Поведение прямого диполя и его L-образной формы исследуется с точки зрения импеданса и КСВ. Регулируя точку подачи или угол изгиба, можно наблюдать изменение импеданса. Импеданс смещается симметрично при отклонении точки подачи, что приводит к рекомендациям по оптимальным соотношениям.
Моделирование модели помогает в понимании и точной настройке, что крайне важно для достижения соответствия 50 Ом. Практические рекомендации по настройке обеспечивают эффективную работу антенны.
Прямой диполь с центральным питанием имеет полное сопротивление около 70 Ом или около 1,4 SWR50. Хорошее совпадение по резонансу. При изгибе в L-образную форму оно имеет сопротивление около 40 Ом или около 1,3 SWR50. Также хорошо сочетается.
Очевидно, что существует некоторая точка между прямой и 900 ½ L, где полное сопротивление составляет 50 Ом. До этого момента представленные данные относятся к точной настройке по углу изгиба. Теперь мы рассмотрим тонкую настройку путем изменения точки подачи.
Длина прямого провода, включая зазор между точками подачи, определяет резонансную частоту. Независимо от того, где вы разместите точку подачи, частота остаётся практически неизменной до тех пор, пока не приблизитесь к концам. Характеристика, которая изменяется с точкой подачи, — это полное сопротивление… по мере удаления от центра оно увеличивается. Исходя из этого, поиск оптимального значения 50 Ом приводит к таким вещам, как гамма-совпадение, дельта-совпадение, бета-совпадение, совпадение J-полюсов и т.д.
Для моделирования влияния на импеданс точки подачи была разработана модель антенны диполя, в которой коэффициент скорости провода можно было найти путём оптимизации. При этом точка подачи рассматривается как отношение, при котором среднее значение подачи для этого провода равно 0,5. Затем в исследовании значение отношения уменьшается небольшими уменьшениями, чтобы найти полное сопротивление в каждой точке.
На рисунке 1 давайте посмотрим на влияние смещения от центра подачи на импеданс.
Рис. 1
Вблизи центра резонансного провода полное сопротивление изменяется очень незначительно. Не критично, чтобы плечи диполя были одинаковой длины. Дисбаланс тока вокруг центра не является проблемой. Вот почему диполь можно точно настроить, настроив только один конец. Синфазный ток минимален в центре, поэтому обычно не требуется дроссельная заслонка, если не используется очень высокая мощность.
Изменение импеданса симметрично. При соотношениях 0,25 или 0,75 центральное сопротивление возрастёт примерно вдвое. Если центр был равен 25 Ом, тогда оно будет около 50 Ом. Рекомендуется использовать дроссельный балун.
Учитывая этот принцип, моделирование проводной антенны — быстрый способ выяснить это…
Что происходит, когда вы…
Измените точку приёма L-антенны?
Чтобы ответить на этот вопрос, была разработана модель L-образной антенны, в которой отношение горизонтали к вертикали могло варьироваться. Исследование заключалось в изменении коэффициента изгиба с шагом 0,05 вокруг отношения центров 0,50.
Результаты показаны на рисунке 2 ниже.
Рис. 2
Конфигурация антенны показана красным цветом
По мере изменения коэффициента изгиба вверх, вот подробный обзор того, что происходит с полным сопротивлением (зелёная линия) вокруг центра резонансного L-диполя.
Глядя на КСВ (синяя линия), вы видите, что по мере удаления точки подачи от центра импеданс падает. При соотношении 0,6 достигается идеальное соответствие 50 Ом. Вертикальный рычаг высокий. Антенна становится больше похожей на вертикальную с одним настроенным радиусом или противовесом.
И наоборот, при соотношении 0,4 соответствие очень хорошее, но не идеальное из-за большего взаимодействия с землёй. Горизонтальный рычаг теперь длинный, что делает антенну относительно широкой. Антенна становится больше похожей на диполь с одним загнутым вверх концом.
Напоминание: Если вы выполняете предварительную настройку вблизи земли, просмотрите изменения импеданса в разделе «Длины волн над землёй», который находится в разделе «Меню, горизонтальный, стандартный диполь, рисунок 2». Если возможно, постарайтесь расположить антенну так, чтобы она была на высоте около четверти волны, чтобы свести к минимуму большие колебания при приближении к земле.
Настройка с помощью смещенной от центра подачи*
Рисунок 3 представляет собой увеличенный вид рисунка 1.
Рис. 3
С помощью антенного анализатора и информации, приведённой на рис. 2 и 3, вы можете оптимально настроить высокую (или широкую) L-антенну как можно ближе к 50 Ом следующим образом:
Рассчитайте длину провода 1/2 волны: 150 / МГц = метры (пример при 6 метрах: 150/52.5 = 2,857 м)
Коэффициент скорости, зависящий от металла, размера проволоки и покрытия, помогает… но на самом деле он не нужен.
Рассчитайте пробную точку сгиба длинного рычага: метры * 0,6 = метры (пример: 2,857 * 0,6 = 1,714 м)
Длинное плечо идет вверх для высокой L-антенны. (Длинное плечо идет в сторону для широкой L-антенны).
Отрегулируйте боковое плечо для наименьшего КСВ на целевой частоте. Это правильная длина. Теперь вам нужно найти соотношение, которое обеспечивает наилучшее соответствие КСВ. Телескопические концы очень удобны для настройки.
В соответствии с инструкциями на рисунке 3 или приведенными ниже расчетами повторяйте настройку до получения удовлетворительного результата.
Правило 1: Если полное сопротивление низкое, то и соотношение низкое. Боковой рычаг короткий — увеличьте соотношение.
- Пример: предположите коэффициент 0,62. Пересчитайте: 2,857 * 0,62 = 1,771 м и отрегулируйте оба рычага.
Правило 2: Если полное сопротивление высокое, то и соотношение высокое. Боковое плечо длинное — уменьшите соотношение.
- Пример: предположите коэффициент 0,58. Пересчитайте: 2,857 * 0,58 = 1,657 м и отрегулируйте оба рычага.
* Если полное сопротивление диполя с центральным питанием составляет около 30, 35 или 40 Ом, в этой таблице приведена оценка коэффициента смещения от центра, который даст приблизительно 50 Ом.
KK4OBI
