Σχετικά με την αναδιπλούμενη κεραία διπόλου / κεραία

Η βασική διπολική κεραία ή κεραία χρησιμοποιείται ευρέως στη βασική της μορφή. Ωστόσο, υπό ορισμένες συνθήκες, μια τροποποίηση σε αυτήν που αναφέρεται ως διπλωμένη κεραία διπόλου παρέχει ορισμένα πλεονεκτήματα.

Η διπλωμένη διπολική κεραία ή η διπλή κεραία διπόλου χρησιμοποιείται ευρέως, όχι μόνο από μόνη της, αλλά και ως κινητήριο στοιχείο σε άλλες κεραίες όπως η κεραία Yagi και διάφοροι άλλοι τύποι κεραιών.

Βασικά διπλωμένα διπολικά κεραία

Η διπλωμένη διπολική κεραία αποτελείται από ένα βασικό δίπολο, αλλά με έναν πρόσθετο αγωγό που συνδέει τα δύο άκρα μεταξύ τους. Αυτό κάνει έναν «βρόχο» καλωδίου που είναι βραχυκύκλωμα στο DC. Καθώς τα άκρα φαίνεται να διπλώνονται προς τα πίσω, η κεραία ονομάζεται διπλωμένη κεραία.

Η βασική μορφή για την διπλωμένη κεραία διπόλου φαίνεται παρακάτω. Όπως και το βασικό δίπολο, η διπλωμένη κεραία διπόλου είναι μια ισορροπημένη κεραία και πρέπει να τροφοδοτείται με έναν ισορροπημένο τροφοδότη. Μη ισορροπημένοι τροφοδότες μπορούν να χρησιμοποιηθούν υπό την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται ένα balun (μη ισορροπημένο σε ισορροπημένο μετασχηματιστή).

Το επιπρόσθετο τμήμα της διπλωμένης κεραίας διπόλου κατασκευάζεται συχνά χρησιμοποιώντας ένα σύρμα ή ράβδο ίδιας διαμέτρου με το βασικό τμήμα διπόλου. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει πάντα.

Επίσης, τα σύρματα ή οι ράβδοι είναι κατά κανόνα ίσες αποστάσεις κατά το μήκος των παράλληλων στοιχείων. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους. Συχνά για κεραίες VHF ή UHF αρκεί η ακαμψία των στοιχείων, αλλά σε χαμηλότερες συχνότητες μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιηθούν διαχωριστικά. Για να κρατήσετε τα καλώδια μακριά. Προφανώς, εάν δεν είναι μονωμένα, είναι επιτακτική ανάγκη να τους κρατήσει από το βραχυκύκλωμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο επίπεδος τροφοδότης.

Ένας από τους κύριους λόγους για τη χρήση διπλωμένης κεραίας διπόλου είναι η αύξηση της σύνθετης αντίστασης τροφοδοσίας που παρέχει. Εάν οι αγωγοί στο κύριο δίπολο και ο δεύτερος ή ο "διπλωμένος" αγωγός έχουν την ίδια διάμετρο, τότε διαπιστώνεται ότι υπάρχει τετραπλάσια αύξηση (δηλαδή δύο τετράγωνα) στην σύνθετη αντίσταση τροφοδοσίας. Στον ελεύθερο χώρο, αυτό αυξάνει την αντίσταση τροφοδοσίας από 73Ω σε περίπου 300Ω ohms. Επιπλέον, η κεραία RF έχει ευρύτερο εύρος ζώνης.

Αναδιπλούμενη θεωρία αύξησης σύνθετης αντίστασης
Είναι δυνατόν να γίνει λόγος για τον οποίο υπάρχει τετραπλάσια αύξηση της σύνθετης αντίστασης για την διπλωμένη κεραία διπόλου.

Σε μια τυπική διπολική κεραία τα ρεύματα που ρέουν κατά μήκος των αγωγών βρίσκονται σε φάση και ως αποτέλεσμα δεν υπάρχει ακύρωση των πεδίων και ως αποτέλεσμα η ακτινοβολία ή το σήμα εμφανίζεται.

Όταν προστίθεται ο δεύτερος αγωγός για την κατασκευή της διπλωμένης κεραίας διπόλου, αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως επέκταση του τυπικού διπόλου με τα άκρα διπλωμένα πίσω να συναντιούνται μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, τα ρεύματα στο νέο τμήμα ρέουν προς την ίδια κατεύθυνση με αυτά του αρχικού διπόλου. Τα ρεύματα κατά μήκος και των δύο ημι-κυμάτων είναι επομένως σε φάση και η κεραία θα ακτινοβολεί με τα ίδια μοτίβα ακτινοβολίας κ.λπ. με ένα απλό δίπολο μισού κύματος.

