Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

- Dipol otwarty - Dokładne wyliczenia pytania

rexl 21 Lut 2017 19:47 2151 8
  • #1 21 Lut 2017 19:47
    rexl
    Poziom 11  

    Dzień dobry,

    Od paru dni przeglądam tematy na temat anten typu dipol, jednak nigdzie nie mogę znaleźć do końca odpowiedzi na swoje pytania.
    Chciałbym zbudować idealną wyliczoną antenę (ale tak by obliczenia można było zastosować do innych częstotliwości).

    Wszystko będzie dotyczyć dipola otwartego.
    1. Nie rozumiem, dlaczego najbardziej zachwalany i najwięcej mówi się o dipolu półfalowym. Czy dipol pełnowymiarowy (w sensie "pełnofalowy") nie będzie lepszy w odbiorze? (pomijając oczywiście aspekt rozmiarów takiej anteny przy długiej fali).
    W takim wypadku dlaczego wylicza się na ćwierć fali/pół fali itp. ? Od czego to zależy, dlaczego nie robimy anten np. 6/8 długości fali (przyklad z glowy nie wiem czy takie istnieją czy nie).

    2. Jaki materiał wybrać? Tutaj prosto rurka z powodu "naskórkowości prądu", jednak czy materiał faktycznie jest bez różnicy? Jego rezystancja? Co z materiałami powleczonymi np. niklowanymi czy chromowanymi.

    2. Skoro zazwyczaj polecana jest półfalowa to pytanie czy dobrze wyliczam. Załóżmy częstotliwość 100MHz.
    λ=c/f=299 792 458/(100*10^6)=2,998
    Skoro mamy mieć półfalowy i podzielić na mase i "żyłe ciepła" to 2,998/4=75cm (150cm cała antena półfalowa)

    3. Wyliczone wyżej dane należy przemnożyć przez współczynnik skrócenia, który zależy od smukłości anteny. Smukłość anteny wyliczamy przez λ/d, gdzie d to średnica rurek/prętu z którego zostanie wykonana antena. Następnie odczytujemy z wykresu współczynnik skrócenia.
    - Pierwsze pytanie jak jest wyliczany ten współczynnik (wykres w załączniku) oraz czy posiada ktoś bardziej dokładny wykres, niestety nie mogłem znaleźć w Internecie, podejrzewam że to poprzez brak fachowego słownictwa. (istnieją może jakieś wzory na to?)
    - Drugie pytanie, jak najlepiej dobrać średnicę? Z tego co wyczytałem to średnica wpływa na szerokość pasmową. Czyli czym większa średnica tym większy zakres będę mógł odbierać? Są tego efekty uboczne (w sensie maksymalna średnica)? Jak ma się to do wyliczeń z podpunktu 2.

    4. Wyliczona długość z podpunktu 2 - 150cm. Czy w to wlicza się przerwa pomiędzy dwoma rurkami/prętami? Jak wyliczyć przerwę pomiedzy dwoma rurami, gdyż jak wyczytałem nie jest to obojętne a zalecane pomiędzy 2-4cm. (istnieją może jakieś wzory na to?)

    5. Rozumiem że do dipola półfalowego otwartego który ma impedancje zbliżoną do 75ohm mogę podłączyć bezpośrednio koncentryk 75ohm. Jak wylicza się impedancję anteny? Bo o ile samą impedancję rozumiem, to nie rozumiem dlaczego w dipolu zamkniętym jest ona inna niż w otwartym i na co ona tak właściwie wpływa.

    6. Dipol otwarty jest niebezpieczny dla urządzenia podczas wyładowań, gdyż może się wyindukować prąd stały ? - Tak wyczytałem. To nie było by tak że wszystkie praktycznie odbiorniki radiowe z drutem też powinny padać jak muchy? Czy istnieje możliwość aby w dipolu otwartym zabezpieczyć odbiornik przed tym zjawiskiem?

    7. Odległość anteny od ziemi/masztu innych obiektów, oraz co najbardziej przeszkadza dipolowi (tzn. materiały które mocno tłumią)

    To chyba tyle na chwilę obecną, przepraszam za niefachowe słownictwo i liczę, że ktoś pomoże mi w mojej przygodzie wkraczania w świat telekomunikacji, który nie był do tej pory moją bajką.

