Acerca de antena / antena dipolar pregada

A antena dipolar básica ou antena úsase amplamente na súa forma básica. Non obstante, en varias circunstancias, unha modificación a esta denominada antena dipolar dobrada proporciona varias vantaxes.

A antena dipolar dobrada ou antena dipolar dobrada é amplamente utilizada, non só por si mesma, senón tamén como elemento impulsado noutras antenas como a antena Yagi e outros tipos de antena.

Fundamentos básicos da antena dipolar dobrada

A antena dipolar dobrada consiste nun dipolo básico, pero cun condutor adicional que conecta os dous extremos entre si. Isto fai un "bucle" de fío que é un curtocircuíto a CC. Como os extremos parecen estar dobrados cara atrás, a antena chámase antena dipolo pregada.

A continuación móstrase o formato básico da antena dipolar dobrada. Do mesmo xeito que o dipolo básico, a antena dipolar dobrada é unha antena equilibrada e necesita alimentarse cun alimentador equilibrado. Pódense utilizar alimentadores desequilibrados sempre que se use un balun (transformador desequilibrado a equilibrado).

A parte adicional da antena dipolar dobrada faise a miúdo empregando un fío ou varilla do mesmo diámetro que a sección dipolar básica. Non obstante, non sempre é así.

Tamén os fíos ou barras están normalmente espaciados ao longo da lonxitude dos elementos paralelos. Isto pódese conseguir de varias maneiras. A miúdo para as antenas VHF ou UHF a rixidez dos elementos é suficiente, pero a frecuencias máis baixas pode que haxa que empregar espaciadores. Para manter separados os fíos. Obviamente, se non están illados, é imprescindible evitar que se corten. Nalgúns casos pódese usar alimentador plano.

Unha das principais razóns para usar unha antena dipolar dobrada é o aumento da impedancia de alimentación que proporciona. Se os condutores do dipolo principal e do segundo ou "dobre" teñen o mesmo diámetro, comprobarase que hai un aumento de catro veces (é dicir, dous cadrados) na impedancia de alimentación. No espazo libre, isto dá un aumento na impedancia de alimentación de 73Ω a uns 300Ω ohmios. Ademais, a antena RF ten un ancho de banda máis amplo.

Teoría do incremento da impedancia dipolar dobrada
É posible razoar por que hai un aumento de catro veces na impedancia para a antena dipolar dobrada.

Nunha antena dipolar estándar as correntes que flúen ao longo dos condutores están en fase e, como resultado, non hai cancelación dos campos e, como resultado, prodúcese a radiación ou o sinal.

Cando se engade o segundo condutor para facer a antena dipolar dobrada, pódese considerar como unha extensión ao dipolo estándar cos extremos dobrados cara atrás para atoparse. Como resultado, as correntes na nova sección flúen na mesma dirección que as do dipolo orixinal. As correntes ao longo de ambas as medias ondas están por tanto en fase e a antena irradiará cos mesmos patróns de radiación, etc. que un simple dipolo de media onda.

O aumento da impedancia pódese deducir do feito de que a enerxía subministrada a unha antena dipolar dobrada é uniformemente compartida entre as dúas seccións que compoñen a antena. Isto significa que cando se compara cun dipolo estándar a corrente en cada condutor redúcese á metade. Como se aplica a mesma potencia, a impedancia ten que aumentar nun factor de catro para manter o equilibrio na ecuación Watts = I2 x R.

Efecto de liña de transmisión dipolar dobrado
O elemento dobrado da antena dipolar dobrada ten un efecto de liña de transmisión unido a el. Pódese ver que a impedancia do dipolo aparece en paralelo coa impedancia das seccións de liña de transmisión curtas, aínda que os argumentos para a impedancia dados anteriormente seguen sendo certos - é só outra forma de ver o mesmo problema.

Isto pode axudar a explicar algunhas das outras propiedades da antena.

A lonxitude vese afectada por este efecto. Normalmente a lonxitude de onda dunha onda estacionaria nun alimentador está afectada polo factor de velocidade. Se se usa aire, isto suporá ao redor do 95% do espazo libre. Non obstante, se se usa un alimentador plano cun factor de velocidade menor, isto terá o efecto de acurtar a lonxitude requirida.

