DSC03969

200 ANTENY PROSTOLINIOWE

gdzie Kp jest tzw. współczynnikiem skrócenia. Można go odczytać znając smukłość anteny z wykresu na rys. 9.6. Współczynnik ten zależy od odległości anteny od ziemi i innych przedmiotów. Można również wykorzystać podany dalej wzór analityczny do obliczenia współczynnika skrócenia dipola półfalowego:

(9.22)

gdzie a jest promieniem przewodu, z którego wykonano dipol. W praktyce wykonuje się dipol nieco dłuższy, a następnie skraca się go obserwując jednocześnie impedancję wejściową lub WFS.

Ponieważ dipole są strukturami rezonansowymi, ich pasmo pracy jest wąskie (kilka procent częstotliwości środkowej). Wykres WFS w funkcji częstotliwości dla dipola półfalowego pokazano na rys. 9.7. Dla dipola półfalowego szerokość pasma pracy wyraża się wzorem [2]

gdzie Q jest dobrocią anteny traktowanej jako szeregowy obwód rezonansowy o częstotliwości rezonansowej f_r. Jeśli przyjmiemy WFS = 2 (wartość zbyt duża dla większości systemów profesjonalnych; jest jednak często używana w literaturze do porównywania pasma różnych anten), to otrzymamy

(9.24)

Wykres dobroci i względnej szerokości pasma na poziomie WFS < 1,5 w funkcji smukłości dipola jest przedstawiony na rys. 9.8. Analiza wzorów i wykresów dostarcza nam praktycznej wskazówki, że im grubszy dipol, tym szersze jego pasmo pracy. Minimum WFS dla grubszych dipoli występuje dla mniejszych częstotliwości w porównaniu z cieńszymi antenami.

15

2a

13r

I I

0,5m

/

/ ‘

ttl^A^-Y

/

/

J' /a*0,0001m-

250    270    290    310    330    350

f(MHz)

Rys. 9.7. WFS w funkcji częstotliwości dla dipoli o różnych średnicach [11]

DIPOLE

B/fr

Rys. 9.8. Wpływ smukłości dipola na dobroć Q oraz pasmo B/f_r dla WFS < 1,5 [1]

Długość dipola (X)

Rys. 9.9. Rezystancja promieniowania i kie runko wość cienkiego dipola w funkcji jego długości (dla sinusoidalnego rozkładu prądu) [1]

Na zakończenie tego podrozdziału wyznaczymy kierunkowość dipola półfalowego. Obliczyliśmy już moc promieniowaną przez dipol (wzór 9.15). Znajdujemy teraz maksymalną gęstość promieniowania używając (9.6):

U_ln

PolLc

i z²t²

¹ *^Jo *m

2Z₀ (2tc)²

(9.25)

1,64 (2,15 dB)

(9.26)

Kierunkowość dipola półfalowego wynosi 4icU_m = 47c(Z₀/87t²)I²    _

P_pr (Z_d/8tc) Ij, • 2,44 “

Kierunkowość dipola półfalowego jest tylko nieznacznie większa od kierunkowości dipola idealnego. Dipol całofalowy ma kierunkowość równą 2,41 (3,82 dB). Wykres zmian kierunkowości w funkcji długości dipola przedstawiono na rys. 9.9.