    0 8
  • Pomocny post
    #2 21 Lut 2017 20:49
    wieswas
    Poziom 33  

    Odpowiedź na pytanie 1:
    Dipol pełnofalowy ma wzmocnienie o 2dB większe niż tej samej konstrukcji dipol półfalowy.
    - Dipol otwarty - Dokładne wyliczenia pytania
    W tabelce z czasopisma "Ceske Radio" jest porównanie różnych anten z dipolem pełnofalowym i półfalowym.
    Jednak anten pełnofalowych rzadko się korzysta, ponieważ dipol półfalowy daje charakterystykę składającą się z dwóch listków owalnych ( przód i tył ), zaś pełnofalowa ma 4 listki ustawione pod kątem 45 stopni względem pręta anteny.
    W Twoim wypadku, gdy chcesz ustawić antenę pionowo, promieniowanie byłoby skierowane nie prostopadle do anteny, czyli wzdłuż powierzchni ziemi, ale pod kątem 45 stopni w kierunku ziemi i 45 stopni w kierunku nieba.
    Oporność takiej anteny nie ma 75 ohmów, choć to zapewne możnaby ominąć za pomocą nietypowego symetryzatora. Jednak będą straty na symetryzatorze.
    Dyskusja na ten temat toczyła się kilka lat temu na elektrodzie.

    Odpowiedź na pytanie 2:
    Przewodnictwo materiału oczywiście ma niewielki wpływ na zysk anteny, ale przy długości rurki kilkadziesiąt centymetrów, to zarówno dla miedzi, aluminium czy stali oporność czynna będzie wynosiła pojedyncze miliohmy.
    Materiał dobiera się głównie ze względu na niską cenę, małą wagę, łatwość obróbki, wytrzymałość mechaniczną i odporność na czynniki atmosferyczne.
    Niklowanie, czy chromowanie, zapewne nie wpłynie w żaden sposób na parametry anteny, jedynie zwiększy jej żywotność.

    Odpowiedź na pytanie 3:
    Im bardziej smukła antena tym węższe odbierane pasmo częstotliwości (tak jak obwód rezonansowy o dużej dobroci)
    Wykonując antenę z grubszych rurek (antena mniej smukła) poszerza się pasmo odbieranych częstotliwości, ale zmniejsza się wzmocnienie anteny.
    Tak więc należy dobrać optymalny stosunek d/L do wymaganego pasma częstotliwości. Kiedyś robiąc antenę tv z drutu telewizor dostawał osłabiony sygnał chrominancji i w efekcie gubił kolory.

    0
  • #3 21 Lut 2017 21:12
    rexl
    Poziom 11  

    Rozumiem teraz to zamiłowanie do półfalowych dipoli. Jak to jest przy innych rozmiarach? Jak zmienia się ich charakterystyka?
    Odnośnie impedancji anteny oraz symetryzatora do dipola półfalowego, można gdzieś link gdzie zostało to wyjaśnione, widziałem parę dyskusji, ale nic z nich nie wynikało koniec końców.

    Czy są jakieś wzory/przybliżenia ogólne jak należy dobrać stosunek d/L (rozumiem średnicy do długości?) w zależności od szerokości pasma i częstotliwości?
    Wiem tyle że np. CCIR jest 87,5-108MHz czyli należało by wyliczać antenę na 97,75MHz. Szerokość pasma?/kanału w CCIR to 180kHz (dewiacja 75kHz przy modulacji 15kHz, chociaż zakłada się w praktyce że to pasmo wynosi 250kHz) Jak do tego wyliczyć smukłość anteny? (docelowo średnicę rurek, gdyż rozumiem że w przykładzie anteny z drutu do telewizora nie było odbierane całe pasmo?)
    a) mała średnica b) duża średnica
    - Dipol otwarty - Dokładne wyliczenia pytania

    0
  • #4 22 Lut 2017 21:08
    wieswas
    Poziom 33  

    Aby informacje były precyzyjne, musiałbyś podać do czego ta antena ma być używana. Odmian różnych anten są dziesiątki i poprawianie jednego parametru zwykle odbywa się kosztem innego. Nie istnieje więc jedna najlepsza.
    Zastosowanie decyduje o tym jaką ma mieć polaryzację, jaki zakres częstotliwości ma odbierać, czy ma być kierunkowa czy dookólna, gdzie będzie mocowana, jaki ma mieć zasięg .
    Dla półfalowego dipola otwartego charakterystyka przestrzenna promieniowania jest jak na rysunku poniżej.
    - Dipol otwarty - Dokładne wyliczenia pytania
    Dla innych charakterystycznych długości dipola (na rysunkach umieszczone poziomo):
    - Dipol otwarty - Dokładne wyliczenia pytania

    0
  • #5 23 Lut 2017 02:55
    rexl
    Poziom 11  

    Rozumiem, załóżmy już sytuację wspomnianą wcześniej czyli odbiór CCIR, radia FM 87,5-108MHz.
    Jednak, jeżeli można prosić opis dlaczego tak/skąd wzięła się dana wartość, uzasadnienie.

