Spørgsmål:
Minimum tykkelse på piskantenne
FraserOfSmeg
2015-10-16 19:14:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg kigger på at designe et kommunikationssystem ved hjælp af en meget lav transmitter (0,1 W) og arbejde i 400 MHz-området. Til mine formål tror jeg, at en kvartbølge-piskantenne ville fungere godt, så jeg har beregnet antennens længde til at være 187,5 mm.

Indtil videre så god (håber jeg). Nu ser jeg på, hvor let jeg kan fremstille denne antenne. Min forståelse er, at en sådan antenne i det væsentlige kun er en smule ledning af passende længde (187,5 mm), men jeg kan ikke finde ud af, om der er en minimumstykkelse på ledningen. Den eneste begrænsning, jeg kan tænke på, er, at en tyndere ledning har højere modstand og derfor opvarmes hurtigere (forårsager mere støj). Er dette virkelig begrænsningen? Jeg har aldrig set en meget tynd piskantenne, og jeg frygter, at der kan være en grund bag dette.

Jo tykkere antennen er, jo mere båndbredde. Hvis du planlægger at indstille dette over hele 440-båndet (ikke en frekvens), kan det være noget at overveje. Med din effekt, forudsat at du har den passende 1/4 bølgelængde, vil jeg meget tvivle på forskellen mellem 30 gauge wire og 10 gauge
@Skyler440 så hvis jeg virkelig kun er interesseret i en frekvens, så kan jeg have det så tænkt som muligt ved ledende ledning?
Ja, du skal have det godt. Det eneste problem bliver, hvis ledningen er bøjet meget. Hvor tynd planlægger du?
Hvad er det sortiment, du leder efter?
Nå, så længe jeg kan slippe af sted med, men mindst et par hundrede kilometer (satellit til jordoperationer). Tråden skal slet ikke bøjes, men jeg er bogstaveligt talt på udkig efter så tynd som jeg kan få fat i; 0,05 mm er en mulighed http://www.luma-metall.com/servizi/gold-plated-copper-wire/
Små antenner kan overveje klavertråd.
En svar:
Phil Frost - W8II
2015-10-16 21:01:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ved en så lav effekt er holdbarhed sandsynligvis mere bekymrende end noget andet. Et par forenklende antagelser og hurtige beregninger vil demonstrere dette.

Impedansen af ​​en kvartbølgespisk er højest ved spidsen og lavest ved basen. Det vil sige, at strømmen er lavest ved spidsen og højest ved basen. Så hvis vi kan demonstrere, at trådmåleren er tilstrækkelig ved basen, hvor strømmen er højest, skal den også være tilstrækkelig for resten af ​​antennen.

I betragtning af din sendekraft:

$$ P = 0.1 \: \ mathrm W $$

Og impedansen af ​​en kvartbølge lodret ved sin base:

$$ R = 36 \: \ Omega $$

Og Joules første lov:

$$ P = I ^ 2 R $$

Vi kan løse dette ligningssystem for $ I $ og find ud af, hvad strømmen ved antennebasen skal være:

$$ 0.1 \: \ mathrm W = I ^ 2 \ cdot 36 \: \ Omega $$

$$ \ frac {0.1 \: \ mathrm W} {36 \: \ Omega} = I ^ 2 $$

$$ \ sqrt {\ frac {0.1 \: \ mathrm W} {36 \: \ Omega}} = I $$

$$ 0.053 \: \ mathrm A = I $$

Så spørgsmålet er nu, hvor lille en ledning du kan bruge til at bære (maksimalt ) 53 mA. Du kan se på et trådmålerdiagram og se svaret er "temmelig forbandet lille", især i betragtning af at vi har beregnet strømmen maksimalt, og den er mindre overalt i kablet.

Der er en anden måde, du kan nærme dig problemet på: Du kan beregne (igen med henvisning til et trådmåler-diagram) modstanden for en eller anden foreslået ledning. Sammenlign derefter modstanden med en piskes $ 36 \: \ Omega $ strålingsmodstand for at få en estimeret antenneeffektivitet:

$$ \ text {antenne efficiency} = \ frac {36 \: \ Omega} { 36 \: \ Omega + \ text {wire of wire}} $$

Jeg siger estimering, for for korrekt at anvende denne formel skal du omdanne alle impedanserne til den impedans, de ville have ved fødepunktet, men husk da impedansen er på et minimum ved fødepunktet, hvis du skulle gå igennem besværet med at gøre det, ville du ende med en mindre modstand og en højere effektivitet.

Og så kan du se på dette og se, at selvom din ledning har en $ 1 \: \ Omega $ modstand, har du stadig mindst en 97% effektiv antenne. Og en ledning, der er en kvart bølge lang ved 440 MHz og har en modstand på 1 ohm, er en rigtig tynd ledning.

Husk hudeffekt.


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...