Menu

3.1.5. A rövidítési tényező

 

Eddigi fejtegetéseinkben nem tettünk különbséget a sugárzó geometriai és elektromos hossza között. Valójában azonban egy antenna elektromos és geometriai hossza csak akkor egyezne meg, ha a szabad térben levő sugárzó átmérője végtelen kicsi lenne. Gyakorlatilag azonban minden antenna adott vastagságú huzalból vagy csőből készül, és helyzetében valamiféle mechanikai tartószerkezet rögzíti, továbbá a talajfelszíntől és egyéb tárgyaktól aránylag kis távolságban helyezkedik el. Ezek a körülmények azt eredményezik, hogy a sugárzó csak akkor kerül rezonanciába, ha mechanikus hosszát a számított elektromos hossznál kisebbre méretezzük.

A λ/d karcsúsági tényező és a k rövidítési tényező közötti összefüggés könnyen belátható: egy vastagabb vezeték kapacitása nyilvánvalóan nagyobb, mint egy azonos hosszúságú, de vékonyabb vezetéké. Ha egy rezgőkörben a kapacitást növeljük, a rezonanciafrekvencia a kisebb frekvencia irányába tolódik el: a vastag sugárzó rezonanciafrekvenciája kisebb, mint az azonos hosszúságú, de vékonyabb sugárzóé. Ha mindkét sugárzót azonos rezonanciafrekvenciára akarjuk hozni, akkor a vastag sugárzó nagyobb kapacitását úgy kompenzáljuk, hogy a sugárzó hosszát csökkentjük: a vastag sugárzó azonos rezonanciafrekvencián tehát rövidebb lesz, mint a vékony vezetékből készült sugárzó.

A 3.7. ábra a félhullámú -dipólus k rövidítési tényezője és a λ/d karcsúsági tényező közötti összefüggést szemlélteti.

Példa: Kiszámítandó egy 144 MHz-es félhullámú dipólus mechanikai hossza. A rendelkezésre álló alumínium cső d átmérője 25 mm. 144 MHz-nek kereken 208 cm-es hullámhossz felel meg. Ebből a. 1/d viszony:

3.7. ábra. Félhullámú dipólus rövidítési tényezőjének változása a hullámhossz-átmérő függvényében

A 3.7. ábra alapján a 80-as karcsúsági tényezőhöz k=0,90 rövidítési tényező tartozik; így tehát a félhullámú dipólus rezonáns hossza

 

Ha a dipólust 10 mm átmérőjű csőből készítenénk el, akkor 96,7 cm hosszúra kellene levágni (l/d»200 és k=0,93).

30 MHz felett, a félhullámú dipólusok számításához sokszor alkalmazott egyszerű összefüggés

 

 

(ahol l a mechanikus hossz méterben és f a rezonanciafrekvencia MHz-ben), a karcsúsági tényezőt csak átlag 300-as értékkel veszi figyelembe, ami k =0,94 rövidítési tényezőnek felel meg. Ezért a képlet az URH tartományban csak feltételesen használható.

A rövidhullámú tartományban (30 MHz alatt) a karcsúsági tényező azonban általában nagyobb, mint 5000, aminek a 3.7. ábra szerint már állandósult rövidítési tényező felel meg. Ez esetben tehát a félhullámú sugárzók méretezéséhez a rövidhullámú gyakorlat számára elegendő pontosságot biztosítanak az előbbihez hasonló egyszerűsített képletek, például

 

 

(l a dipólushossz m-ben, f a frekvencia MHz-ben), vagy

 

 

ahol l m-ben és f kHz-ben van megadva.

A (3.4.) és (3.5) képletek egységesen 0,955-es rövidítési tényezőt vesznek figyelembe. A rövidhullámú tartományban szokásos λ/d » 5000 értékhez a 3.7. ábra alapján valójában 0,98-os tényező  tartozik. A képlet nyilvánvalóan a gyakorlati tapasztalatok alapján egy pótlólagos rövidítési tényezőt is figyelembe vesz, tekintettel a végeffektusra. A rövidhullámú gyakorlatban elterjedten alkalmazott huzalantennákat porcelánszigetelőkre függesztik fel. Ezek a szigetelők és a rögzítést végző huzaldarabok további kapacitív terhelést jelentenek, ami csak további hosszcsökkentéssel kompenzálható.

A rövidhullámú antennákat még további, nehezen áttekinthető kapacitív hatások terhelik: ez arra vezethető vissza, hogy az antennák általában a talajfelszíntől, szomszédos épületektől, egyéb vezetékektől és akadályoktól - többnyire az üzemi hullámhossz töredékét kitevő - kis távolságra helyezkednek el.

Az ultrarövid hullámú antennáknál a végeffektust nem kell figyelembe venni; ezek az antennák általában merev vezetőkből készülnek (pl. alumínium cső), és ezért azokat nem kell a végén szigetelve rögzíteni. Ezeknél a környezeti hatás is elhanyagolható mértékűre csökken, minthogy ebben a tartományban rendszerint nehézség nélkül biztosítható az antennarendszer és a talajfelszín, illetve egy-egy akadályok közötti több hullámhossznyi térköz.

 

A félhullámú dipólus, mint rezgőkör
Tartalom
A félhullámú dipólus hatásos hossza (hatásos magasság)