Über Halbwellendipolantenne / Antenne

 

Der Halbwellendipol ist die beliebteste Version des Dipols Antenne oder Antenne.

Wie der Name schon sagt, ist der Halbwellendipol eine halbe Wellenlänge lang. Dies ist die kürzeste Resonanzlänge, die für eine Resonanz verwendet werden kann Dipol. Es hat auch ein sehr bequemes Strahlungsmuster.

Grundlagen des Halbwellendipols
Der Halbwellendipol wird aus einem leitenden Element gebildet, das ist Draht oder Metallrohr, das eine elektrische halbe Wellenlänge lang ist. Das Halbwellendipol wird normalerweise in der Mitte gespeist, wo die Impedanz liegt fällt auf den niedrigsten Stand. Auf diese Weise besteht die Antenne aus dem Feeder verbunden mit jeweils zwei Viertelwellenlängenelementen anderen.

Es ist zu beachten, dass die Länge des Halbwellendipols beträgt eine elektrische halbe Wellenlänge für die in der Antenne laufende Welle Leiter. Dies ist etwas kürzer als die äquivalente Länge von a Welle, die sich im freien Raum bewegt, da die Antennenleiter die Wellenlänge.


Die Spannungs- und Strompegel variieren entlang der Länge des Strahlungsabschnitt der Antenne. Dies liegt an stehenden Wellen sind entlang der Länge des Strahlungselements aufgebaut.

Da die Enden im Leerlauf sind, ist der Strom an diesen Punkten Null, aber Die Spannung ist maximal.

Wenn sich der Punkt, an dem diese Größen gemessen werden, wegbewegt An den Enden zeigt sich, dass sie sinusförmig variieren: die Spannung fallen, aber der Strom steigt. Der Strom erreicht dann ein Maximum und die Spannung ein Minimum bei einer Länge gleich einem elektrischen Viertel Wellenlänge von den Enden. Da es sich um einen Halbwellendipol handelt, ist dieser Punkt tritt in der Mitte auf.

Halbwellendipolspeisungsimpedanz

Eine der wichtigsten Überlegungen bei jeder Antenne ist die Einspeisung Vorkehrungen - wie die Energie vom Feeder übertragen wird / Übertragungsleitung in die Antenne selbst. Impedanzanpassung, ausgewogen oder unausgeglichen und viele andere Aspekte müssen berücksichtigt werden.

In vielerlei Hinsicht ist der Halbwellendipol sehr einfach zu speisen. Das Der Feeder ist normalerweise mit dem Mittelpunkt verbunden, an dem sich ein befindet Strommaximum und Spannungsminimum. Dies führt zur Antenne dem Feeder eine niedrige Impedanz präsentieren. Das ist viel einfacher speisen, weil die hohen HF-Spannungen mit einer hohen Impedanz verbunden sind Vorschubanordnungen können viele Probleme für Feeder und Matching darstellen Einheiten.

 
Für eine Dipolantenne, die eine elektrische halbe Wellenlänge lang ist, ist die induktive und kapazitive Reaktanzen heben sich am auf Resonanzfrequenz. Mit der induktiven und kapazitiven Reaktanz Pegel, die sich gegenseitig aufheben, wird die Last rein ohmsch und dies erleichtert das Einspeisen der Halbwellendipolantenne erheblich.

Der Dipol ist eine symmetrische Antenne und daher eine symmetrische Speisung Anordnung ist erforderlich. Dies würde normalerweise eine Form von Zwilling oder Ausgeglichener Feeder verwendet werden. Es ist jedoch möglich, koaxial zu verwenden Feeder, wenn ein Balun (symmetrischer zu unsymmetrischer Transformator) verwendet wird.Koaxial-Feeder bietet eine sehr attraktive Option bei der Impedanz Übereinstimmung ist gut und stehende Wellen sind nicht vorhanden, und es ist auch viel einfacher an einen Senderausgang anzupassen, der möglicherweise nur möchte siehe eine ohmsche Last. Belastungen mit Reaktanzen führen zu höheren Belastungen Spannung der Strompegel, die der Sender möglicherweise nicht kann tolerieren.

Die Impedanz für eine Halbwellendipolantenne im freien Raum ist Dipol 73 Ω, was eine gute Übereinstimmung mit dem Koaxial-Feeder von 70 Ω darstellt, und das ist Einer der Gründe, warum Koax mit dieser Impedanz für viele gewählt wurde um weitere Anwendungsbeispiele zu finden.

Ein Halbwellendipol wird häufig mit einem 50Ω-Feeder gespeist. Die Antenne präsentiert oft eine sehr gute Übereinstimmung mit ihm, weil die Nähe von andere Objekte wie die Erde, Antennenmontage usw. bedeuten, dass die Die Impedanz wird unter die 73 Ω gesenkt, die sie im freien Raum aufweist.

Halbwellendipollänge
Obwohl der Name des Dipols seine ungefähre Länge verrät, Beim Entwerfen und Bauen eines echten Dipols ist die Länge genauer Installation!

Die tatsächliche Länge des Halbwellendipols ist etwas kürzer als a halbe Wellenlänge im freien Raum aufgrund einer Reihe von Effekten verbunden mit der Tatsache, dass die HF-Wellenform innerhalb von a getragen wird Draht und höchstwahrscheinlich auch nicht im Vakuum.

