Quant a l’antena / antena dipol plegada

L’antena dipolar bàsica o antena s’utilitza àmpliament en la seva forma bàsica. Tanmateix, en diverses circumstàncies, una modificació d'aquesta antena dipol plegada proporciona una sèrie d'avantatges.

L'antena dipolar plegada o antena dipolar plegada s'utilitza àmpliament, no només per si mateixa, sinó també com a element impulsat en altres antenes com l'antena Yagi i diversos altres tipus d'antena.

Fonaments bàsics de l’antena dipolar plegada

L'antena dipol plegada consisteix en un dipol bàsic, però amb un conductor addicional que connecta els dos extrems entre si. Això fa un "bucle" de cable que és un curtcircuit a CC. Com que els extrems semblen plegats cap enrere, l’antena s’anomena antena dipol plegada.

A continuació es mostra el format bàsic de l’antena dipolar plegada. Igual que el dipol bàsic, l’antena dipol plegada és una antena equilibrada i s’ha d’alimentar amb un alimentador equilibrat. Es poden utilitzar alimentadors desequilibrats sempre que s’utilitzi un balun (transformador desequilibrat a equilibrat).

La part addicional de l'antena dipol plegada es fa sovint mitjançant l'ús d'un cable o una barra del mateix diàmetre que la secció dipolar bàsica. Tanmateix, no sempre és així.

També els cables o barres solen estar espaiades de manera equitativa al llarg de la longitud dels elements paral·lels. Això es pot aconseguir de diverses maneres. Sovint per a les antenes VHF o UHF la rigidesa dels elements és suficient, però a freqüències més baixes pot ser necessari emprar separadors. Per mantenir els cables separats. Viouslybviament, si no estan aïllats, és imprescindible evitar que es produeixin curtcircuits. En alguns casos es pot utilitzar alimentador pla.

Una de les principals raons per utilitzar una antena dipolar plegada és l'augment de la impedància d'alimentació que proporciona. Si els conductors del dipol principal i el segon o el conductor "plec" tenen el mateix diàmetre, es comprova que hi ha un augment de quatre vegades (és a dir, dos quadrats) en la impedància d'alimentació. A l’espai lliure, això dóna un augment de la impedància d’alimentació de 73Ω a uns 300Ω ohms. A més, l'antena RF té un ample de banda més ampli.

Teoria d'augment de la impedància dipolar plegada
És possible raonar per què hi ha un augment de quatre vegades en la impedància de l'antena dipol plegada.

En una antena dipolar estàndard els corrents que flueixen al llarg dels conductors estan en fase i, com a resultat, no hi ha cancel·lació dels camps i, com a resultat, es produeix la radiació o el senyal.

Quan s'afegeix el segon conductor per fer l'antena dipolar plegada, es pot considerar com una extensió al dipol estàndard amb els extrems plegats cap enrere per trobar-se. Com a resultat, els corrents de la nova secció flueixen en la mateixa direcció que els del dipol original. Els corrents al llarg de les dues ones són, per tant, en fase i l’antena irradiarà amb els mateixos patrons de radiació, etc., que un simple dipol de mitja ona.

L'augment de la impedància es pot deduir del fet que la potència subministrada a una antena dipolar plegada es reparteix uniformement entre les dues seccions que componen l'antena. Això significa que, en comparació amb un dipol estàndard, el corrent de cada conductor es redueix a la meitat. Com s'aplica la mateixa potència, la impedància ha d'augmentar-se en un factor de quatre per mantenir l'equilibri en l'equació Watts = I2 x R.

Efecte de línia de transmissió dipolar plegat
L'element plegat de l'antena dipolar plegada té un efecte de línia de transmissió unit a ell. Es pot veure que la impedància del dipol apareix en paral·lel amb la impedància de les seccions de la línia de transmissió en curtcircuit, tot i que els arguments per a la impedància donats anteriorment continuen sent certs, és només una altra manera de mirar el mateix problema.

Això pot ajudar a explicar algunes de les altres propietats de l'antena.

Aquest efecte afecta la longitud. Normalment, la longitud d'ona d'una ona estacionària en un alimentador es veu afectada pel factor de velocitat. Si s’utilitza aire, això representarà al voltant del 95% del valor de l’espai lliure. Tanmateix, si s’utilitza un alimentador pla amb un factor de velocitat inferior, això tindrà l’efecte d’escurçar la longitud requerida.

