många skinkor första val av antenn är en halvvågsdipol. Men bli inte vilseledda – bara för att de är lätta att göra betyder inte att de inte fungerar bra. Faktum är att en halvvågsdipol ofta överträffar många kompromisser kommersiella multibandantenner.
Halvvågsdipoler är lätta att installera och upprätta och är inte alls lika troliga som slutmatade ledningar för att ge upphov till EMC/störningsproblem.
som namnet antyder har en dipol två ’poler’ eller sektioner till det Strålande elementet. I sin vanligaste form är det en halvvåglängd lång vid driftsfrekvensen.
Fig 1-ström-och spänningsfördelning på en halvvågsdipol
detta är dess grundläggande resonans, och från att titta på spännings-och strömvågformerna (Fig 1) kan man se att spänningen är minst i mitten med en strömmen vid ett maximum.
genom att mata antennen vid denna tidpunkt ger den en lågimpedansmatning och en bra matchning till din koaxial. Normalt 50 ohm koaxial, såsom RG213 eller RG58 används eftersom detta ger en rimlig match.
dipolen när den monteras horisontellt utstrålar det mesta av sin kraft i rät vinkel mot trådens axel.
På detta sätt kan det vara möjligt att vinkla antennen till ’eld’ i den riktning där de flesta kontakter önskas, även om dimensionerna i din trädgård är mer benägna att avgöra vad som är möjligt.
det är också möjligt att använda antennen vid en frekvens där dess längd är tre halvvåglängder, eller någon udda multipel av halvvåglängder lång.
detta gör att en dipol kan användas på mer än ett frekvensband. Till exempel kommer en halvvågsdipolskärning för drift på 40 meter (7MHz) också att fungera som en tre halvvågig dipol på 15 meter (21mhz), även om SWR kommer att vara något högre.
Halvvågsdipoler som används på något annat än deras grundläggande driftsfrekvens, eller någon udda multipel av detta, kommer att fungera, men du måste använda en ATU. En dipol som används så här är osannolikt att vara mycket effektiv och denna typ av operation bör undvikas.
dipolkonstruktion
en dipol är ganska lätt att konstruera. Längden på en halvvågsdipol kan anses vara densamma som en halvvåglängd av signalen i ledigt utrymme, men det är inte riktigt fallet. Ett antal effekter, inklusive trådens hastighetsfaktor, längden / diametern på den tråd som används för det Strålande elementet och kapacitiva sluteffekter, innebär att den faktiska längden som krävs är lite kortare.
utan sluteffekten kan längden på en dipol beräknas från formeln längd (meter) är lika med 150 / f, där f är frekvensen i MHz. Med förkortningseffekterna kan längden approximeras från formeln: längd (meter) = 143 / f (MHz)
längderna som beräknas utifrån detta bör endast betraktas som ett ungefärligt värde – det är bäst att klippa tråden något längre än detta och sedan vrida änden av tråden tillbaka på sig själv för att ge den bästa matchningen.
för en sändningsstation är ett av de enklaste sätten att övervaka den reflekterade effekten på ett spänningsstående vågförhållande, eller VSWR, mätare.
om operation försökas på olika punkter på bandet (se till att inte orsaka störningar) kommer det att noteras att VSWR är högre på vissa punkter än andra.
Fig 2: typisk VSWR-plot för en halvvågsdipol
en plot kan göras och ska se ut som Fig 2. Antennens längd bör justeras för att ge den lägsta totala nivån i bandets intresseområden. Till exempel om operation planeras i SSB-sektionen Mitt i bandet, kan minimumet justeras så att det sker i detta avsnitt, samtidigt som man behåller en acceptabel nivå i andra delar av bandet. Om minsta VSWR-punkt uppträder för låg i frekvens kan antennens längd förkortas.
om det förekommer för hög frekvens betyder det att antennen är för kort och måste förlängas på något sätt. Att sätta tillbaka tråden är inte alls lika lätt som att ta bort tråden!
Antennanalysatorer kan också användas och dessa kan ge en bättre indikation på driften av en antenn.
Konstruktionstips
det är lätt att konstruera en dipol. I grund och botten är det helt enkelt en halvvågslängd av trådskärning i mitten.
