Que é Antena Dipola de media onda / aérea?

A antena dipol de media lonxitude de onda, a media antena de dipolo de onda é a versión máis usada da antena dipolo popular.

O dipolo de media onda é a versión máis popular da antena dipólica ou aérea.

Como o nome indica, o dipolo de media onda ten unha lonxitude de onda de media lonxitude. Esta é a lonxitude de resonancia máis curta que se pode usar para un dipolo resonante. Tamén ten un patrón de radiación moi conveniente.

Principios básicos do dipolo de media onda
O dipolo de media onda está formado a partir dun elemento conductor que é fío ou tubo metálico que ten unha lonxitude de onda de media lonxitude eléctrica. O dipolo de media onda aliméntase normalmente no medio onde a impedancia cae ao seu nivel máis baixo. Deste xeito, a antena consiste no alimentador conectado a dous elementos de lonxitude de onda de cuarto en liña entre si.

Hai que lembrar que a lonxitude do dipolo de media onda é unha lonxitude de onda eléctrica de media para a onda que viaxa nos condutores de antena. Isto é lixeiramente máis curto que a lonxitude equivalente dunha onda que viaxa no espazo libre, xa que os condutores de antena afectan a lonxitude de onda.

Antena dipólica de media onda básica que indica a lonxitude do dipolo respecto á lonxitude de onda.

Antena dipol básica de media onda

A tensión e os niveis de corrente varían ao longo da sección de radiación da antena. Isto ocorre porque as ondas de pé están configuradas ao longo da lonxitude do elemento radiante.

Como os extremos están en corrente de circuíto aberto nestes puntos é cero, pero a tensión é a súa máxima.

Como o punto no que se miden estas cantidades afástase dos extremos, atópase que varían de forma sinusoidal: a tensión cae, pero a corrente aumenta. A corrente chega entón a un máximo e a tensión a mínima nunha lonxitude igual a unha lonxitude de onda de cuarto eléctrico desde os extremos. Ao tratarse dun dipolo de media onda, este punto ocorre no centro.

Impedancia de alimentación do dipolo de media onda
Unha das principais consideracións con calquera antena é o arranxo de alimentación: como transferir a enerxía desde a rede de alimentación / transmisión á propia antena. Coincidencia de impedimentos, equilibrada ou desequilibrada e hai que considerar moitos outros aspectos.

En moitos aspectos, o dipolo de media onda é moi doado de alimentalo. O alimentador está normalmente conectado ao punto central é onde hai un máximo de corrente e un mínimo de tensión. Isto produce que a antena presente unha baixa impedancia no alimentador. Isto é moito máis doado de alimentar porque as altas tensións de RF asociadas a arranxos de alimentación de alta impedancia poden presentar moitos problemas para alimentadores e unidades correspondentes.

Formas de onda de corrente e tensión nun dipolo de media onda.

Formas de onda de corrente e tensión nun dipolo de media onda

Para unha antena dipolar que ten unha lonxitude de onda eléctrica de media lonxitude, as reaccións indutivas e capacitivas cancelanse mutuamente na frecuencia resonante. Os niveis de reactancia indutiva e capacitiva anulándose mutuamente, a carga faise puramente resistiva e isto facilita moito a alimentación da antena dipola de media onda.

O dipolo é unha antena equilibrada e polo tanto é necesario un arranxo equilibrado de alimentación. Normalmente necesitaríase unha forma de alimentador xemelgo ou equilibrado. Non obstante é posible empregar alimentador coaxial se se usa un balun (transformador equilibrado a desequilibrado).

O alimentador coaxial presenta unha opción moi atractiva cando a coincidencia de impedancia é boa e as ondas permanentes non están presentes, e tamén é moito máis sinxelo igualar a unha saída do transmisor que só pode querer ver unha carga resistiva. As cargas que inclúen reactancias conducen a unha maior tensión dos niveis de corrente que o transmisor pode non ser capaz de tolerar.

A impedancia para unha antena dipólica de media onda no espazo libre é dipolo de 73 Ω, o que presenta unha boa coincidencia co alimentador coaxial de 70Ω e esta é unha das razóns polas que se elixiu coaxia con esta impedancia para moitas aplicacións.

Un dipolo de media onda aliméntase a miúdo cun alimentador de 50Ω. A antena presenta a miúdo unha coincidencia moi boa porque a proximidade doutros obxectos, como a Terra, montaxe de antenas, etc. significa que a impedancia baixa por baixo dos 73Ω que presenta no espazo libre.

