Короткая дипольная антенна представляет собой уменьшенную версию популярной дипольной антенны, обычно ее размер составляет менее одной десятой длины волны.
Короткая дипольная антенна является короткой по сравнению с длиной волны на рабочей частоте. Обычно короткой дипольной антенной считается антенна длиной менее одной десятой длины волны. Однако это во многом «эмпирическое правило», и в разных кругах могут появляться немного разные определения. Короткая дипольная антенна состоит из двух коллинеарных проводников, расположенных встык, но с небольшим зазором между ними для фидера. Хотя полуволновая дипольная антенна является наиболее популярной, короткий диполь также используется, особенно там, где пространство может быть проблемой или когда требуется нерезонансная антенна.
Основы короткой дипольной антенны
Как уже упоминалось, короткий диполь представляет собой форму дипольной антенны, созданной путем подачи сигнала по проводу, обычно в центре. Электрическая длина всего излучающего элемента обычно должна быть меньше одной десятой длины волны, чтобы получилась короткая дипольная антенна. На практике короткие антенны, и в данном случае своеобразная дипольная антенна, редко бывают удовлетворительными с точки зрения эффективности, потому что большая часть поступающей на нее мощности рассеивается в виде тепла, поскольку резистивные потери обычно очень высоки. Этот фактор отражается в случае приема, когда достигается только низкая эффективность приема и преобладают низкие уровни сигнала. Соответственно, в приемнике будет достигнуто плохое отношение сигнал/шум. Основная концепция короткой дипольной антенны показана на схеме ниже.
Распределение тока для короткого диполя следует той же синусоидальной кривой, что и для всех других форм диполя. Однако, поскольку применим только конечный участок синусоиды, его можно приравнять к прямой без внесения каких-либо серьезных ошибок.
Радиационная стойкость короткой дипольной антенны
Как и у любой антенны, одним из основных параметров антенны является ее сопротивление излучению. Это необходимо для определения полного импеданса фидера и, следовательно, требуемого согласования. Можно рассчитать сопротивление излучения короткой дипольной антенны.
Rr = сопротивление излучения в омах
L = длина антенного элемента (обе части вместе)
λ = длина волны
Оба измерения длины должны быть в одних и тех же единицах измерения. Общий входной импеданс для короткой дипольной антенны состоит из ряда различных элементов: последовательной индуктивности, емкости, радиационного сопротивления и омического сопротивления. Их необходимо объединить векторно, чтобы получить общий импеданс фида. Антенна по определению короче половины длины волны — она работает ниже естественной резонансной частоты половины длины волны. В результате основным реактивным элементом будет емкостное реактивное сопротивление. Соответственно импеданс антенны является комплексным, т.е. содержит емкостную реактивность (в данном случае), а также резистивную составляющую. Вместо использования коаксиального фидера, который мог бы быть простым вариантом, следует использовать симметричный фидер между самой антенной и любой схемой согласования импеданса. Это позволит лучше справляться с высокими уровнями wacv.
Короткая дипольная диаграмма направленности
Как и в случае с другими антеннами, для диаграммы направленности или диаграммы направленности короткой дипольной антенны представляют интерес две плоскости. Когда диполь расположен вертикально, горизонтальная диаграмма направленности представляет собой просто круг. Тогда в любой вертикальной плоскости, проходящей через ось, напряженность поля изменяется согласно sinθ. На самом деле диаграмма направленности короткого диполя похожа на диаграмму направленности полуволнового диполя — знакомая цифра в виде восьмерки.
Хотя короткий диполь может быть не таким эффективным или эффективным, как полуволновой резонансный диполь, он, тем не менее, удовлетворяет потребности, когда требуется антенна меньшего размера или когда требуется нерезонансная антенна. Он будет иметь высокий импеданс для фидера, поскольку антенна питается там, где напряжение остается высоким, однако его все же можно запитать и использовать его преимущества, особенно при использовании низких уровней мощности. При высоких уровнях мощности напряжения на коротком диполе возрастают и могут стать проблемой, если недостаточно хорошо управлять.