Menu

3.1.4. A félhullámú dipólus, mint rezgőkör

 

A rádiótechnikában használatos rezgőkörök általában koncentrált elemekből állnak: az induk­tivitást tekercs, a kapacitást kondenzátor képviseli. A hosszú vezeték induktivitása és kapacitása nem koncentrált alakban van, hanem ahogy azt a 3.1.1. pontban bemutattuk, a teljes hossz mentén egyenletes eloszlásban. Ha a vezeték a gerjesztőfrekvenciával rezonanciában van, rezgőkörnek tekinthető. A félhullámú dipólus elektromos helyettesitő áramköre a 3.4. ábra szerinti soros rezgőkör, ahol az R ellenállás a sorbakapcsolt sugárzási és veszteségi ellenállást jelképezi. Mint ismeretes, valamely

3.4. ábra. Félhullámú dipólus mint soros rezgőkör  (helyettesítő áramkör rezonancia esetében)

rezgőkör rezonanciafrekvenciáját az önindukció és a kapacitás értékeinek ismeretében az

 

 

 összefüggés adja meg, ahol wL=2pf a körfrekvencia; wL az induktív ellenállás; wC pedig a kapacitív ellenállás. A félhullámú dipólus rezonancia­ frekvenciája hasonló meggondolással számítható, azonban az elosztott paraméterek miatt az induktivitást és kapacitást - és ezzel a rezonanciafrekvenciát - lényegében a sugárzógeometriai méretei határozzák meg.

Ha a körveszteségeket elhanyagoljuk, a rezgőkör jóságát főleg az L/C arány határozza meg. Nagy L/C arány (nagy induktivitás, kis kapacitás) esetében keskeny sávú, éles rezonanciájú rezgőkört kapunk, míg kis L/C aránynál (kis induktivitás, nagy kapacitás) a rezgőkör széles sávú, kevésbé éles rezonanciával. A rezgőkörjóságától függő sávszélesség a rezonancia-jelleggörbéből olvasható le (3.5. ábra).

Hasonló rezonanciagörbét kaphatunk homogén elektromágneses térben elhelyezett félhullámú dipólusnál is (vevőantenna esete). A térerőt állandó érléken tartva, a frekvenciát változtatjuk, miközben az antenna által szolgáltatott U feszültséget mérjük. Feszültségmaximumot az antenna f0 rezonanciafrekvenciáján kapunk. Ezt a feszültséget önkényesen 1,0-nek vesszük. f1 és f2 azok az fo rezonanciafrekvencia alatti és feletti frekvenciák, amelyeknél a feszültség 0,7-re (-3 dB) csökken. A B abszolút sávszélességet az f2-f1 érték adja, míg a b relatív sávszélességet

 összefüggésből számíthatjuk.

3.5. ábra. A sugárzó rezonancia-jelleggörbéjének változása az L/C viszony függvényében;

sávszélesség: B=f2-f1

(a) sárszélesség nagy L/C viszony; (b) sávszélesség kis L/C viszony esetén

 

A 3.5.(a) ábra rezonanciagörbéje egy nagy L/C arányú rezgőköré, illetve kis B sávszélességű dipólusé, míg a 3.5.(b) ábra görbéjét egy kis L/C arányú  kör vagy nagy sávszélességű dipólus adná.

Vizsgáljuk meg, hogy a sugárzó geometriai méretei hogyan hatnak az L/C viszonyra és ezzel a sáv-. szélességre. Vegyünk egy viszonylag vékony vezetékből (pl. huzal) álló félhullámú dipólust, amelynek L induktivitása és C kapacitása van. Ha most a 3.6. ábra szerint öt ilyen dipólust párhuzamosan

3.6. ábra. Elemenként öt szálból álló "vastag" félhullámú dipólus

 

kapcsolunk, olyan "vastag" dipólushoz jutunk, amelynek kapacitása egyenlő lesz az öt "vékony" dipólus párhuzamosan kapcsolódó kapacitásával 5·C, míg a párhuzamosan kapcsolt induktivitások eredője 1/5 L lesz.

Már ebből az egyszerű gondolati kísérletből is látható, hogy egy vastagabb vezetékből készült dipólusnak kisebb L/C viszonya, vagyis nagyobb sávszélessége van, mint egy vékony dipólusnak. A "vastag", ill.. "vékony" jelző itt mindig az üzemi hullámhosszra vonatkoztatva értendő. A kifejezetten széles sávú antennákra általában a nagy sugárzófelületek jellemzők, és nagy kapacitásuk következtében kis L/C viszonyú rezgőkörnek tekinthetők. A rövidhullámú tartományban a karcsúsági tényezőnek gyakorlatilag nincs jelentősége, minthogy a szokásos antennahuzalból készült antennáknál a l/d viszony 5000-nél is nagyobb szokott lenni.

 

A sugárzási ellenállás
Tartalom
A rövidítési tényező