De ce 1/4 lungime de undă are un plan de masă și 1/2 lungime de undă nu are nevoie de niciunul?

Nu pot să înțeleg de ce trebuie să folosim un plan de sol la 1/4 lungime de undă și 1/2 lungime de undă nu este necesar.

Un 1/2 \ $ \ lambda \ $ dipol are unde de tensiune și curent precum: –

Imagine din Wikipedia .

Acum, dacă vă concentrați ochiul în centrul mort al imaginii, veți vedea că tensiunea este întotdeauna zero volți. Acest lucru se datorează faptului că un dipol este acționat în mod optim cu o sursă de tensiune echilibrată ( \ $ V_O \ $ ). O sursă de tensiune echilibrată este preferată pentru o antenă dipol. De fapt, tensiunea și electricitatea câmpul este zero pe toată lungimea liniei verzi de mai jos: –

Aceasta înseamnă că opțional puteți considera acea linie verde ca pământ (cu condiția ca antena să fie acționată în mod echilibrat). Acum, dacă ar fi să tăiați imaginea de mai sus în jumătate, ați avea un 1/4 \ $ \ lambda \ $ monopol condus cu o sursă de tensiune neechilibrată. O tensiune neechilibrată sursa este una care are de obicei 0 volți pe un picior în timp ce celălalt picior conduce tensiunea: –

Și, nu este surprinzător, are o jumătate din impedanța prezentată de dipolul cu jumătate de undă. Dar, pentru a păstra același model de radiație trebuie să „forțați” un plan de pământ care face ceea ce face linia verde.

Comentarii

• Vă mulțumesc foarte mult pentru explicație
• @LUFER mulțumirea corectă din rețeaua Stack Exchange este de a accepta răspunsul care v-a ajutat cel mai mult (dacă există). Puteți face acest lucru dând clic pe bifa din stânga răspunsului (sub scorul său).
• Sau mai așteptați câteva zile, deoarece întrebările recente neacceptate tind să atragă puțin mai multă atenție decât tho se acceptă devreme.

O antenă monopol cu un sfert de undă nu „t au pentru a avea un plan plan . .. dacă nu doriți să radieze energia EM cu o anumită eficiență și model.

Radiațiile EM necesită încărcări electrice accelerate, ceea ce implică de obicei o diferențială de tensiune între două zone separate din spațiu. Un plan conductiv la sol este o regiune deosebit de bună a diferenței de tensiune față de tensiunea pe porțiunile unei antene (scurte) monopol.

În caz contrar, diferențialul de tensiune va apărea în altă parte, de exemplu în jurul mâinii, brațului și corpului a unei persoane care deține un radio VHF HT cu doar un sfert de undă de bici sau antenă „rață”. Și corpul tău nu este o contrapunere la fel de eficientă ca un plan de masă conductiv.

Cu o antenă dipol cu jumătate de undă, fiecare jumătate acționează ca o contrapunere echilibrată frumos pentru cealaltă jumătate, împărțind diferența de tensiune oscilantă între cele două. jumătăți de lungime egală, ceea ce duce la o simetrie frumoasă în modelul câmpului EM, care ajută la crearea unui model de radiație RF (câmp apropiat și îndepărtat) mai previzibil. Un plan de masă conductiv sub un monopol de un sfert de undă duce la o simetrie similară împreună cu imaginea în oglindă a câmpului EM.

Dacă nu există un plan de masă (sau alt set bine conceput de contrapuneri) sub o scurtă verticală, care duce la diferența de tensiune RF între diferitele obiecte conductoare plasate adesea aleatoriu (linii de alimentare, carcasă radio, curele la sol, cabluri de alimentare, jgheaburi de ploaie etc.) și murdărie cu pierderi. Care duce la un model de radiație imprevizibil al antenei , pierderi la sol și, eventual, „RF în cabană” șocant.

