Giới thiệu về Ăng-ten lưỡng cực gấp lại / Aerial

Ăng-ten lưỡng cực cơ bản hoặc trên không được sử dụng rộng rãi ở dạng cơ bản của nó. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc sửa đổi này được gọi là ăng ten lưỡng cực gấp lại cung cấp một số lợi thế.

Ăng ten lưỡng cực gấp khúc hoặc ăng ten lưỡng cực gấp khúc được sử dụng rộng rãi, không chỉ riêng nó, mà còn là phần tử điều khiển trong các ăng ten khác như ăng ten Yagi và nhiều loại ăng ten khác.

Khái niệm cơ bản về ăng ten lưỡng cực gấp

Anten lưỡng cực gấp bao gồm một lưỡng cực cơ bản, nhưng có thêm một dây dẫn nối hai đầu với nhau. Điều này tạo ra một 'vòng lặp' của dây dẫn ngắn mạch đến DC. Khi các đầu dường như được gấp lại, ăng ten được gọi là ăng ten lưỡng cực gấp.

Định dạng cơ bản cho không khí lưỡng cực gấp khúc được hiển thị bên dưới. Giống như lưỡng cực cơ bản, ăng ten lưỡng cực gấp khúc là một ăng ten cân bằng và cần được cấp nguồn bằng bộ nạp cân bằng. Có thể sử dụng bộ cấp không cân bằng với điều kiện phải sử dụng balun (biến áp không cân bằng thành cân bằng).

Phần bổ sung của ăng ten lưỡng cực gấp khúc thường được chế tạo bằng cách sử dụng dây hoặc thanh có cùng đường kính với phần lưỡng cực cơ bản. Tuy nhiên, đây không phải là luôn luôn như vậy.

Ngoài ra, các dây hoặc thanh thường được đặt cách nhau dọc theo chiều dài của các phần tử song song. Điều này có thể đạt được bằng một số cách. Thông thường đối với anten VHF hoặc UHF, độ cứng của các phần tử là đủ, nhưng ở các tần số thấp hơn có thể cần sử dụng các bộ đệm. Để giữ cho các dây cách xa nhau. Rõ ràng nếu chúng không được cách nhiệt thì bắt buộc phải giữ chúng không bị thiếu hụt. Trong một số trường hợp có thể sử dụng khay nạp phẳng.

Một trong những lý do chính của việc sử dụng ăng-ten lưỡng cực gấp là sự gia tăng trở kháng nguồn cấp mà nó cung cấp. Nếu các dây dẫn trong lưỡng cực chính và dây dẫn thứ hai hoặc "nếp gấp" có cùng đường kính, thì người ta thấy rằng có sự tăng lên gấp bốn lần (tức là hai bình phương) trong trở kháng nguồn cấp. Trong không gian trống, điều này làm tăng trở kháng nguồn từ 73Ω lên khoảng 300Ω ohms. Ngoài ra, ăng ten RF có băng thông rộng hơn.

Lý thuyết tăng trở kháng lưỡng cực gấp
Có thể là lý do tại sao có một trở kháng tăng gấp bốn lần đối với ăng ten lưỡng cực gấp khúc.

Trong một ăng ten lưỡng cực tiêu chuẩn, các dòng điện chạy dọc theo dây dẫn là cùng pha và kết quả là không có sự hủy bỏ các trường và kết quả là bức xạ hoặc tín hiệu xảy ra.

Khi dây dẫn thứ hai được thêm vào để tạo ra ăng ten lưỡng cực gấp khúc, đây có thể được coi là một phần mở rộng cho lưỡng cực tiêu chuẩn với các đầu được gấp lại để gặp nhau. Kết quả là các dòng điện trong phần mới chảy cùng hướng với các dòng điện trong lưỡng cực ban đầu. Do đó, các dòng dọc theo cả hai nửa sóng là cùng pha và ăng ten sẽ bức xạ với các mẫu bức xạ giống nhau, v.v. như một lưỡng cực nửa sóng đơn giản.

Sự tăng trở kháng có thể được suy ra từ thực tế là công suất cung cấp cho một ăng ten lưỡng cực gấp khúc được chia đều giữa hai phần tạo nên ăng ten. Điều này có nghĩa là khi so sánh với một lưỡng cực tiêu chuẩn, dòng điện trong mỗi dây dẫn giảm đi một nửa. Khi sử dụng cùng một công suất, trở kháng phải được nâng lên theo hệ số bốn để giữ cân bằng trong phương trình Watts = I2 x R.

Hiệu ứng đường truyền lưỡng cực gấp khúc
Phần tử gấp khúc của ăng ten lưỡng cực gấp khúc có hiệu ứng đường truyền được gắn với nó. Có thể xem trở kháng của lưỡng cực xuất hiện song song với trở kháng của các đoạn đường truyền bị ngắn mạch, mặc dù các lập luận cho trở kháng được đưa ra ở trên vẫn đúng - đó chỉ là một cách nhìn khác về cùng một vấn đề.

Điều này có thể giúp giải thích một số đặc tính khác của ăng-ten.

Chiều dài bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng này. Thông thường bước sóng của sóng dừng trong bộ thu sóng bị ảnh hưởng bởi yếu tố vận tốc. Nếu không khí được sử dụng, điều này sẽ bằng khoảng 95% giá trị không gian trống. Tuy nhiên, nếu sử dụng máy cấp liệu phẳng với hệ số vận tốc thấp hơn, thì điều này sẽ có tác dụng rút ngắn chiều dài cần thiết.