Berechnungen für die Länge der Halbwellendipolantenne berücksichtigen Sie Elemente wie das Verhältnis der Dicke oder Durchmesser des Leiters auf die Länge, Dielektrizitätskonstante der Medium um das Strahlungselement und so weiter.

Lesen Sie mehr über Dipollängenberechnungen
In einigen Fällen ist es notwendig, die Länge einer halben zu verkürzen Wellendipolantenne. Dies kann durch Hinzufügen einer Ladung erreicht werden Induktor. Dieser wird in das Strahlungselement gelegt. Es funktioniert weil Die Dipolantenne kann als Resonanzkreis betrachtet werden bestehend aus Kondensator und Induktor. Zusätzliche Induktivität hinzufügen senkt die Resonanzfrequenz, dh eine gegebene Antennenlänge wird Resonanz bei einer niedrigeren Frequenz als die, die möglich gewesen wäre Es ist kein Induktor vorhanden. Auf diese Weise ist es möglich, die zu verkürzen Länge der Antenne.

Dieses Prinzip kann für jede Art von Antenne verwendet werden und ist es häufig Wird verwendet, wenn der Platz eine wichtige Rolle spielt.

Halbwellendipolstrahlungsmuster & Richtwirkung
Es ist möglich, das Strahlungsmuster und damit zu berechnen Bestimmen Sie die Richtwirkung.

Wie zu erwarten ist, zeigt sich die maximale Halbwellendipolrichtwirkung die maximale Strahlung im rechten Winkel zum Hauptstrahler.

Bei anderen Winkeln ist der Winkel θ in der obigen Halbwellendipolformel kann verwendet werden, um die Feldstärke zu bestimmen.

 

Es ist auch möglich, das Strahlungsmuster in Bezug auf die zu betrachten Ebene, die um die Dipolantenne schaut, dh in der Ebene schneidet der Dipol in seinem Bereich der maximalen Strahlung.

 
Wie zu sehen ist, mit der Achse der Antenne in / aus dem Bildschirm, Das Strahlungsniveau ist rund um die Antenne gleich. Das ist zu erwarten, da es nichts gibt, von dem man eine Richtung unterscheiden kann eine andere oder die Strahlung in verschiedene Richtungen in diese zu beeinflussen Flugzeug.

Praktische Tipps
Bei der Entwicklung, Konstruktion und Installation eines Halbwellendipols Antenne gibt es eine Reihe von allgemeinen Hinweisen und Tipps, die sein können befolgt, um die optimale Leistung zu gewährleisten. Diese sind über dem normale, die für die Antenneninstallation verwendet werden, zum Beispiel um sicherzustellen Höhe ist optimal usw.

Verwenden Sie einen ausgewogenen Feeder oder Balun:   Die Dipolantenne ist symmetrisch Antenne. Es ist daher notwendig, einen ausgeglichenen Feeder zu verwenden, oder wenn Es muss ein Koaxial-Feeder verwendet werden, dann muss ein Balun verwendet werden - dort Es gibt verschiedene Typen, die leicht konstruiert werden können.

Halbwellendipol ist keine Halbwelle:   Eine Halbwellendipolantenne ist nicht die gleiche Länge wie eine halbe Wellenlänge im freien Raum. Endeffekte bedeuten, dass die tatsächlich benötigte Länge etwas kürzer ist.

Aktuelle maximale Abschnitte:   Es kann gezeigt werden, dass die Bereiche der Antenne, bei der der Strom maximal ist, trägt am meisten zum 

Strahlung / Empfang. Um den effektivsten Betrieb zu gewährleisten, sind diese Bereiche sollten frei von Hindernissen sein und das Optimum erhalten Position für Strahlung. Dies gilt am besten für verwendete Antennen für niedrigere Frequenzen, bei denen die Längen sehr lang sind. Für UKW und UHF Antennen, bei denen die Antennen sehr viel kürzer sind, die gesamte Länge von Der Dipol hat wahrscheinlich eine ähnliche "Ansicht". Für HF-Antennen manchmal kann die Mitte der Antenne höher als die Enden gehalten werden und haben daher eine bessere Chance, ein Signal besser auszustrahlen.

Spannungsmaxima an den Antennenenden:   Die Punkte der maximalen Spannung sind an den Enden der Antenne. Wenn zum Senden verwendet, stellen Sie sicher Diese können nicht versehentlich berührt werden und stellen auch sicher, dass dies der Fall ist ausreichend isoliert. Dies ist wichtig, wenn Drahtantennen verwendet werden wo die Enden als Ankerpunkte verwendet werden. Diese sollten auch weg sein von Objekten in der Nähe, die dazu dienen können, Energie zu absorbieren und die zu verstimmen Antenne.

Die Halbwellendipolantenne ist möglicherweise die am weitesten verbreitete Form des Dipols - sogar die am weitesten verbreitete Form der Antenne. Es ist einfach, effektiv und kann als angetriebenes Element in eingebaut werden viele andere Antennenformen von Yagi-Antennen bis Parabolantennen Reflektoren und vieles mehr.

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