bélyegkép|A dipólus mint nyitott rezgőkör A dipólus szimmetrikus táplálású sugárzó, a betáplálás a sugárzó középpontjában történik oly módon, hogy a két félsugárzót fázisban 180°-kal eltolt váltófeszültséggel tápláljuk. Koaxiális táplálás esetén a kábel és a dipólus közé szimmetrizáló elemet kell bekötni. Szimmetrizálás nélkül a földpontra kötött félsugárzó ellensúlyként működik, ilyenkor 25% jelszintveszteséggel kell számolni. A dipólust, mint nyílt rezgőkört a következőképp képzelhetjük el:
az induktív komponenst a két félsugárzó hosszának összegéből származtatjuk, mivel az egyenes vezetőnek van induktivitása. a kapacitív összetevőt a két félsugárzó felülete között létrejövő szórt kapacitás adja, vagyis ha nyílt rezgőkörként fogjuk fel, akkor a kondenzátor fegyverzetét a két félsugárzó felülete adja. rezisztív összetevők: a két félsugárzó ellenállása, sugárzási ellenállás, veszteségi ellenállás
Belátható, hogy pontos kiszámítása meglehetősen számításigényes, hiszen minél pontosabb értéket akarunk számolni, annál több részre kell felbontanunk rendszert.
Méretezése, tulajdonságai
Rezonancia a dipóluson A dipólus akkor van rezonanciában, ha a hossza megegyezik a talppontjára kapcsolt váltófeszültség hullámhosszának felével, vagy annak egész számú többszörösével.
hR – rezonáns hossz (m) λ – a talppontba táplált váltófeszültség hullámhossza n – egész szám k – rövidítési tényező
A dipólus kapacitása
r – a dipólusvezető sugara (m) h – a dipólus hosszúsága (m) k – rövidítési tényező C – a monopólus kapacitása (pF)
A dipólus induktivitása
r – a dipólusvezető sugara (m) h – a dipólus hosszúsága (m) k – rövidítési tényező L – a dipólus induktivitása (μH)
A dipólus hullámimpedanciája
L – a dipólus induktivitása (H) C – a dipólus kapacitása (F) Z0 – a dipólus hullámimpedanciája (Ω)
A dipólus rövidítése és hosszabbítása A monopólushoz hasonlóan a dipólus is hosszabbítható vagy rövidíthető, itt azonban mindkét féldipólus talppontjába azonos induktivitású tekercset kell beiktatni. A féldipólusba iktatandó tekercs induktivitása az alábbi módon számítható:
λ – a betáplált feszültség hullámhossza (m) h – a dipólus hossza (m) Z0 – a dipólus hullámellenállása (Ω) Lh – a beiktatandó hosszabbítótekercs induktivitása (μH)
A dipólus rövidítése rövidítőkondenzátorral lehetséges, melyet a dipólus talppontjával párhuzamosan kapcsolunk. Értéke az alábbi módon számítható:
λ – a betáplált feszültség hullámhossza (m) h – a dipólus hossza (m) Z0 – a dipólus hullámellenállása (Ω) Cr – a rövidítőkondenzátor kapacitása (pF)
Feszültség és áramviszonyok a λ/2 hosszúságú dipóluson bélyegkép|Feszültségcsúcs és áramhas a félhullámú dipóluson Ha λ/2 hosszúságú dipólust λ hullámhossznak megfelelő frekvenciájú váltóárammal megtápláljuk, akkor kialakul a áramhas és a feszültségcsús. Ekkor van a dipólus rezonanciában. Mivel a dipólust szimmetrikusan kell megtáplálni, ezért a táplálás földfüggetlen váltóárammal történik, vagyis a két féldipólra kapcsolt váltóáram fázisa 180°-kal eltér.
A dipólus vezetőkön a talpponttól távolodva egyre nagyobb feszültséget mérhetünk, a legnagyobb feszültséget a dipólus betáplálásával ellentétes végén mérhetjük. A két feszültség ellentétes irányú.
Az árammal fordított a helyzet, az áram a talppont közelében a legnagyobb, attól távolodva csökken, a monopólus végén pedig már nem folyik áram. Az áramirányok ellentétesek.
Tetszőleges hosszúságú dipólus sugárzási ellenállása, reaktanciája és talpponti ellenállása Szabad térben kifeszített, 2l hosszúságú r sugarú vezetőből készült dipólus talpponti ellenállása az alábbi képletekkel kiszámítható:
A reaktancia a komplex síkon jelenik meg, tehát a talpponti impedancia a következőképp számítható ki:
Ha akkor az antennának kapacitív reaktanciája van
Ha akkor az antennának induktív reaktanciája van
Ha akkor az antenna reznonciában van, ilyenkor úgy viselkedik, mintha egyszerű, ohmos ellenállás lenne.
l - a féldipól hossza r - a vezető sugara β - hullámtényező γ - Euler–Mascheroni-állandó double euler_x=0.57721566490153286060651209;
double beta(double lambda){return (2*M_PI)/lambda;}
double R_S(double l, double lambda){ double bx=beta(lambda); double bxl2=2*bx*l; double bxl4=4*bx*l; double CI2bxl=CI(bxl2); double CI4bxl=CI(bxl4); double SI2bxl=SI(bxl2); double SI4bxl=SI(bxl4); double X1=euler_x+log(2*bx*l)-CI2bxl; double X2=0.5*cos(bxl2)*(euler_x+log(bx*l)+CI4bxl-2*CI2bxl); double X3=0.5*sin(bxl2)*(SI4bxl-2*SI2bxl); return 60*(X1+X2+X3); }
double X_S(double l, double lambda, double r){ double bx=beta(lambda); double bxl2=2*bx*l; double bxl4=4*bx*l; double CI2bxl=CI(bxl2); double CI4bxl=CI(bxl4); double SI2bxl=SI(bxl2); double SI4bxl=SI(bxl4); double X1=0.5*sin(bxl2)*(euler_x+log(bx*l)+CI4bxl-2*CI2bxl-2*log(l/r)); double X2=0.5*cos(bxl2)*(2*SI2bxl-SI4bxl); return 60*(SI2bxl+X1+X2); }
Dipólusból kialakított, gyakorlatban használt antennák A dipólusból kialakított antennák alapja leginkább a félhullámú dipólus. A dipólus önmagában is használható antennaként, vízszintesen elhelyezve iránysugárzóként, függőlegesen elhelyezve pedig körsugárzóként alkalmazható.
Egyelemes dipólusok
félhullámú dipól csökkentett méretű dipól inverted V hajlított dipólus kördipólus Hertz-féle dipólus
Több dipólusból összekapcsolt antennarendszerek
emeletes dipól dipólfüggöny (pl. orosz fakopáncs)
Parazitasugárzós antennák
Yagi antennák Emeletes yagi
Források
Jegyzetek
Kategória:Antennatechnika Kategória:Amatőr rádiózás Kategória:Távközlési technika