Megértésem szerint egy végtáplált félhullámú antenna előtolási impedanciája ($ Z_a $) legalább a következő tényezőktől függ:

• $ L_a $: Az antenna sugárzó elemének hossza.
• $ D_a $: Az antenna sugárzó elemének átmérője.
• Az antennát körülvevő környezet.

Azt is megértettem, hogy egy ilyen antenna valójában nem rezonáns (vagyis az impedancia tisztán ellenáll), ha $ L_a = 0,5 \ lambda $, hanem valami sokkal kisebb. A gyakori szám, amelyet láttam dobni, ~ $ 0.41 \ lambda $, de úgy tűnik, hogy a különböző források kissé eltérő értékekkel bírnak.

Általános kérdésem az, hogy feltételezem, hogy az antenna szabad térben sugárzik, mi van az elméleti matematikai összefüggés a $ L_a $, $ D_a $ és $ Z_a $ között?

Pontosabban két dolgot szeretnék kiszámítani:

• Adott $ D_a $ esetén a $ L_a $ értéke (amikor $ L_a \ le 0.5 \ lambda) $ valódi (tisztán ellenálló) $ Z_a $ értéket adna nekem szabad térben?
• adott $ L_a $ és $ D_a $ (vagy ha ezek a változók korlátozottak, hogy a $ Z_a $ mindig valós legyen), mi a pontos értéke a Z Z $ a szabad térben?

Bónuszpontok, ha elmagyarázzuk, hogyan viszonyulnak ezek az értékek a gyakorlati, nem szabad terű környezetekhez.

Sok zavaros becslést láttam a $ Z_a $ esetében, 1800Ω és 5000Ω között , ami hatalmas hatótávolság. Jobban szeretném megérteni, hogy milyen tényezőkről van szó, és hogyan lehet ideális körülmények között matematikailag kiszámítani az értéket.

Nagyon nehéz megjósolni a végtáplált vezeték impedanciáját, azon kívül, hogy azt mondjuk, hogy magas. Általában empirikusan határozzák meg.

Elméleti megfogalmazást keres. Vegyük figyelembe, hogy az előtolás olyan feszültségforrás, amely különbséget tesz a dolgok közötti elektromos potenciálban. A dipólus vége és ... mi van?

^{szimulálja ezt az áramkört - A CircuitLab használatával létrehozott vázlat}

Talán el tudná képzelni az előtolást egy végtelen sugárú elméleti héjhoz csatlakoztatva, hasonlóan ahhoz, ahogyan az önkapacitást kiszámítják? Azt hiszem, az eredmény erősen függ a vezeték geometriájától, de általában minél vastagabb a vezeték, annál kisebb az impedancia. Nem tudom, hogy ez a modell milyen gyakorlati értékkel bírna, mivel bármelyik valódi antennának van legalább egy betápláló vonala és egy földi / repülőgép / űrhajója a közelben, ami jelentősebb lenne.

Kiszámíthatja a egy középen kívülről táplált dipólus, nagyon közel a végéhez. Észre fogja venni ennek a függvénynek a határát, amikor az előtolási pont a vége felé közeledik. Ez természetesen egy közelítés, feltéve, hogy a dipól viszonylag vékony, és hogy a dipólus másik felének kapacitása a legfontosabb tényező.

Tehát ha nincs még egy fele a dipólusnak, akkor mi van a releváns tényező? A gyakorlatban ez lesz a talaj és a tápvonal. Egyik sem alkalmazható egyszerű kifejezéssel. A legjobb megoldás az adott telepítés szimulációja.

Néhány általánosítást mégis megtehetünk:

A végtáplált dipólus rezonáns (vagy nem), akárcsak egy közönségesebb középtáplálás. dipól. Az előtolási pont (a közepén, a vége közelében vagy valahol a kettő között) átlátszó a vezeték rezonanciájához.

Egy pontosan félhullámú dipólus nem rezonáns abban az értelemben, hogy az előtolási impedanciája reaktív komponens. Elméletileg (73 + j42.5) Ω.