Η αύξηση της σύνθετης αντίστασης μπορεί να συναχθεί από το γεγονός ότι η ισχύς που παρέχεται σε μια διπλωμένη κεραία διπόλου κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ των δύο τμημάτων που αποτελούν την κεραία. Αυτό σημαίνει ότι, σε σύγκριση με ένα τυπικό δίπολο, το ρεύμα σε κάθε αγωγό μειώνεται στο μισό. Καθώς εφαρμόζεται η ίδια ισχύς, η σύνθετη αντίσταση πρέπει να αυξηθεί με συντελεστή τεσσάρων για να διατηρήσει την ισορροπία στην εξίσωση Watts = I2 x R.

Διπλωμένο εφέ γραμμής μετάδοσης διπόλου
Το διπλωμένο στοιχείο της διπλωμένης κεραίας διπόλου έχει ένα εφέ γραμμής μετάδοσης συνδεδεμένο με αυτήν. Μπορεί να φανεί ότι η σύνθετη αντίσταση του διπόλου εμφανίζεται παράλληλα με την αντίσταση των βραχυκυκλωμένων τμημάτων γραμμής μετάδοσης, αν και τα επιχειρήματα για την αντίσταση που δίνονται παραπάνω εξακολουθούν να ισχύουν - είναι απλώς ένας άλλος τρόπος να δούμε το ίδιο θέμα.

Αυτό μπορεί να σας βοηθήσει να εξηγήσετε μερικές από τις άλλες ιδιότητες της κεραίας.

Το μήκος επηρεάζεται από αυτό το αποτέλεσμα. Κανονικά το μήκος κύματος ενός μόνιμου κύματος σε έναν τροφοδότη επηρεάζεται από τον συντελεστή ταχύτητας. Εάν χρησιμοποιείται αέρας, αυτό θα είναι περίπου 95% της τιμής του ελεύθερου χώρου. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιείται ένα επίπεδο τροφοδότη με συντελεστή χαμηλότερης ταχύτητας, τότε αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του απαιτούμενου μήκους.

Το φαινόμενο τροφοδοσίας έχει επίσης ως αποτέλεσμα η αναδιπλούμενη διπολική κεραία να έχει πιο επίπεδη απόκριση, δηλαδή ένα μεγαλύτερο εύρος ζώνης από ένα μη διπλωμένο δίπολο.

Αυτό συμβαίνει επειδή σε μια συχνότητα μακριά από τον συντονισμό, η αντιδραστικότητα του διπόλου έχει την αντίθετη μορφή από εκείνη της ταξινομημένης γραμμής μετάδοσης και ως αποτέλεσμα υπάρχει κάποια ακύρωση της αντίδρασης στο σημείο τροφοδοσίας της κεραίας.

Διπλωμένα διπλά πλεονεκτήματα
Υπάρχουν δύο βασικά πλεονεκτήματα για τη χρήση διπλωμένης κεραίας διπόλου σε σχέση με ένα τυπικό δίπολο:

Αύξηση της σύνθετης αντίστασης:  Όταν πρέπει να χρησιμοποιούνται τροφοδότες υψηλότερης σύνθετης αντίστασης ή όταν η σύνθετη αντίσταση του διπόλου μειώνεται από παράγοντες όπως τα παρασιτικά στοιχεία, ένα διπλωμένο δίπολο παρέχει σημαντική αύξηση του επιπέδου σύνθετης αντίστασης που επιτρέπει στην κεραία να ταιριάζει πιο εύκολα στον διαθέσιμο τροφοδότη.

Ευρύ εύρος ζώνης:  Η διπλωμένη διπολική κεραία έχει μια πιο επίπεδη απόκριση συχνότητας - αυτό της επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε ευρύτερο εύρος ζώνης με πολλές μεταδόσεις που χρησιμοποιούν μια ποικιλία διαφορετικών επιλέξιμων καναλιών, π.χ. τηλεόραση και ραδιοφωνικό ραδιόφωνο, απαιτείται κεραία ευρείας ζώνης. Η τυπική διπολική κεραία δεν παρέχει πάντα το απαιτούμενο εύρος ζώνης και το επιπλέον εύρος ζώνης του διπλωμένου δίπολου πληροί τις απαιτήσεις.

