Spørgsmål:
Hvad er impedansen til en 1,25 λ dipolantenne?
Shiva Mudide
2015-04-11 23:07:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg vil gerne lave en dipolantenne. Denne særlige antenne bruges kun til modtagelse; ingen transmission er involveret. Jeg vil gerne modtage så meget strøm som muligt af denne antenne, da den bruges til energihøstning.

Jeg læste, at en længde på 1,25 λ (dvs. hver benlængde er 5/8 λ) har mere gevinst . For at matche det med en belastning skal jeg oprette et matchende kredsløb. Så hvad er impedansen for en dipolantenne på 1,25 λ længde?

Hvilken frekvens vil dette fungere ved?
To svar:
Phil Frost - W8II
2015-04-15 17:03:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hvis du vil have en funktion med lukket form, giver Wikipedia dem:

\ begin {align} R & = \ frac {Z_m} {2 \ pi \ sin ^ 2 (kL / 2)} \ Big \ {\ gamma + \ ln (kL) - \ operatorname {Ci} (kL) + \ tfrac {1} {2} \ sin (kL) \ big [\ operatorname {Si} (2kL) - 2 \ operatornavn {Si} (kL) \ big] \\ & \ qquad \ qquad \ qquad \ qquad + \ tfrac {1} {2} \ cos (kL) \ big [\ gamma + \ ln ( kL / 2) + \ operatorname {Ci} (2kL) - 2 \ operatorname {Ci} (kL) \ big] \ Big \} \\ X & = \ frac {Z_m} {4 \ pi \ sin ^ 2 (kL / 2)} \ Big \ {2 \ operatorname {Si} (kL) + \ cos (kL) \ big [2 \ operatorname {Si} (kL) - \ operatorname {Si} (2kL) \ big] \\ & \ qquad \ qquad \ qquad \ qquad - \ sin (kL) \ big [2 \ operatorname {Ci} (kL) - \ operatorname {Ci} (2kL) - \ operatorname {Ci} (2ka ^ 2 / L) \ big ] \ Big \} \ end {align}

Jeg vil ikke engang prøve at forklare disse ligninger, da de er så behårede. Lettere og mere indsigtsfuldt er at se en graf over ligningerne (fra samme Wikipedia-artikel):

dipole impedance as function of length

I teorien har en 5/8 monopol en impedans på noget som $ (75-425j) \: \ Omega $, og impedansen for en dipol er dobbelt så stor som for den tilsvarende monopol, så $ (150-850j) \: \ Omega $. Når man kigger på øjet på grafen, ser det ud til at være rigtigt.

Men det, man skal bemærke her, er, at omkring 1,25 λ er hældningen af ​​både de virkelige og imaginære komponenter i impedansen ret stejl, hvilket betyder små ændringer i længden foretage store ændringer i impedans. Bemærk også, at denne graf kun er gyldig for en lederdiameter på 0,001λ. Tykkere eller tyndere ledere kan også gøre en væsentlig forskel. Impedansens følsomhed over for disse parametre forklarer variansen i de numre, der er givet af forskellige kilder.

For at kunne bygge denne antenne skal du derfor have en eller anden måde til at måle impedansen og justere i overensstemmelse hermed.

Jeg tror du mente at sige "I teorien har en 5/8 monopol en impedans på noget som (75−200j) Ω, og impedansen til en dipol er dobbelt så stor som den tilsvarende monopol, så (150−400j) Ω" . Simuleringsværktøjet 4nec2 viser 150-j398 med antenne med en diameter på 0,644 mm. Det matcher ovenstående graf. "
@ShivaMudide Ved hvilken frekvens udførte du din simulering? Er 0,644 mm lig med 0,001λ ved denne frekvens?
Freq er 2,44 GHz. Jeg tror ikke det.
@ShivaMudide forklarer godt forskellen, så: "Bemærk også, at denne graf kun er gyldig for en lederdiameter på 0,001λ. Tykkere eller tyndere ledere kan også gøre en væsentlig forskel."
Hej Phil, kan du se dette følgende link og dele dine tanker. http://ham.stackexchange.com/questions/5397/how-far-the-near-field-reactive-region-extends-from-the-transmitting-antenna
tomnexus
2015-04-11 23:38:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Impedansen er dobbelt så stor som en 5/8 bølge monopol, som er godt undersøgt, der er masser af information derude.

Fra ARRL Antennekompendiet:

"Indgangsimpedansen for en 5/8-bølgespisk over et jordplan 1/2 bølgelængde eller mere i diameter har en resistiv komponent tæt på 50 ohm og en kapacitiv reaktans, der afhænger betydeligt af piskens diameter, typisk i området på 50 til 150 ohm.

Impedansen på din 1,25 bølgelængde dipol vil være omkring 100 -j100 til -j300 ohm.

To kommentarer til dette valg af antenne:

  • højere forstærkning betyder kun mere strøm, hvis du retter antennen mod kilden. Hvis du generelt høster, skal du hellere bruge en antenne med lav forstærkning.
  • Dette er en ret smalbåndsantenne, så kun virkelig nyttig, hvis du kender frekvensen af ​​det signal, du høster. Dens impedans vil ændre sig hurtigt med frekvens, og de matchende induktorer ændres den anden vej.
Jeg holder modtagerantenne tættere på kilden. Jeg fandt et websted, hvor det beregner impedansen for en given dipolantennelængde. Jeg ved ikke, om disse beregninger er korrekte. Jeg vil krydstjekke med et andet websted. https://dryspire.com/dipole-z
Webstedsregnemaskinen ser rimelig ud, jeg er sikker på, at den er korrekt. Problemet er, at impedansen ændres meget hurtigt med længde (og frekvens). Ser ud til, at 100 Ohm-punktet er tættere på 1,33 wl for en 100: 1 l / d dipol.
Jeg fandt et andet værktøjsopkald 4nec2, og det viser en anden impedans for 5/4 lambdadipolantenne. Må ikke hvilken du skal tro på.
Alle værktøjerne giver rimelige svar inden for deres begrænsninger ... hvad du finder ud af er, at impedansen af ​​lang dipol er meget følsom over for længden, diameteren og modelleringsalgoritmen. Prøv en 0,45 bølgelængde dipol på hvert program, så finder du dem meget tættere på hinanden. Antennedesign handler om at kontrollere de uventede effekter; det grundlæggende elektromagnetiske design er ofte trivielt. Den teoretiske impedans af en perfekt 5/4 bølgelængde dipol er kun begyndelsen på et komplekst kredsløb, følsomt over for alt ..
Mest bekymringssum er, at hjemmesiden dryspire.com/dipole-z giver -ve imaginær (som i R1-JX1) del, mens 4nec2 giver + ve imaginær (som i R2 + JX2) del, når jeg beregnet til 2,4 GHz med 1 mm diameter .


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...