Cartea ARRL Antenna și Antenna Physics au informații despre acest subiect. De asemenea, multe manuale despre electromagnetică și antene.

Comentarii

• Vă mulțumesc foarte mult pentru explicație

Un bici de undă cu sfert vertical cu plan de masă aplică un truc comun în electromagnetica practică. Planul de la sol generează imaginea în oglindă a biciului și acea imagine în oglindă se comportă de parcă ar fi fost alimentată de un semnal inversat. Rezultatul este ca un dipol vertical de jumătate de undă în spațiu liber.

Teoretic, solul ar trebui să fie o suprafață plană mare, dar chiar și o grămadă de tije separate care sunt conectate la ecranul cablului coaxial de alimentare fac lucrarea în mod acceptabil.

Dacă planul de la sol este orizontal și biciul este vertical, antena rezultată direcționează semnalul orizontal cu 360 de grade în jurul axei biciului. Unda din câmpul îndepărtat este polarizată vertical (= câmp electric vertical). Comunicarea ar fi slabă cu o stație care are un dipol orizontal pe jumătate de undă.

Oglindirea solului este adevărată și cu un dipol pe jumătate de undă. Este utilizat în comunicațiile radio cu unde scurte pe distanțe lungi ca metodă de a direcționa fasciculul puțin în sus pentru a obține reflecții ionosfere eficiente. Înălțimea unui dipol orizontal este ajustată pentru zona de aterizare dorită pentru reflexia ionosferei. Activitatea soarelui variază , așadar, citirea cu atenție a prognozelor meteo radio este esențială pentru o comunicare optimă cu unde scurte.

Stațiile de radio MW în jurul valorii de 1 MHz au adesea bici verticale. Planul de sol este terenul real.

Comentarii

• Vă mulțumesc foarte mult pentru explicație

De ce trebuie să aibă 1/4 lungimea de undă un plan de masă și 1/2 nu are „t?

Iată cum mă gândesc la asta, un dipol de 1/2 lungime de undă este doar două antene de 1/4 de lungime de undă în spate și poate fi considerat bici sau plan de masă.

Sau, un 1 / 4 lungime de undă verticală este doar 1/2 lungime de undă antenă cu solul plan ca celălalt element de lungime de undă 1/4. În acest caz, pur și simplu începem să măsurăm la mijloc, în loc să măsurăm ambele elemente.

Sau, ambele sunt în realitate aceeași antenă doar cu optimizări și compromisuri diferite pentru obținerea polarizării, impedanței și caracteristicilor direcționale dorite. . Cu dipolul de lungime de undă 1/2, ambele elemente sunt identice. Cu biciul de 1/4 lungime de undă, un element este un fir și celălalt un plan sau un con. Există de fapt numeroase variații pe această temă, doar că aceste două sunt cele mai frecvente. Apelarea la o lungime de undă 1/4 și la cealaltă lungime de undă 1/2 nu este exact o descriere precisă a uneia dintre ele, dar așa le descriem și le gândim la ele, deoarece în practică aceasta descrie cea mai proeminentă dimensiune a spațiului .

S-ar putea numi aceste antene cu lungime de undă 1/4 „monopol”, dar nu sunt, există întotdeauna doi poli. Cu dispozitivele electromagnetice nu există nord fără sud, nici stânga fără drept, fără potențial de tensiune fără o referință la sol. Motivul pentru care aceste antene sunt descrise ca 1/2 lungime de undă este, de asemenea, puțin arbitrar, atâta timp cât trebuie să fie pentru a atinge cele două puncte de curent zero pentru frecvența de interes .

Odată ce am înțeles că o mare parte din aceasta este pur și simplu o nomenclatură pe jumătate arbitrară, atunci nu mă îngrijorez prea mult pentru asta. ecuații utilizate pentru proiectare unde le puteți găsi și nu vă îngrijorați prea mult de ce este așa cum este. Până acum a funcționat pentru mine.