Ανόμοια δίπολα διπλωμένου αγωγού

Σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν λόγοι σύνθετης αντίστασης προς την τυπική αναλογία 4: 1 που είναι φυσιολογική για μια διπλωμένη κεραία διπόλου. Απλά μεταβάλλοντας την πραγματική διάμετρο των δύο αγωγών: πάνω και κάτω, μπορούν να ληφθούν διαφορετικές αναλογίες.

Είναι δυνατόν να προσδιορίσετε την αναλογία αύξησης της σύνθετης αντίστασης χρησιμοποιώντας τον παρακάτω τύπο:

 
Που:
    d1 είναι η διάμετρος του αγωγού για τον βραχίονα τροφοδοσίας του διπόλου
    d2 είναι η διάμετρος του αγωγού για τον βραχίονα που δεν τροφοδοτείται από το δίπολο
    S είναι η απόσταση μεταξύ των αγωγών
    r είναι ο λόγος αύξησης

Πρέπει να θυμόμαστε ότι υπάρχει ένα φαινόμενο μείωσης που σχετίζεται με τη χρήση παχιών αγωγών σε αντίθεση με το κανονικό σύρμα και αυτό θα έχει επίδραση στο μήκος του διπλωμένου διπόλου.

Διπλό δίπλωμα πολλαπλών αγωγών
Αν και η έννοια της διπλωμένης διπολικής κεραίας συνεπάγεται συχνά τη χρήση ενός επιπλέον αγωγού, η ιδέα μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω προσθέτοντας επιπλέον αγωγούς. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της συνολικής σύνθετης αντίστασης ακόμη και την περαιτέρω διεύρυνση του εύρους ζώνης.

 
Για παράδειγμα για ένα δίπολο διπλού καλωδίου, με όλα τα καλώδια ή τους αγωγούς να έχουν την ίδια διάμετρο, η σύνθετη αντίσταση αυξάνεται κατά έναν συντελεστή τριών τετραγώνων, δηλαδή 9. Αυτό σημαίνει ότι η ονομαστική τιμή για ένα διπλωμένο δίπολο με τρεις αγωγούς είναι 9 φορές 73Ω ή περίπου 600Ω

Διπλωμένες διπολικές εφαρμογές
Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν διπλωμένα δίπολα. Βρίσκουν χρήσεις σε πολλές εφαρμογές:

Από μόνοι τους:   Οι διπλωμένες διπολικές κεραίες μερικές φορές χρησιμοποιούνται μόνοι τους, αλλά πρέπει να τροφοδοτούνται με τροφοδότη υψηλής αντίστασης, συνήθως 300 ohms. Αυτό από μόνο του μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο σε ορισμένες εφαρμογές όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ισορροπημένοι τροφοδότες.

Ως μέρος μιας άλλης κεραίας:   Ωστόσο, τα διπλωμένα δίπολα βρίσκουν περισσότερες χρήσεις όταν ένα δίπολο ενσωματώνεται σε άλλο σχεδιασμό κεραίας RF με άλλα στοιχεία κοντά. Το ζήτημα είναι ότι η ενσωμάτωση ενός διπόλου σε μια κεραία όπως το Yagi όπου τα στοιχεία είναι στενά συνδεδεμένα μειώνει την αντίσταση τροφοδοσίας. Εάν χρησιμοποιήθηκε ένα απλό δίπολο, τότε τα επίπεδα σύνθετης αντίστασης τροφοδοσίας μικρότερα από 20 Ω ή λιγότερο μπορούν εύκολα να γίνουν αντιληπτά.

Η χρήση διπλωμένου διπόλου επιτρέπει την αύξηση της σύνθετης αντίστασης κατά τέσσερις ή οτιδήποτε άλλο απαιτείται με την ύπαρξη πολλαπλών καλωδίων στο διπλωμένο δίπολο.

Αυξημένο εύρος ζώνης:   Μερικές φορές διπλωμένα δίπολα μπορούν να χρησιμοποιηθούν καθαρά για να δώσουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης. Όταν χρησιμοποιούνται για την αύξηση του εύρους ζώνης, διπλωμένα δίπολα μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μόνα τους ή σε άλλο σύστημα κεραίας.
Λόγω του αριθμού των τρόπων με τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν διπλωμένα δίπολα, είναι πιο συνηθισμένοι από ό, τι θα περίμενε κανείς στην αρχή.

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων