Несиметричен вибратор или мо̀нополна антена (еднополюсна антена) е едноелементен вибратор, обикновено вертикален пръчковиден проводник, захранван най-често в долния край от вътрешния проводник на коаксиална линия, а екраниращият проводник на линията е свързан със земята.

Земята (или заземената равнина) се счита за проводима повърхност, която действа като рефлектор. Вертикалните токове в огледалния образ на вибратора спрямо земята имат същата посока (по този начин не се отразяват от земята) и фаза като тока в реалната антена.Balanis, Constantine A. (2011). Modern Antenna Handbook. John Wiley and Sons. pp. 3 (§2–1), 164, 173. ISBN 978-111820975-2. Вибраторът и неговото изображение заедно действат като диполна антена в горната половина на пространството. Монополната антена се държи по същество по същия начин като половината от диполна антена. Подобно на дипола, за да се постигне резонанс (резистивен импеданс на точката на захранване), несиметричният вибратор трябва да е дълъг близо до четвърт дължина на вълната (като всяка от двете части на полувълнов дипол). Затова се нарича още четвъртвълнова антена.

В горната част на пространството излъченото поле има същата амплитуда като полето, излъчвано от подобен дипол, захранван със същия ток. Следователно, общата излъчена мощност е половината от излъчената мощност на дипол, захранван със същия ток.

Тъй като токът е еднакъв, съпротивлението на излъчване е половината от това на сравнимия дипол. Тогава четвъртвълнов монопол има входно съпротивление (импеданс) Друг начин да се види това е, че истински дипол, приемащ ток I, има напрежения на своите клеми +U и −U, за импеданс между клемите ⁠2U/I ⁠, докато сравнимата вертикална антена има ток I, но приложено напрежение само U.

Тъй като полето над земята е същото като за дипола, но се прилага само половината от мощността, усилването се удвоява до 5,14 dBi. Това не е реално предимство в производителността само по себе си, тъй като на практика диполът отразява и половината от мощността си от земята, което (в зависимост от височината на антената и ъгъла на небето) може да увеличи (или намали!) директния сигнал. Вертикалната поляризация на монопола (както при вертикално ориентиран дипол) е предимство при ниски ъгли на място (елевация), където отражението от земята се сумира с директната вълна приблизително във фаза.

Несиметричният вибратор, подобно на симетричния, може да бъдат механично скъсен чрез вмъкване на индуктивна бобина близо до точката на захранване като „удължаваща намотка“. Това намалява диаграмата на излъчване, но входното съпротивление остава постоянно с подходяща намотка. Импедансното съгласуване с бобина е теснолентово. Строго погледнато, вибраторът може да бъде скъсен само за една честота. Антената губи значителна част от естествената си честотна лента. За широколентово скъсяване, което обикновено е желателно за един диапазон, трябва да се използват други методи.

За разлика от дипола, монополната антена се захранва несиметрично. Обикновено се допълва от противовес (заземяване), който се образува от:

електропроводящата повърхност на земята; заземяваща мрежа, заровена в земята около антената; или решетка от радиални проводници около вибратора, свързани със земния потенциал.

Земята действа като заземителна равнина, но може да бъде лош проводник, което води до загуби. Нейната проводимост може да се подобри (на цена) чрез полагане на медна мрежа. Когато няма действителна земя (например в превозно средство), други метални повърхности могат да служат като заземителна равнина (обикновено покривът на превозното средство). Като алтернатива, радиални проводници, поставени в основата на антената, могат да образуват заземителна равнина (предимно в УКВ, но също и в късовълновия диапазон). Тези елементи са свързани със земния потенциал, простират се радиално от централната точка на захранване (най-често основата) на антената и обикновено съдържат от три до няколкостотин проводника. Дължината на тези проводници често се определя от дължината на вълната λ, а λ/4 се избира за предпочитане като дължина, когато се използват само няколко радиални проводника. Излъчващите предавателни мачти в средновълновия диапазон, например, използват 100 радиала, изработени от поцинковани стоманени ленти, които са заровени приблизително на 60 см дълбочина в земята около предавателната мачта. За метрови и дециметрови вълни излъчващите и заземяващите елементи могат да бъдат изградени от твърди пръти или тръби. Използването на такава изкуствена заземителна равнина позволява цялата антена и заземяването да бъдат монтирани на произволна височина. Една често срещана модификация е, че радиалните елементи, образуващи заземяващата равнина, са наклонени надолу, което води до повишаване на импеданса на точката на захранване до около 50 Ω, съответстващо на обикновен коаксиален кабел. Тъй като вече не е истинска земя, се препоръчва балун-трансформатор (като обикновен дроселов балун).

Исторически вертикалният несиметричен вибратор е първата антена, използвана от Александър С. Попов при демонстрацията на изобретения от него първи радиоприемник на 7 май 1895 г. В западноезичната литература се среща и под името антена Маркони на името на нейния изобретател Гулиелмо Маркони. Използва се широко в практиката под формата на антенни кули и мачти, антена на радиоприемници и радиостанции, бордова антена на автомобили, самолети, кораби и др.

Източници

Категория:РадиотехникаКатегория:Радиолокация