Lonxitude de dipolo de media onda
Aínda que o nome do dipolo dá a súa lonxitude aproximada, ao deseñar e construír un dipolo real, necesítase unha lonxitude máis exacta.

A lonxitude real do dipolo de media onda é lixeiramente menor que a media lonxitude de onda no espazo libre debido a unha serie de efectos asociados ao feito de que a forma de onda RF se leva dentro dun fío e tamén moi probablemente non ao baleiro.

Os cálculos da lonxitude da antena dipólica de onda media teñen en conta elementos como a relación do grosor ou diámetro do condutor á lonxitude, a constante dieléctrica do medio arredor do elemento radiante e así por diante.

Nalgúns casos é necesario acurtar a lonxitude dunha antena dipólica de media onda. Isto pódese conseguir engadindo un indutor de carga. Isto sitúase no elemento radiante. Funciona porque a antena dipólica pode considerarse como un circuíto resonante composto por un condensador e un indutor. Engadindo inductancia adicional reducirá a frecuencia de resonancia, é dicir, unha determinada lonxitude de antena resoará cunha frecuencia inferior á que sería posible se non estivera presente ningún indutor. Deste xeito é posible acurtar a lonxitude da antena.

Este principio pódese empregar para calquera forma de antena e adoita usarse onde o espazo é unha consideración importante.

Patrón de radiación dipolar de media onda e directividade

É posible calcular o patrón de radiación e, por tanto, determinar a directividade.

Como sería de esperar, a directividade máxima dos dipolos de media onda mostra a radiación máxima en ángulo recto co radiador principal.

Noutros ángulos, o ángulo θ da fórmula dipólica de media onda superior pode usarse para determinar a forza do campo.

Diagrama polar de dipolo de media onda e patrón de radiación.

Esquema polar dipolar de media onda

Tamén é posible ver o patrón de radiación en termos do plano que mira ao redor da antena dipólica, é dicir, no plano que corta o dipolo no seu campo de radiación máxima.

Diagrama polar do dipolo en ángulos de dereito sobre o eixe de antena.

Patrón de radiación con eixe de antena dentro / fóra da pantalla

Como se pode ver, co eixe da antena dentro e fóra da pantalla, o nivel de radiación é o mesmo en torno á antena. Isto é de esperar, xa que non hai nada para distinguir un sentido doutro ou afectar a radiación en diferentes direccións neste plano.

Consellos prácticos
Ao desenvolver, deseñar e instalar unha antena dipol de media onda, hai unha serie de consellos e consellos xerais que se poden seguir para garantir o mellor rendemento. Estes están por encima dos normais empregados para a instalación de antenas, por exemplo, asegurar que a altura é óptima, etc.

* Use un alimentador ou balun equilibrado:   
A antena dipolo é unha antena equilibrada. Polo tanto, é necesario empregar un alimentador equilibrado, ou se hai que usar un alimentador coaxial, entón hai que usar un balun: hai varios tipos que se poden construír facilmente.

* O dipolo de media onda non é unha media onda: unha antena dipolar de media onda non ten a mesma lonxitude que unha media de lonxitude de onda no espazo libre. Os efectos finais significan que a lonxitude real requirida é lixeiramente menor.

* Seccións máximas actuais:   

Pódese demostrar que as áreas da antena onde a corrente é máxima contribúen maioritariamente á radiación / recepción. Para garantir o funcionamento máis eficaz, estas áreas deberán estar libres de obstáculos e ter a posición ideal para a radiación. 

Isto é máis aplicable ás antenas usadas para frecuencias máis baixas onde as lonxitudes son moito máis longas. Para as antenas VHF e UHF, onde as antenas son moito máis curtas, é probable que toda a lonxitude do dipolo teña unha "vista" similar. Para as antenas HF, ás veces o centro da antena pode manterse máis alto que os extremos e, polo tanto, ter unha mellor oportunidade de irradiar un sinal mellor.

* Tensión máxima na antena rematada:   

Os puntos de tensión máxima están nos extremos da antena. Se se usa para transmitir, asegúrese de que non se poden tocar accidentalmente e asegúrese de que estean adecuadamente illados. Isto é importante cando se usan antenas de arame onde os extremos se usan como puntos de ancoraxe. 

Estes tamén deben estar afastados de obxectos próximos que poidan actuar para absorber a enerxía e deter a antena.

A antena dipola de media onda é posiblemente a forma máis usada do dipolo, incluso a forma máis usada de antena. É sinxelo, eficaz e pódese incorporar como elemento impulsado en moitas outras formas de antena desde antenas Yagi a reflectores parabólicos e moitos máis.

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes