Чи все так просто з довжиною штирьових антен
06.02.2025
Сергій - UR3QJ
219
219Додаткова інформація: raxp2.blogspot.com (по запрошенню)
Всі питання на пошту [email protected]
1. Фактори впливу на довжину
Для класичного напівхвильового вібратора розрахунок ведеться як половина довжини хвилі з врахуванням коефіцієнта вкорочення (дивись методику визначення вкорочення за рiзними методами):
Lв = 0.5 * Kвк * 300/F
який у свою чергу залежить від відношення довжини хвилі до діаметра вібратора та торцевої ємності (вiд площi торцiв та вiдстанi мiж половинками вiбратору). Також вкорочення залежить від покриття діелектриком провідної поверхні вібратора, як корінь з епсілон діелектрика (наприклад, вібратор виготовлений з емальованого дроту або поміщений в трубку з ізолюючого матеріалу - ПВХ, склопластик, etc).
Причому з зростанням частоти діелектрична проникність зменшується через зменшення ефекту поляризації просторового заряду і в свою чергу схильна до впливу температури. Тому будь-якi вертикали, колінеари при поміщенні в захисний діелектричний кожух повинні враховувати при моделюванні або в конструктиві змiщення власних резонансів, а сам матеріал діелектрика повинен бути термостабільним та мати мінімальні діелектричнi втрати на робочих частотах.
2. Вплив довжини на ДС антени
Для інших довжин вібраторів як 1/4 лямбди, 3/4, 5/8 все те саме з урахуванням кратності довжини хвилі, але діаграми спрямованості будуть відрізнятися. Як можна побачити по енергетицi 5/8 у виграшi тому, що площа пiд кривою струму бiльше, але з'являється паразитний пелюсток вгору в кутомісній площині. Цей паразитний пелюсток й погано й добре, погано - що частина енергетики йде в космос, а добре - тому що можна використовувати для роботи з лiтунами.
3. Вплив дiаметра на смугу
Всi знають про диполi Надененко, де для збiльшення смуги роботи елементи вiбраторiв були еквiвалентно збiльшенi. Така методика працює. Наприклад, дисконусні антени або біконічні з суцільною провідною поверхнею можна замінити поверхнею з отворами або виконати з окремих дротiв для зниження парусності. Але за диполi Надененко забувають, що там про КХ, де вся смуга - пшик, до 30-50 MHz. А ось, наприклад, смуга роботи класичних Yagi без використання спецзасобiв у виглядi симетруючих мостiв, узгоджень Робертсона, паразитних директорiв вже 10-15% вiд робочої частоти. Що на 1 GHz до 150 MHz смуга з коробки. Також можете подивитись нижче дослідження широкосмуговостi антени за рівнем КСХ 1.5 вiд дiаметру елементiв - де можна побачити асимптотично, що при дiаметрах вище 8 mm виграш по робочiй смузі незначний.
Кориснi матерiали
* Приклад розрахунку втрат у діелектриці
* Приклад конструктивних елементів підстроювання резонансу для антени в кожусі
* Приклад розрахунку та вимірювань коефіцієнта вкорочення
Для класичного напівхвильового вібратора розрахунок ведеться як половина довжини хвилі з врахуванням коефіцієнта вкорочення (дивись методику визначення вкорочення за рiзними методами):
Lв = 0.5 * Kвк * 300/F
який у свою чергу залежить від відношення довжини хвилі до діаметра вібратора та торцевої ємності (вiд площi торцiв та вiдстанi мiж половинками вiбратору). Також вкорочення залежить від покриття діелектриком провідної поверхні вібратора, як корінь з епсілон діелектрика (наприклад, вібратор виготовлений з емальованого дроту або поміщений в трубку з ізолюючого матеріалу - ПВХ, склопластик, etc).
Причому з зростанням частоти діелектрична проникність зменшується через зменшення ефекту поляризації просторового заряду і в свою чергу схильна до впливу температури. Тому будь-якi вертикали, колінеари при поміщенні в захисний діелектричний кожух повинні враховувати при моделюванні або в конструктиві змiщення власних резонансів, а сам матеріал діелектрика повинен бути термостабільним та мати мінімальні діелектричнi втрати на робочих частотах.
2. Вплив довжини на ДС антени
Для інших довжин вібраторів як 1/4 лямбди, 3/4, 5/8 все те саме з урахуванням кратності довжини хвилі, але діаграми спрямованості будуть відрізнятися. Як можна побачити по енергетицi 5/8 у виграшi тому, що площа пiд кривою струму бiльше, але з'являється паразитний пелюсток вгору в кутомісній площині. Цей паразитний пелюсток й погано й добре, погано - що частина енергетики йде в космос, а добре - тому що можна використовувати для роботи з лiтунами.
3. Вплив дiаметра на смугу
Всi знають про диполi Надененко, де для збiльшення смуги роботи елементи вiбраторiв були еквiвалентно збiльшенi. Така методика працює. Наприклад, дисконусні антени або біконічні з суцільною провідною поверхнею можна замінити поверхнею з отворами або виконати з окремих дротiв для зниження парусності. Але за диполi Надененко забувають, що там про КХ, де вся смуга - пшик, до 30-50 MHz. А ось, наприклад, смуга роботи класичних Yagi без використання спецзасобiв у виглядi симетруючих мостiв, узгоджень Робертсона, паразитних директорiв вже 10-15% вiд робочої частоти. Що на 1 GHz до 150 MHz смуга з коробки. Також можете подивитись нижче дослідження широкосмуговостi антени за рівнем КСХ 1.5 вiд дiаметру елементiв - де можна побачити асимптотично, що при дiаметрах вище 8 mm виграш по робочiй смузі незначний.
Кориснi матерiали
* Приклад розрахунку втрат у діелектриці
* Приклад конструктивних елементів підстроювання резонансу для антени в кожусі
* Приклад розрахунку та вимірювань коефіцієнта вкорочення
