DSC03972

206 ANTENY PROSTOLINIOWE

Dla dipola półfalowego impedancja wejściowa jest dana wzorem [11]

Z** = (1 +c)²Zo    (9.38)

Jeśli promienie przewodów są znacznie mniejsze od d, to współczynnik c obliczamy z zależności

(9.39)

ln(d/a,)

ln(d/a₂)

Impedancja wejściowa dipola pędowego w funkcji długości jest przedstawiona na iys. 9.16.

Bardzo prosto możemy wykonać antenę na radiofoniczny zakres UKF 87,5 -r 108 MHz. Wystarczy uciąć 1,5 m przewodu symetrycznego 300 O, zlutować jego końce, rozciąć na środku jeden z przewodów i podłączyć do niego przewód symetryczny łączący z odbiornikiem.

9.2. Zasilanie anten prostoliniowych

9.2.1. Dopasowanie impedancyjne

Poprawne połączenie anteny nadawczej z nadajnikiem powinno zapewniać maksymalne przeniesienie mocy, podobnie jak zależy nam na przeniesieniu do odbiornika całej mocy zaindukowanej w antenie. Typowa konfiguracja nadajnik (odbiornik) — linia transmisyjna — antena jest przedstawiona na rys. 9.17. Nadajnik lub odbiornik jest z reguły dopasowany do linii transmisyjnej. W przypadku anten przeznaczonych do pracy na jednej częstotliwości lub w wąskim paśmie impedancja wejściowa anteny jest zwykle równa impedancji linii transmisyjnej. Jeśli tak nie jest, to wzrasta WFS w linii i straty mocy. Część mocy doprowadzonej do linii może odbić się od zacisków anteny i wrócić do nadajnika. Moc ta nie zostanie wypromieniowana w przestrzeń, ponadto może zmienić się punkt pracy stopnia końcowego nadajnika lub w skrajnym przypadku nadajnik może ulec zniszczeniu. Dopuszczalna wartość WFS zależy od systemu radiokomunikacyjnego. Musi ona być bardzo mała dla nadawczych systemów telewizyjnych (wielokrotne odbicia między anteną i nadajnikiem w przypadku kabli o długości kilkuset m mogą powodować odbicia na ekranie, których nie można zlikwidować za pomocą ustawiania anteny odbiorczej). Podobnie w systemach o dużej mocy nadajnika (powyżej 100-500 W) WFS powinien być mały ze względu na sprawność energetyczną całego systemu (1% odbitej mocy dla nadajnika 100 W to 1 W, w przypadku nadajnika 100 kW jest to już 1 kW, co przy założeniu pracy 24h/dobę*365 dni w roku daje wymierne straty ekonomiczne). Należy zawsze starać się dobrać antenę w taki sposób, aby jej impedancja wejściowa była równa impedancji linii transmisyjnej. Jeśli jest to niemożliwe, możemy zastosować układ dopasowujący włączony tak jak na rys. 9.17. Może to być układ typu L lub n podobny do używanych w stopniach końcowych nadajników (praktyczne rozwiązania można znaleźć w [3], [4], [9]). Należy jednak pamiętać, że są to

				■
Nadajnik lub odbiornik			Układ dopasowujący
	Linia transmisyjna			fi

Ź||    Z

Rys. 9.17. Połączenie nadajnika (odbiornika) z anteną

układy stratne (szczególnie cewki) i w niektórych przypadkach połączenie anteny poprzez taki układ daje gorsze rezultaty niż połączenie bezpośrednie. Może to być również odcinek linii ćwierćfalowej o odpowiednio dobranej impedancji. Wymienione układy dopasowujące są układami wąskopasmowymi (patrz np. rys. 5.15) i ograniczają zakres częstotliwości pracy. Wykorzystuje się też transformatory na rdzeniach ferrytowych, lecz będą one omówione razem z sy metry zatorami.

Istnieją również sposoby dopasowania bez użycia układów dopasowujących. Impedancję wejściową dipola możemy zmienić poprzez zmianę położenia punktu zasilania (zacisków). Jeśli zaciski są w odległości z** od środka dipola (rys. 9.18), to prąd na nich jest równy

(9.40)

(9.41)

(9.42)

i dla dipola półfalowego wynosi lycJt Im#QSigŻwe

Rezystancja wejściowa na przesuniętych zaciskach dipola ma wartość

* * t2 '    D

R BjS- R ₌ Pⁿⁿ WC 1^ ^Pn" COS²PZ_wc I

gdzie R_pmi oznacza rezystancję promieniowania określoną w punkcie występowania maksimum prądu I_m. Powyższy rezultat wskazuje, że gdy punkt zasilania jest na końcu dipola, to impedancja wejściowa osiąga nieskończoność. W praktyce ma ona skończoną i dużą wartość. Charakterystyka promieniowania w przypadku dipola

9.18. Dipol półfalowy z przesuniętymi zaciskami zasilającymi