Ha a dipólus túl rövid, reaktanciája kapacitív lesz. Amikor túl hosszú, induktív. Mivel a pontosan félhullámú dipólus kissé induktív reaktanciával rendelkezik, rövidítésével megszüntethető a reaktancia. A rövidítés pontos mennyisége a huzal vastagságától függ. A 0.41λ ésszerű becslésnek tűnik.

Az előtolási impedanciák minden hosszúságú hullámhosszon megismétlődnek. Vagyis az előtolási impedancia szempontjából a 0,5λ, 1,5λ, 2,5λ, ... dipólusok ugyanúgy néznek ki.

Amint a dipólus vastagabbá válik, sávszélessége növekszik. Ez azt jelenti, hogy egyenlő hosszúságváltozás esetén a vastagabb dipólus impedanciája kevesebbet fog változni, mint egy vékonyabb dipólus.

Mivel az impedanciának minden hullámhosszon meg kell ismételnie, ez azt is jelenti, hogy a legnagyobb impedancia (például egy félhullámú dipól végén) vastagabb huzallal alacsonyabb.

Végül egy gyakorlati szempont: mivel a dipólus végén az impedancia nagyon magas, a közös módú impedancia viszonylag alacsony. A végtáplált dipólus sikeres elkészítése ezután a nagyon hatékony fojtástól (nagyon magas közös módú impedancia) függ, amelyet a gyakorlatban nehéz megvalósítani. Ha a fojtás nem túl hatékony (vagyis a közös módú impedancia nem sokkal magasabb, mint a differenciál mód), akkor a fojtás hatékonyabbá tétele növeli az adó által látott impedanciát.

1. Wikipédia: Monopólus antenna

   A monopolnak mindig van egy másik vezetőkészlete, amelyhez a forrásból származó második vezeték csatlakozik .

   Ez a második aljzat lehet föld vagy fémtárgy, amelyet általában "alapsíkként" ismernek. Az alapsík a monopóliust avirtuális dipólussá változtatja, amelynek virtuális dipólusának egyes részei azonos hosszúságú monopólusú hosszúsággal rendelkeznek. Így a félhullám monopólus virtuális dipólusa teljes hullámú dipólus.

   A monopólus impedanciája a virtuális dipólus impedanciájának a fele. Például egy negyedhullámú monopól, amelynek talajsíkjának impedanciája 36 ohm, ami 75 ohm fele, virtualdipoljának, a félhullámú dipólusnak az impedanciája.

2. Wikipédia: Dipólusantenna

   A dipólus impedanciája nagyon élesen változik, ha hossza teljes hullám. Az ekvivalens monopólus a fele a hosszának, a somonopólus impedanciája nagyon élesen változik, ha hossza félhullámú. A legjobb módszer a szimulációs szoftver használata az impedancia (R és X) meghatározására. Az R & X és a hosszúság ábrázolása sweep segítségével megadhatja azt a pontot, ahol megszerezheti a kívánt értékeket.

   Egyenletek, Pillanat módszer, valamint Én és kölcsönös impedanciák

Modelleezze az 1/2-hullámú középtáplált antennát a vezeték méretének, magasságának és minden helyattribútumának felhasználásával a középső előtolású impedancia meghatározásához.

ossza el 600-at 73 ohmmal, vagy bármi mással számolja ki az előtolás középpontját impedancia, amelyet meg kell szorozni 600-val a válasz --- --- otthon vagy.

Példa: $ 600/73 = 8.22 \ szor 600 = 4900 $ ohm.

Ez az eredeti és korrigálja a negyedhullám-transzformációt 600 ohm segítségével egyetlen vezeték túlfeszültség-impedanciájának megjelenítésére. Korábban a 600 ohmos értéket tévedésből 380 ohmra módosítottam, mivel néhány CAD antenna-tervező eszköz látszólag körülbelül 380 ohmot használt fel.

Megismételhető mérésekkel egyetlen vezeték túlfeszültség-impedanciája ellenőrzi, hogy a külső források által nem eresztett huzal impedanciája körülbelül 600 ohmos lesz, és a huzal átmérőjénél kisebb mértékben változik, mint azt korábban gondolták.