O efecto alimentador tamén ten como resultado que a antena dipolar dobrada teña unha resposta máis plana, é dicir, un ancho de banda máis amplo que un dipolo non dobrado.

Ocorre porque a unha frecuencia afastada da resonancia, a reactancia do dipolo é da forma oposta á da liña de transmisión ordenada e, como resultado, hai algunha cancelación de reactancia no punto de alimentación da antena.

Vantaxes de dipolo dobrado
Hai dúas vantaxes principais para usar unha antena dipolar dobrada sobre un dipolo estándar:

Aumento da impedancia:  Cando hai que empregar alimentadores de maior impedancia ou cando a impedancia do dipolo se reduce por factores como elementos parasitarios, un dipolo pregado proporciona un aumento significativo do nivel de impedancia que permite que a antena se adapte máis facilmente ao alimentador dispoñible.

Ancho de banda amplo:  A antena dipolo dobrada ten unha resposta de frecuencia máis plana - isto permítelle empregala a un ancho de banda máis amplo con moitas transmisións utilizando unha variedade de canles seleccionables diferentes, por exemplo, televisión e radio de transmisión, é necesaria unha antena de ancho de banda ampla. A antena dipolo estándar non sempre proporciona o ancho de banda requirido e o ancho de banda adicional do dipolo dobrado cumpre os requisitos.

Dipolos pregados con condutor desigual

En moitas ocasións pode ser necesario implementar relacións de impedancia á relación estándar 4: 1 que é normal para unha antena dipolo pregada. Simplemente variando o diámetro efectivo dos dous condutores: superior e inferior, pódense obter diferentes relacións.

É posible determinar a relación de intensidade da impedancia usando a fórmula seguinte:

 
Onde:
    d1 é o diámetro do condutor para o brazo de alimentación do dipolo
    d2 é o diámetro do condutor para o brazo non alimentado do dipolo
    S é a distancia entre os condutores
    r é a relación de aumento

Cómpre lembrar que hai un efecto acurtador asociado ao uso de condutores grosos fronte ao fío normal e isto terá un efecto sobre a lonxitude do dipolo pregado.

Dipolos pregados multicondutores
Aínda que o concepto dunha antena dipolar dobrada a miúdo implica o uso dun condutor adicional, o concepto pódese ampliar aínda máis engadindo condutores adicionais. Isto ten o efecto de aumentar aínda máis a impedancia xeral e ampliar aínda máis o ancho de banda.

 
Para o caso dun dipolo plegado de tres fíos, con todos os fíos ou condutores que teñan o mesmo diámetro, a impedancia increméntase nun factor de tres cadrados, é dicir 9. Isto significa que o valor nominal dun dipolo plegado con tres condutores é 9 veces 73Ω ou aproximadamente 600Ω

Aplicacións de dipolos dobrados
Hai moitos xeitos nos que se poden empregar dipolos pregados. Atopan usos en moitas aplicacións:

Pola súa conta:   As antenas dipol plegadas úsanse ás veces por si soas, pero deben alimentarse cun alimentador de alta impedancia, normalmente 300 ohmios. Isto por si só pode ser moi útil en certas aplicacións onde se poden empregar alimentadores equilibrados.

Como parte doutra antena:   Non obstante, os dipolos pregados atopan máis usos cando un dipolo se incorpora a outro deseño de antena de RF con outros elementos próximos. A cuestión é que incorporar un dipolo a unha antena como unha Yagi onde os elementos están moi unidos reduce a impedancia de alimentación. Se se usou un dipolo simple, entón pódense experimentar facilmente niveis de impedancia de alimentación inferiores a 20 Ω ou menos.

Usar un dipolo dobrado permite aumentar a impedancia nun factor de catro ou o que sexa necesario ao ter varios fíos no dipolo dobrado.

Ancho de banda aumentado:   Ás veces pódense empregar dipolos pregados puramente para dar un maior ancho de banda. Cando se usan para aumentar o ancho de banda, os dipolos pregados pódense empregar por si mesmos ou dentro doutro sistema de antena.
Tendo en conta a cantidade de formas en que se poden empregar dipolos pregados, son máis comúns do que se podería esperar nun principio.

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes