Proč 1/4 vlnové délky má základní rovinu a 1/2 vlnové délky žádnou nepotřebuje?

Nechápu, proč musíme použít pozemní rovinu o vlnové délce 1/4 a vlnové délce 1/2 není potřeba.

dipól 1/2 \ $ \ lambda \ $ má napěťové a proudové vlny takto: –

Obrázek z Wikipedie .

Pokud nyní zaostříte oko do středu obrázku, uvidíte, že napětí je vždy nulové. Je to proto, že dipól je optimálně poháněn vyváženým zdrojem napětí ( \ $ V_O \ $ ). U dipólové antény je upřednostňován vyvážený zdroj napětí. Napěťový a elektrický pole je nulové po celé délce zelené čáry níže: –

To znamená, že zelenou linku můžete volitelně považovat za zem (za předpokladu, že anténa je vyvážena). Pokud byste nyní měli snížit výše uvedený obrázek na polovinu, měli byste 1/4 \ $ \ lambda \ $ monopol poháněný nevyváženým zdrojem napětí. Nevyvážené napětí zdroj je ten, který má na jedné noze obvykle 0 voltů, zatímco druhá noha řídí napětí: –

A není divu, že má polovinu impedance, kterou představuje poloviční vlnový dipól. Chcete-li však zachovat stejný radiační vzor, musíte „vynutit“ pozemské letadlo, které dělá to, co zelená čára.

Komentáře

• Děkuji mnohokrát za vysvětlení
• @LUFER patřičným poděkováním v síti Stack Exchange je přijmout odpověď, která vám nejvíce pomohla (pokud existuje). To provedete kliknutím na značku zaškrtnutí vlevo od odpovědi (pod jejím skóre).
• Nebo počkejte ještě několik dní, protože nedávné nepřijaté otázky mají tendenci přitahovat trochu více pozornosti než ty ty, které budou přijaty brzy.

Čtvrtvlnná monopólová anténa „t musí mít základní rovinu . .. pokud nechcete, aby vyzařovala EM energii s určitou účinností a vzorem.

EM záření vyžaduje zrychlení elektrických nábojů, což obvykle znamená rozdíl napětí mezi dvěma oddělenými oblastmi ve vesmíru. Vodivá zemní rovina je obzvláště dobrá oblast rozdílu napětí od napětí na částech (krátké) monopolní antény.

Jinak se rozdíl napětí objeví někde jinde, například kolem ruky, paže a těla osoby, která drží rádio VHF HT pouze s bičem s čtvrtvlnnou nebo „kachní“ anténou. A vaše tělo není tak efektivní protiklad jako vodivá zemní rovina.

S poloviční vlnovou dipólovou anténou funguje každá polovina jako pěkně vyvážený protiklad pro druhou polovinu a rozděluje oscilační napěťový rozdíl mezi tyto dvě poloviny stejné délky, což vede k pěkné symetrii ve vzoru pole EM, což pomáhá vytvořit předvídatelnější vzor záření RF (blízké a vzdálené pole). Vodivá zemní rovina pod čtvrtvlnným monopolem vede k podobné symetrii ve spojení se zrcadlovým obrazem pole EM.

Pokud neexistuje zemní rovina (nebo jiná dobře navržená sada protikladů) pod krátkým vertikální, což vede k rozdílu vysokofrekvenčního napětí mezi různými často náhodně umístěnými vodivými objekty (napájecí vedení, rádiové pouzdro, zemnící pásky, vodiče napájení, dešťové žlaby atd.) a ztrátovou špínou. Což vede k nepředvídatelnému vyzařování antény , zemní ztráty a možná šokující „RF v chatrči“.

Kniha ARRL Antenna Book a Antenna Physics obsahují informace o tomto tématu. Také mnoho mnoha učebnic elektromagnetismu a antén.

Komentáře

• Děkuji mnohokrát za vysvětlení

Bič s vertikální čtvrtvlnnou vlnou se základní rovinou používá v praktické elektromagnetice běžný trik. Základní rovina generuje zrcadlový obraz biče a tento zrcadlový obraz se chová, jako by byl napájen invertovaným signálem. Výsledek je jako vertikální půlvlnný dipól ve volném prostoru.

Teoreticky by měla být půda velkou rovinnou plochou, ale práci zvládne i spousta samostatných tyčí, které jsou připojeny ke stínění napájecího koaxiálního kabelu přijatelně.

Pokud je základní rovina vodorovná a bič svislý, výsledná anténa směruje signál vodorovně o 360 stupňů kolem osy biče. Vlna ve vzdáleném poli je vertikálně polarizovaná (= vertikální elektrické pole). Komunikace by byla slabá se stanicí, která má horizontální půlvlnný dipól.

Zrcadlení země je pravdivé iu polovičního dipólu. Využívá se v rádiové komunikaci na krátké vzdálenosti s krátkými vlnami jako metoda k nasměrování paprsku trochu nahoru, aby se dosáhlo účinných odrazů ionosféry. Výška vodorovného dipólu je upravena pro požadovanou přistávací zónu pro odraz ionosféry. , proto je pro optimální krátkovlnnou komunikaci nezbytné pečlivě číst předpovědi počasí rádia.

Rádiové stanice MW kolem 1 MHz mají často svislé biče. Základní rovina je skutečná země.

Komentáře

• Moc děkuji za vysvětlení

Proč 1/4 vlnová délka musí mít základní rovinu a 1/2 nemá „t?

Jak si o tom myslím, dipól 1/2 vlnové délky jsou jen dvě 1/4 vlnové antény zády k sobě a lze je považovat za bič nebo pozemní rovinu.

Nebo, 1 / 4 vlnová délka svislá je pouze 1/2 vlnové délky antény se zemí rovina jako další prvek vlnové délky 1/4. V tomto případě jednoduše začneme měřit uprostřed namísto měření obou prvků.

Nebo jsou oba ve skutečnosti stejnou anténou pouze s různými optimalizacemi a kompromisy ohledně získání požadované polarizace, impedance a směrových charakteristik . U dipólu 1/2 vlnové délky jsou oba prvky identické. U biče o vlnové délce 1/4 je jedním prvkem drát a druhým rovina nebo kužel. Ve skutečnosti existuje mnoho variací na toto téma, pouze tyto dva jsou nejběžnější. Volání jedné vlnové délky 1/4 a druhé vlnové délky 1/2 není přesný popis ani jednoho, ale takto je popisujeme a myslíme na ně, protože to v praxi popisuje nejvýznamnější dimenzi toho, kolik místa zabírají .

Tyto antény o vlnové délce 1/4 bychom mohli nazvat „monopoly“, ale nejsou „t, vždy existují dva póly. S elektromagnetickými zařízeními není sever bez jihu, levice bez pravice, žádný napěťový potenciál bez uzemnění. Důvod, proč jsou tyto antény popsány jako 1/2 vlnové délky, je také trochu libovolný, je to tak dlouho, dokud musí být pro sledovanou frekvenci dosažení dvou bodů nulového proudu. .

Jakmile jsem pochopil, že většina z toho je jen poloviční libovolná nomenklatura, pak si s tím příliš starosti nedělám. Možná bude nejlepší naučit se konvenční názvy věcí, ponechat rovnice použité pro návrh, kde je najdete, a příliš se nebojte, proč to tak je. Pro mě to zatím fungovalo.