    Najbardziej chodzi mi o średnicę i czemu taka a nie taka

    0
  • #6 28 Lut 2017 14:11
    Radiowiec 2
    Poziom 31  

    Są takie dwa wzory. Długość całkowita dipola ( obu ramion jako układu czyli podłączonego do kabla) określamy: Dla oporności 50 Omów 145200/ f [MHz] a dla kabla 75 Omów 142500/f [MHz] masę razy obliczałem i zawsze pasowało. :D

    0
  • #7 02 Mar 2017 14:51
    JacekCz
    Poziom 35  

    rexl napisał:

    6. Dipol otwarty jest niebezpieczny dla urządzenia podczas wyładowań, gdyż może się wyindukować prąd stały ? - Tak wyczytałem. To nie było by tak że wszystkie praktycznie odbiorniki radiowe z drutem też powinny padać jak muchy? Czy istnieje możliwość aby w dipolu otwartym zabezpieczyć odbiornik przed tym zjawiskiem?


    Przed bezpośrednim uderzeniem nic nie uratuje.

    Otwarty rzeczywiście bardziej przyjmuje to, co się dzieje przed burzą, albo przy dalekiej burzy, zarówno zjawiska elektrostatyczne, jak i elektrodynamiczne. Elektrostatykę zwiera się np rezystorem 1kOhm czy większym (dipol jako konstrukcja jest otwarty, ale uporaliśmy się ze statyką), wiele obwodów dopasowujących też zwiera składową stałą. A elektrostatykę np może dać, co się rzadko mówi, padający w zimie śnieg.

    Dlaczego nie padają? Inne ryzyko jest z anteną fizycznej długości 30cm czy 1m, inne 40m.
    Inne są 'analogowe' obwody wejściowe (LC, nawet ich brak w radiach czysto półprzewodnikowych), inne w sprzęcie dla ambitnych krótkofalowców czy profesjonalnym. W pewnym stopniu kryteria odbioru (wąskopasmowość) są zbieżne z ochroną, lepiej jest po prostu drożej, czy nie da się zminiaturyzować

    0
  • #8 06 Mar 2017 15:08
    rexl
    Poziom 11  

    JacekCz, mógłbyś więcej na temat wykonania/zwierania by zjawiska elektrostatyczne nie zaszkodziły?

    Po za tym panowie, nadal nie znalazłem reguł/wzorów, które by mi wyjaśniły jak należy dobrać średnicę anteny. (inne niż bo tak)

    1
  • #9 06 Mar 2017 15:35
    JacekCz
    Poziom 35  

    rexl napisał:
    JacekCz, mógłbyś więcej na temat wykonania/zwierania by zjawiska elektrostatyczne nie zaszkodziły?

    Po za tym panowie, nadal nie znalazłem reguł/wzorów, które by mi wyjaśniły jak należy dobrać średnicę anteny. (inne niż bo tak)


    1. O ILE nie ma elementów czyniących antenę zwartą stało-prądowo (cewki, dipol zamknięty, Yagi połączona konstrukcją itd...) TO rezystor 1kOhm (10kOhm) powiedzmy 1W bezindukcyjny. Taki rezystor nie ma wpływu na pracę anteny, a zdejmie ładunek elektrostatyczny, który mógłby zniszczyć półprzewodniki na wejściach trx.
    1a. może to, ale nie musi pomóc na "dynamiczną elektrostatykę' np każdy płatek śniegu niesie jakiś mikro ładunek, i daje efekt impulsu w odbiorze. Ale przykład śniegu to nie jest przykład na zniszczenie, tylko na zakłócenia

    2. kalkulatory antenowe (każdy na konkretnie wykonanie anteny, GP 1/4, J-Pole, dipol, itd.. ), albo program Mmana Gal. Kalkulatory (o ile autor przyłożył dostateczną staranność) pozwoli obliczyć, program (którego się trzeba nauczyć, nie jest to "pstryk") pozwoli zasymulowac co-gdy i zrozumieć bardziej.

    0