L'efecte alimentador també dóna com a resultat que l'antena dipol plegada tingui una resposta més plana, és a dir, un ample de banda més ampli que un dipol no plegat.

Es produeix perquè a una freqüència allunyada de la ressonància, la reactància del dipol té la forma oposada a la de la línia de transmissió ordenada i, com a resultat, hi ha una certa cancel·lació de reactància al punt d’alimentació de l’antena.

Avantatges de dipols plegats
Hi ha dos avantatges principals per utilitzar una antena dipol plegada sobre un dipol estàndard:

Augment de la impedància:  Quan cal utilitzar alimentadors d’impedància més alta o quan la impedància del dipol es redueix per factors com ara els elements paràsits, un dipol plegat proporciona un augment significatiu del nivell d’impedància que permet que l’antena s’adapti més fàcilment a l’alimentador disponible.

Amplada de banda ampla:  L'antena dipol plegada té una resposta de freqüència més plana: això permet utilitzar-la en un ample de banda més ampli amb moltes transmissions que utilitzen una varietat de diferents canals seleccionables, per exemple, televisió i ràdio de difusió, es necessita una antena d'ample de banda ampla. L'antena dipol estàndard no sempre proporciona l'ample de banda requerit i l'amplada de banda addicional del dipol plegat compleix els requisits.

Dipols plegats de conductors desiguals

En moltes ocasions pot ser necessari implementar relacions d’impedància a la proporció estàndard 4: 1 que és normal per a una antena dipol plegada. Simplement variant el diàmetre efectiu dels dos conductors: superior i inferior, es poden obtenir relacions diferents.

És possible determinar la relació d’augment de la impedància mitjançant la fórmula següent:

 
on:
    d1 és el diàmetre del conductor del braç d'alimentació del dipol
    d2 és el diàmetre del conductor del braç no alimentat del dipol
    S és la distància entre els conductors
    r és la proporció de pujada

Cal recordar que hi ha un efecte d’escurçament associat a l’ús de conductors gruixuts en oposició al cable normal i això tindrà un efecte sobre la longitud del dipol plegat.

Dipols plegats multiconductors
Tot i que el concepte d'antena dipol plegada sovint implica l'ús d'un conductor addicional, el concepte es pot ampliar encara més afegint conductors addicionals. Això té l’efecte d’incrementar encara més la impedància general i d’ampliar encara més l’amplada de banda.

 
Per exemple, per a un dipol plegat de tres fils, amb tots els cables o conductors que tinguin el mateix diàmetre, la impedància s'incrementa en un factor de tres quadrats, és a dir, 9. Això significa que el valor nominal d'un dipol plegat amb tres conductors és 9 vegades 73Ω o aproximadament 600Ω

Aplicacions de dipols plegats
Hi ha moltes maneres en què es poden utilitzar dipols plegats. Troben usos en moltes aplicacions:

En la seva pròpia:   Les antenes dipol plegades de vegades s’utilitzen soles, però s’han d’alimentar amb un alimentador d’alta impedància, normalment de 300 ohms. Això per si sol pot ser molt útil en determinades aplicacions on es poden utilitzar alimentadors equilibrats.

Com a part d'una altra antena:   No obstant això, els dipols plegats troben més usos quan s'incorpora un dipol en un altre disseny d'antena de RF amb altres elements propers. La qüestió és que incorporar un dipol a una antena com una Yagi on els elements estan acoblats redueix la impedància d’alimentació. Si s’utilitzava un dipol simple, es poden experimentar fàcilment nivells d’impedància d’alimentació inferiors a 20 Ω o menys.

L’ús d’un dipol plegat permet augmentar la impedància en un factor de quatre o el que sigui necessari en tenir diversos cables al dipol plegat.

Amplada de banda augmentada:   De vegades, es poden emprar dipols plegats purament per donar una major amplada de banda. Quan s’utilitzen per augmentar l’amplada de banda, els dipols plegats es poden utilitzar sols o dins d’un altre sistema d’antena.
Tenint en compte la quantitat de maneres en què es poden utilitzar els dipols plegats, són més habituals del que es podria esperar al principi.

Deixa un missatge 

Llista de missatges