Fig 3: en typisk dipolantenninstallation
typiskt kan det ställas in något som Fig 3. Även om detta kan vara den ’standard’ typ av installation, sällan är det möjligt att göra en installation exakt så här, och det är acceptabelt att göra det passar kraven på platsen.
det kan vara nödvändigt att böja tråden något eller ha den sluttande, till exempel. Dessa kommer att påverka riktningsmönstret i viss utsträckning, men för praktisk drift kommer det sannolikt att göra liten skillnad.
de andra punkterna att notera är sätten att fästa trådens ändar och även ansluta mataren till antennens mitt.
helst bör isolatorer användas i ändarna eftersom dessa punkter ligger vid en högspänningspunkt. Små äggisolatorer (Fig 4a) är idealiska och de kan köpas ganska billigt från antennspecialister.
Äggisolatorer har fördelen att om de bryter av någon anledning kommer de att falla bort, men tråden och säkra repet kommer fortfarande att slingras runt varandra, vilket innebär att antennen inte kommer att kollapsa.
Fig 4: Antennisolatorer: (a) ägg isolator, (b) ’Hundben’ eller räfflad isolator används här som en dipol mittstycke
mataren kan fästas till mitten av antennen på ett antal sätt. Särskilda dipol Center bitar kan köpas. Ett annat alternativ är att använda en ribbad eller’ dogbone ’ isolator.
det är också nödvändigt att komma ihåg att försegla änden av koaxen för att förhindra att fukt kommer in. Om fukt kommer in, ökar förlusterna avsevärt, vilket gör koaxen värdelös.
det är också värt att försöka se till att änden på koaxen pekar nedåt för att förhindra att denna fukt tränger in även om den är förseglad.
mataren kan vara ganska tung och som ett resultat är det ibland bekvämt att förankra koaxen till en lämplig punkt för att förhindra att för mycket vikt hänger i mitten av antennen. Detta belyser också punkten att om möjligt hårddragen koppartråd bör användas. Koppar har ett lågt motstånd och dess användning kommer att resultera i lägre resistiva förluster, men vanlig koppartråd sträcker sig och med tiden kan det hamna flera procentenheter längre.
en dipol är vad som kallas en balanserad antenn. I en idealisk värld bör en balun användas med koaxialmatare (som är obalanserad) för att göra övergången mellan balanserade och obalanserade system.
användningen av en balun kommer att förhindra att koaxen utstrålar någon kraft eller tar upp något ljud. I många praktiska situationer är det möjligt att använda dipolen på ett tillfredsställande sätt utan en, men det kan finnas en liten ökad risk för störningar om man inte används. Enkla baluns kan köpas från antennleverantörer eller tillverkas.
inverterade-V-dipoler
den maximala strålningen från en dipol sker i mitten. Följaktligen är detta det viktigaste området för antennen för att hålla så högt som möjligt.
Fig 5: en inverterad-V-dipol
tillsammans med det faktum att det i många situationer bara är möjligt att ha en hög mast eller hög punkt på antennen, gör detta ofta en inverterad-V-dipol (Fig 5) till ett idealiskt val.
antennen är i grunden en vanlig dipol, men snarare än att hålla den horisontell används en enda mast eller ankarpunkt i mitten och dipolens två halvor vinklas nedåt från den centrala masten.
även om det ändrar strålningsmönstret, vilket gör det nästan rundstrålande, förblir dess grundläggande funktion densamma. Med tanke på dess bekvämlighet och operativa fördelar används denna typ av antenn i stor utsträckning och är en favorit hos många operatörer.
den viktigaste punkten att notera vid uppförandet av en dipol är att antennens nedre ändar ska hållas utom räckhåll för människor.
antennens ändar kommer att ha en högspänning när de används för överföring och installationen ska vara sådan att det inte går att röra vid dem. Om ändarna kommer ner för lågt kan du också få markförluster-håll dem minst tre meter höga om möjligt.
fästlinorna bör också installeras så att människor inte kan resa eller snubbla över dem. Ett lämpligt beläget träd eller buske kan hjälpa till att lösa detta problem.
andra sidor i detta avsnitt – antenner:
- Antennsäkerhet
- slutmatade trådantenner