Hiệu ứng bộ nạp cũng dẫn đến việc ăng ten lưỡng cực gấp khúc có phản hồi phẳng hơn, tức là băng thông rộng hơn so với ăng ten lưỡng cực không gấp khúc.

Nó xảy ra bởi vì ở tần số cách xa cộng hưởng, điện trở của lưỡng cực có dạng ngược với điện kháng của đường truyền được sắp xếp và kết quả là có một số loại bỏ điện kháng tại điểm cấp dữ liệu của ăng ten.

Ưu điểm lưỡng cực gấp
Có hai lợi thế chính khi sử dụng một ăng ten lưỡng cực gấp khúc so với một lưỡng cực tiêu chuẩn:

Tăng trở kháng:  Khi cần sử dụng bộ cấp trở kháng cao hơn hoặc khi trở kháng của lưỡng cực bị giảm bởi các yếu tố như yếu tố ký sinh, một lưỡng cực gấp lại cung cấp mức trở kháng tăng đáng kể cho phép ăng ten được kết hợp dễ dàng hơn với bộ nạp có sẵn.

Băng thông rộng:  Ăng ten lưỡng cực gấp lại có đáp ứng tần số phẳng hơn - điều này cho phép nó được sử dụng trên băng thông rộng hơn với nhiều đường truyền sử dụng nhiều kênh có thể lựa chọn khác nhau, ví dụ như truyền hình và đài phát thanh, cần có ăng ten băng thông rộng. Anten lưỡng cực tiêu chuẩn không phải lúc nào cũng cung cấp băng thông yêu cầu và băng thông bổ sung của lưỡng cực gấp khúc đáp ứng yêu cầu.

Các lưỡng cực gấp khúc dẫn điện không đều

Trong nhiều trường hợp, có thể cần phải thực hiện tỷ lệ trở kháng theo tỷ lệ 4: 1 tiêu chuẩn, điều bình thường đối với ăng ten lưỡng cực gấp khúc. Chỉ cần thay đổi đường kính hiệu dụng của hai dây dẫn: trên và dưới, có thể thu được các tỷ lệ khác nhau.

Có thể xác định tỷ lệ bước tăng trở kháng bằng công thức dưới đây:

 
Địa điểm:
    d1 là đường kính ruột dẫn cho cánh tay đòn của lưỡng cực
    d2 là đường kính dây dẫn cho nhánh không nạp của lưỡng cực
    S là khoảng cách giữa các vật dẫn
    r là tỷ lệ bước lên

Cần nhớ rằng có một hiệu ứng rút ngắn liên quan đến việc sử dụng dây dẫn dày trái ngược với dây bình thường và điều này sẽ có ảnh hưởng đến chiều dài của lưỡng cực gấp khúc.

Lưỡng cực gấp khúc đa dẫn
Mặc dù khái niệm ăng ten lưỡng cực gấp khúc thường ngụ ý sử dụng một dây dẫn phụ, khái niệm này có thể được mở rộng hơn nữa bằng cách thêm dây dẫn bổ sung. Điều này có tác dụng làm tăng trở kháng tổng thể hơn nữa và mở rộng băng thông hơn nữa.

 
Ví dụ đối với một lưỡng cực gấp ba dây, với tất cả các dây hoặc vật dẫn có cùng đường kính, trở kháng được tăng lên theo hệ số ba bình phương, tức là 9. Điều này có nghĩa là giá trị danh nghĩa của một lưỡng cực gấp có ba ruột dẫn là 9 lần. 73Ω hoặc xấp xỉ 600Ω

Các ứng dụng lưỡng cực gấp
Có nhiều cách mà lưỡng cực gấp lại có thể được sử dụng. Họ tìm thấy công dụng trong nhiều ứng dụng:

Riêng họ:   Các ăng ten lưỡng cực gấp đôi khi được sử dụng riêng, nhưng chúng phải được cấp nguồn với bộ nạp trở kháng cao, thường là 300 ohms. Điều này tự nó có thể rất hữu ích trong các ứng dụng nhất định có thể sử dụng bộ nạp cân bằng.

Là một phần của một ăng-ten khác:   Tuy nhiên, lưỡng cực gấp lại được sử dụng nhiều hơn khi một lưỡng cực được kết hợp trong một thiết kế ăng ten RF khác với các phần tử khác gần đó. Vấn đề là việc kết hợp một lưỡng cực vào một ăng-ten như Yagi nơi các phần tử được kết hợp chặt chẽ sẽ làm giảm trở kháng nguồn cấp dữ liệu. Nếu sử dụng một lưỡng cực đơn giản, thì có thể dễ dàng trải nghiệm mức trở kháng nguồn nhỏ hơn 20 Ω hoặc thấp hơn.

Việc sử dụng một lưỡng cực gấp cho phép tăng trở kháng lên hệ số bốn hoặc bất cứ điều gì được yêu cầu bằng cách có nhiều dây trong lưỡng cực gấp.

Tăng băng thông:   Đôi khi các lưỡng cực gấp khúc có thể được sử dụng hoàn toàn để cung cấp băng thông lớn hơn. Khi được sử dụng để tăng băng thông, các lưỡng cực gấp khúc có thể được sử dụng riêng hoặc trong một hệ thống ăng ten khác.
Xét về số lượng các cách mà lưỡng cực gấp lại có thể được sử dụng, chúng phổ biến hơn những gì có thể mong đợi lúc đầu.

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn