, inverterande eller placeringsvinkeln; speciellt på 160m och 80m. Om dipolen är mindre än 1 / 8WL hög, i en inverterad v-konfiguration eller vinklad, kan den vara betydligt mindre än till och med 50 ohm. Ibland så lågt som 12 ohm. I sådana fall kan impedansomvandlingen av en vikad dipol faktiskt hjälpa till att få en bra matchning.

Kommentarer

• Hej och välkommen till ham.stackexchange.com! Vänligen redigera ditt inlägg för att visa källan till ditt offert. Förresten, ditt inlägg, även om det är relevant och intressant, svarar inte riktigt ’ på frågan, så det hade förmodligen varit bättre om det som en kommentar. Hur som helst är vi ’ glada att du ’ är här, och om du stannar kvar och bidrar till dig ’ kommer snart att ha tillräckligt med rykte för att kommentera överallt.

Detta uttalande ”antar jag att det verkliga frågan kan vara vilken mekanism som gör att en vikad dipol fungerar bättre än en vanlig dipol. ” är vilseledande som jag ser det. En vikad dipol har en fyra gånger högre impedans, jämfört med en enkel dipol med samma tråddiameter har den mer bandbredd, men jämfört med en enkel dipol med den mycket större effektiva diametern skulle du få med två parallella ledningar på vardera sidan av en vanlig dipol Jag tror att det inte skulle finnas någon fördel för bandbredd. Jämför a, b och c här: 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 är en vikad dipol. Det öppna halvvågselementet bidrar inte. A och C är ekvivalenta som jag kan förstå, men matningsimpedansen är annorlunda (med en faktor 9 skulle jag gissa.

Att göra tråddiametern annorlunda för de två halva våglängdsdelarna i en vikad dipol gör att impedansomvandling annorlunda. Som jag förstår det ges impedansen av strömförhållandet mellan elementen som matas till i mitten och elementen som kortsluts (matas av spänningen på spetsarna på de matade elementen.) Bandbredden , som jag förstår, ges av det effektiva området för alla ledningar.

Den vikta dipolen är också en loopantenn, men i normala konfigurationer är den elektriska dipolstrålningen storleksordningar större än den magnetiska dipolstrålningen. Det elektriska dipolstrålningsmönstret har noll i dipolplanet medan det magnetiska dipolmönstret (en munk) strålar i dipolplanet. Om du gör din ”vikta dipol” en cirkel för att ge den maximalt magnetiskt ögonblick, skulle du hitta det strålningsmönstret är mer som en magnetisk dipol än en elektrisk dipol.

Om du vill ha en elektrisk dipolantenn (eftersom det är det önskade strålningsmönstret) bör vikta eller raka dipoler vara ekvivalenta om de använder samma nummer av ledningar med samma avstånd. Det är förmodligen bäst att använda en rak dipol (kanske med många parallella ledningar för bandbredd) eftersom den lägre matningsimpedansen gör det lättare att eliminera störningar i vanligt läge på kabeln med balun eller common mode choke.