A mérést egy nyitott vezeték betáplálási pontján lehet elvégezni, és lezárási értékkel ellenőrizni.

Az egyetlen vezeték túlfeszültség-impedanciájának meghatározására használt egyenlet

$$ Z = 138 \ log \ left (\ frac {4L} {d} \ right) $$

ahol $ L $ a vezeték hossza és $ d $ a vezeték átmérője - ugyanaz egységek; Az űrben.

A TISZTASÁGHOZ HOZZÁADOTT INFORMÁCIÓ:

A következő URL egy áramkört jelent, amely felhasználható egyetlen vezeték vagy távvezeték túlfeszültség-impedanciájának és sebességtényezőjének mérésére. . Ez egy változó feszültségű osztó, 50 és 1050 ohm között állítható.

http://www.k9axn.com/attachments/Finished_3_jpg_final.jpg

A következő URL a túlfeszültség-impedancia és sebességtényező mérését mutatja be egy 54 láb hosszúságú # 14 vezeték.

http://k9axn.com/attachments/Single_wire_4.AVI

Fontos megjegyezni: A két időzítési vonal az emelkedésből a 115ns-ig körülbelül 4 voltos, 0,007A hullámot képvisel, amely belép a vezetékbe. A hullám eléri a vezeték végét a középpontban, majd visszatér a második felében, ahol a feszültség 8 voltra emelkedik és az áram megszűnik.

Az emelkedési és zuhanási idők a műszer korlátai miatt következnek be. A túlfeszültség-áram pusztán ellenállóként viselkedik, hasonlóan a tér impedanciájához. Az antenna sugárzási ellenállásának kiszámítására szolgál, és a talaj közelsége nagyrészt nem befolyásolja.

AZ ÁTLÁTHATÓSÁGHOZ HOZZÁADOTT INFORMÁCIÓ VÉGE

A fenti kép a túlfeszültség-impedancia mérését ábrázolja és egyetlen vezeték sebességtényezője. Használható a túlfeszültség-impedancia és sebességtényező mérésére koax, iker ólom vagy bármely antennavezeték esetében.

Egyetlen vezető vagy távvezeték túlfeszültség-impedanciája alapvetően két elsődleges elképzelésből áll, a 377 ohmos tér impedanciájából és az elektronok felgyorsítására használt energiából. Ne feledje, hogy az 1 KW 14 MHz-es távvezeték vagy antenna elektronjai körülbelül 1/10 000 hüvelykes távolságon belül maradnak attól a helytől, ahonnan elindultak. Ez egy Newton bölcsőjével vizualizálható.

Ezzel az információval világossá válik, hogy a végtáplált antennákkal kapcsolatos vélemények igényesek: Az előtolási pont impedanciája nem végtelen és könnyen kiszámítható. Az antennán belül a végük elérésekor áramló visszavert hullámok / áram teljes mértékben tükröződnek.

A következő szerkesztés ciklusonként ciklusonkénti elbeszélést tartalmaz a mérésekről és eseményekről az antenna felpörgetése közben.

Az alábbiakban bemutatjuk az EFHW részletesebb elemzését, amelynek előtolásához függőleges koaxiális kábel van csatlakoztatva. Ez magában foglalja a koaxiális kábel külső vezetőjének külső felülete mentén áramló "nem fojtott" rf áram sugárzásának hatásait.

További részletek a Megjegyzés blokkban találhatók a a grafika.

Az alábbiakban egy grafika mutatja a szabadtér sugárzási mintázatának burkolatát és Z bemenetét egy végtáplált, 1/2-hullámú (EFHW) antennáról, az ott látható többi körülményhez.

A sugárzási minta a maximális mező az antenna fizikai középpontjában van, de a grafika mintája balra tolódott, hogy jobban megmutassa a nullákat az antenna végein.

MEGJEGYZÉS: Antennák és az adó két terminálos eszköz, és szinte semmilyen energiát nem szolgáltat / sugároz, ha csak az egyik termináljuk csatlakozik. A "végtáplált" antenna rövid, úgynevezett ellentétes vezetője a valóságban azt jelenti, hogy ez a konfiguráció egy középen kívüli dipólus, amint az a grafikonon látható.