Frage:
Wie wirkt sich eine außermittige Bewegung eines Speisepunkts in einem Dipol auf die Resonanzfrequenz und die Widerstandslast aus?
Bill - K5WL
2013-10-23 02:15:06 UTC
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Insbesondere verstehe ich, dass OCF-Dipole das SWR verändern, aber geschieht dies über Reaktanz oder Widerstand oder beides?

Einer antworten:
#1
+13
Phil Frost - W8II
2013-10-30 04:44:07 UTC
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Ich gehe davon aus, dass wir über ideale , resonante Dipole sprechen.

Überlegen Sie, was im Dipol passiert. Angenommen, Sie senden einen Träger. Angenommen, an einem Punkt im Zyklus dieses Trägers schiebt die Spannung alle Ladungsträger nach links.

Was den Dipol resonant macht, ist Folgendes: Diese Ladungsträger werden nach unten gedrückt Draht. Wenn sich das Ende nähert, werden sie komprimiert, weil sie nirgendwo hin müssen. Diese Überfülle an Ladungsträgern bedeutet eine hohe Spannung am Ende des Drahtes. Sie können das Ende des Drahtes nicht herausschießen, so dass die Kraftwelle zurückprallt. In einem mittig gespeisten Dipol mit halber Wellenlänge erreicht die Welle den Einspeisepunkt, nachdem sie genau dann vom Ende abgeprallt ist, wenn der Sender die Phase um 180 Grad geändert hat, und versucht nun, die Ladungsträger in die andere Richtung zu drücken. Somit ist die natürliche Hin- und Herbewegung in der Antenne in Phase mit dem Sender und hilft ihm, mehr Strom mit weniger Spannung zu bewegen.

Dies erklärt zwei Dinge beim FCC-Test:

  • Die Spannungsverteilung in einem Halbwellendipol ist an den Enden am höchsten und in der Mitte am niedrigsten.
  • Die Stromverteilung ist in der Mitte am höchsten und an den Enden am niedrigsten.

Wir wissen, dass unser mittengespeister Dipol mit halber Wellenlänge eine Speisepunktimpedanz von 75 Ω hat. Das heißt, am Einspeisepunkt gibt es für jedes Ampere 75 Volt (denken Sie an das Ohmsche Gesetz). Dies gilt sowohl für RMS-Messungen als auch für alle Sofortmessungen.

Dieses letzte Bit, bei dem der momentane Strom oder die momentane Spannung zu jedem Zeitpunkt auch ein Verhältnis von 75 V zu 1 A (dh 75 Ω) aufweist, ist nur eine andere Art zu sagen, dass die Impedanz des Speisepunkts rein ohmsch ist. Unser idealer Dipol hat eigentlich keinen Widerstand: Dieser Widerstand ist der Strahlungswiderstand der Antenne. Die Antenne erzeugt die Illusion eines reinen Widerstands aus einem abgestimmten System reaktiver Komponenten, die sich bei Resonanz gegenseitig aufheben, um nur eine Widerstandsimpedanz zu hinterlassen.

Aber was Wenn der Einspeisepunkt nicht in der Mitte liegt?

Dies ändert tatsächlich nicht die Resonanzfrequenz: Es ändert nur die Impedanz, die resistiv bleibt. Überlegen Sie, was passiert, wenn wir den Feedpoint nur ein wenig näher an ein Ende rücken: Wir kommen auch weiter vom anderen Ende weg. Wir wissen, dass im Zentrum eines Halbwellendipols der Strom maximal ist. Dies ist sinnvoll, da die Ladungsträger, nachdem sie das Zentrum passiert haben, näher am anderen Ende sind und dort eine Spannung aufbauen, die dazu dient, sie zu verlangsamen. Wenn wir also nicht in der Mitte sind, bekommen wir weniger Hilfe beim Strom, aber wir bekommen mehr Hilfe bei der Spannung. Das heißt, die Impedanz steigt. Wir können Energie genauso effizient in diese Antenne einkoppeln, vorausgesetzt, wir können ihre Impedanz anpassen.

Die übliche Wahl des Zentrums eines Halbwellendipols wird normalerweise gewählt, weil es nahe genug an 50 Ω Koax liegt, um Verluste zu verursachen akzeptabel ohne zusätzliche Übereinstimmung. Wikipedia gibt die Mathematik zur Berechnung der Impedanz an einem beliebigen Punkt für einen Halbwellendipol an:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 x \ pi / \ lambda)} $$

Wobei:

  • $ x $ der Abstand vom Ende des Dipols ist und
  • $ \ lambda $ ist die Wellenlänge (doppelt so lang wie der Dipol).

Angenommen, wir haben einen Dipol für $ \ lambda = 100 \: \ mathrm m $. In der Mitte gefüttert, $ x = 25 $, weil dieser Halbwellendipol 50 m lang ist, also ist die Mitte die Hälfte davon, 25 m vom Ende entfernt:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 \ cdot 25 \ cdot \ pi / 100)} = 75 \: \ Omega $$

Fed 1/3 des Weges von am Ende ist $ x = 50/3 = 16,67 $:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 \ cdot 16,67 \ cdot \ pi / 100)} = 100 \: \ Omega $$

Weiterführende Literatur:

li> 200 Ohm Feed Point Off-Center Fed Dipol, amateurradio.com
Vielen Dank, dass Sie die wichtigsten Fragen zu OCD erklären.
Phil, eine vorgeschlagene Änderung, fügte den letzten Absatz hinzu: "Ein Problem wird gesehen ..." - Ich kann es nicht vollständig verstehen, und ich denke, Sie möchten es vielleicht überprüfen.
Einiges von dem, was ich geschrieben habe und das Ende war falsch, und andere Teile waren zu stark vereinfacht und bezogen sich sowieso nur tangential auf die Frage. Also habe ich es einfach gelöscht und durch einige Beispiele ersetzt, um die Mathematik zu verdeutlichen.
Die bei Gleichstrom gemessene Impedanz eines Dipols ist unendlich
@Chu In der Tat, danke. Besser mit Änderungen?
Ja. Sehr interessanter Beitrag - habe noch keine Analyse von außermittigem Feed gesehen.
Es kann erwähnenswert sein, dass das Speisen eines Dipols außerhalb des Zentrums die gebotene Sorgfalt erfordert, um Gleichtaktströme zu vermeiden. Dies wird durch die ungleichen Ströme in den Feedpoint-Beinen verstärkt, wenn nicht in der Mitte gespeist wird.
Meinst du ungleiche Impedanzen? Dies ist bereits jedes Mal ein Problem, wenn Koax einen Dipol speist. Ich denke nicht, dass es neben einer ausreichenden Drossel zusätzliche Pflege erfordern würde.


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