Примечания и подробные сведения об импедансе антенны Yagi с описанием того, что им регулирует, а также систем и методов согласования и питания антенны Yagi.
Как и в случае с любым другим типом антенны, обеспечение хорошего согласования между фидером и самой антенной имеет решающее значение для обеспечения возможности оптимизации характеристик антенны. Паразитные элементы сильно влияют на импеданс ведомого элемента, поэтому в базовую конструкцию необходимо было включить устройства, обеспечивающие хорошее согласование.
Питающее сопротивление ведомого элемента Yagi
Импеданс облучателя антенны Yagi можно изменять в широком диапазоне. Хотя импеданс самого диполя в свободном пространстве был бы 73 Ом, он значительно меняется из-за близости паразитных элементов. Расстояние между ними, их длина и множество других факторов влияют на импеданс фидера, создаваемый диполем. На самом деле изменение расстояния между элементами оказывает большее влияние на импеданс, чем на коэффициент усиления, и, соответственно, установка требуемого расстояния может использоваться в качестве одного из методов проектирования для точной настройки требуемого импеданса подачи. Тем не менее, близость паразитных элементов обычно снижает импеданс ниже обычно требуемого уровня 50 Ом. Обнаружено, что при расстоянии между элементами менее 0,2 длины волны импеданс быстро падает.
Техники сопоставления яги
Чтобы преодолеть это, можно использовать различные методы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, как с точки зрения производительности, так и с точки зрения механической пригодности. Ни одно решение не подходит для всех приложений. Приведенные ниже решения являются одними из основных решений, используемых и применимых ко многим типам антенн. Там тоже не единственные:
- Расстояние между элементами: Существует уровень изменения импеданса, который может быть обеспечен путем изменения расстояния между элементами. Однако невозможно довести импеданс подачи до 50 Ом, необходимого для большинства применений подачи. .
- Балун: Балун представляет собой согласующий трансформатор импеданса и может использоваться для согласования большого количества коэффициентов импеданса, при условии, что импеданс известен при разработке балуна.
- Складной диполь: Один из методов, который можно эффективно реализовать для увеличения импеданса облучателя, заключается в использовании складного диполя. В своей основной форме он увеличивает импеданс в четыре раза, хотя, изменяя различные параметры, можно повысить импеданс на разные факторы.
- Дельта-согласование: этот метод согласования импеданса Yagi включает в себя «разветвление» соединения питания с ведомым элементом.
- Согласование гаммы: решение согласования гаммы для согласования Yagi включает подключение внешней оплетки коаксиального кабеля к центру ведомого элемента, а центра через конденсатор к точке, удаленной от центра, в зависимости от требуемого увеличения импеданса.
Регулировка интервала
Установлено, что добавление паразитных элементов в дипольную антенну снижает импеданс облучателя. Допустимы значения 20 Ом и ниже. В результате этого необходимо предпринять шаги, чтобы снова поднять импеданс до более удобного уровня. В то время как другие методы могут привести импеданс к правильному диапазону для подачи, регулировка интервала может уменьшить импеданс, чтобы обеспечить оптимальное согласование.
Балун для сопоставления Яги
Балун — это очень простой метод обеспечения согласования импеданса. Балуны 4:1 широко доступны для приложений, включая согласование свернутых диполей с коаксиальным кабелем 75 Ом. Подобные балуны — это просто радиочастотные трансформаторы. Они должны иметь как можно более широкий частотный диапазон, но, как и любые намотанные компоненты, имеют ограниченную полосу пропускания. Однако, если он предназначен для использования с определенной антенной Yagi, это не должно быть проблемой. Одной из проблем с балуном является стоимость — они, как правило, дороже, чем некоторые другие формы согласования импеданса Yagi. Они также могут быть ограничены по мощности для данного размера.
Сложенный диполь
Сложенный диполь — стандартный подход к увеличению импеданса Яги. Он широко используется в антеннах Yagi, включая телевизионные и радиовещательные FM-антенны. Простой сложенный диполь обеспечивает увеличение импеданса в четыре раза. В условиях свободного пространства импеданс диполя сам по себе увеличивается с 75 Ом для стандартного диполя до 300 Ом для сложенного диполя.
Примечание по сложенному диполю:
Сложенный диполь представляет собой форму диполя, который имеет более высокий импеданс, чем стандартный полуволновой диполь — в стандартной версии он имеет в четыре раза больше импеданса. Однако различные отношения могут быть получены путем изменения механических свойств. Другое преимущество использования складчатого диполя для согласования импеданса Яги заключается в том, что складчатый диполь имеет более плоскую характеристику импеданса в зависимости от частоты, чем простой диполь. Это позволяет ему и, следовательно, Yagi работать в более широком диапазоне частот. В то время как стандартный складчатый диполь, использующий проводник одинаковой толщины для верхнего и нижнего проводников внутри складчатого диполя, дает четырехкратное увеличение импеданса, изменяя толщину обоих, можно изменить коэффициент умножения импеданса до значительно разные значения.
Дельта-матч
Дельта-сопоставление для сопоставления Яги — одно из наиболее простых решений. Он включает в себя разветвление концов симметричного фидера для соединения с непрерывно излучающим ведомым элементом антенны в точке, обеспечивающей требуемое согласование. Для оптимального соответствия необходимо отрегулировать как длину стороны, так и точку соединения. Одним из недостатков использования дельта-согласования для обеспечения согласования импеданса Yagi является то, что оно не может обеспечить какое-либо удаление элементов реактивного импеданса. В результате можно использовать заглушку.
Гамма-соответствие
Гамма-согласование часто используется для обеспечения согласования импеданса Яги. Это относительно просто реализовать. Как видно на схеме, внешняя часть коаксиального фидера подключена к центру ведомого элемента антенны Yagi, где напряжение равно нулю. В связи с тем, что напряжение равно нулю, ведомый элемент также может быть подключен непосредственно к металлической стреле в этой точке без какой-либо потери производительности. Внутренний проводник коаксиального кабеля затем направляется к точке, расположенной дальше от ведомого элемента, — он направляется к точке ответвления, чтобы обеспечить правильное согласование. Любая индуктивность настраивается с помощью последовательного конденсатора. При настройке конструкции ВЧ-антенны регулируются как переменный конденсатор, так и точка, в которой плечо касается ведомого элемента. После того, как значение переменного конденсатора установлено, его значение можно измерить и при необходимости вставить постоянный компонент.