Menu

4.1. A hurok-dipólus

Ha két, egymástól viszonylag kis D távolságban (D<0,05λ) levő félhullámú vezetőt párhuzamosan összekötünk, hurok-dipólushoz vagy más néven

 

 

4.1. ábra. A hurok-dipólus

hajlított dipólushoz jutunk (4.1. ábra). A hurokdipólus sugárzási jelleggörbéje lényegében megfelel a félhullámú dipólusénak (3.10. ábra). A félhullámú dipólustól elsősorban a nagyobb talpponti ellenállása, továbbá valamivel nagyobb relatív sávszélessége különbözteti meg. A vezetők k rövidítési tényezője a 3.7, ábra segítségével határozható meg.
A félhullámú dipólus sugárzási ellenállását a (3.1) összefüggés alapján számoltuk. Ha a félhullámú dipólust egy második, azonos méretű párhuzamoselem segítségével hurok-dipólussá alakítjuk át, az antennaáram a két ágban megoszlik azonos PS sugárzási teljesítménynél a hurok-dipólus I antennaárama a betáplálási pontban csupán fele akkora lesz, mint a félhullámú dipólus esetében. A hurok-dipólus RS sugárzási ellenállásának kiszámításához a (3.1) összefüggést az alábbiak szerint kell módosítani:

Míg a félhullámú dipólus a PS megoldása:

a hurok-dipólus esetében:

Minthogy a feltételezésünk szerint a kisugárzott teljesítmény mindkét esetben azonos, felírhatjuk, hogy

vagyis

és így

Ebből következik, hogy a hurok-dipólus sugárzási ellenállása négyszer akkora, mint a félhullámú dipólusé: 240. . . 280Ω.
A hurok-dipólus különleges kivitelű alakja a 4.2. ábrán vázolt kettős hurok-dipólus vagy hármas hajlított dipólus.

4.2. ábra.A kettős hurok-dipólus
(a)betáplálás a középső elemnél és (b) betáplálás az alsó elemnél

Ha az elemátmérők megegyeznek, akkor az antennaáram a három félhullámú vezetőn egyenlően oszlik meg: vagyis mindegyik dipólúságban a teljes antennaáramnak csak egyharmad része folyik. A kettős hurok-dipólus R"s sugárzási ellenállása ezért:

vagyis a félhullámú dipólus sugárzási ellenállásának kilencszerese (540...630Ω).
A kettős hurok-dipólus működése szempontjából közömbös, hogy a betáplálási pontot a 4.2.(a)  vagy 4.2.(b) szerint alakítjuk ki, azonban mechanikai okokból az alsó ágban való tápláláskedvezőbb, mert ez esetben a középső elemnél, az antenna súlypontjában rögzíthető a tartóoszlophoz.
A párhuzamosan kötött félhullámú vezetők száma elvileg tetszés szerint növelhető, egészen a kas alakzatú párhuzamos antennasor eléréséig.
A sugárzási ellenállás minden esetben az alábbiak szerint számítható: ha minden elem azonos átmérőjű, és egymástól D<0,05λ távolságban van, akkor a félhullámú dipólusra vonatkoztatott RS sugárzási ellenállás értéke:

>

ahol a k tényező az n elemszám négyzetével azonos, vagyis

Így pl. a 4.2. ábra kettős hurok-dipólusa három párhuzamos félhullámú elemből áll (n=3), a k értéke tehát 32=9, vagyis a sugárzási ellenállás 9x60=540Ω.

A hurok-dipólus sugárzási ellenállásának módosítására egy másik, sokszor alkalmazott lehetőség, ha a két félhullámú elemet nem azonos átmérőjű vezetőből készítjük (4.3. ábra). Ha a megszakítás nélküli

4.3. ábra. Hurok-dipólus különböző átmérőjű elemekkel

 

félhullámú elem d2 átmérője nagyobb, mint a megszakított félhullámú dipólus d1 átmérője, a sugárzási ellenállás nagyobb lesz, mint az egyszerű hurok dipólusé. Ha a helyzet fordított, vagyis a táplált dipólus d1 átmérője nagyobb, mint d2, akkor a sugárzási ellenállás csökken.ktényező itt még a D távolságtól is függ.
A különböző átmérőjű elemekből(d2>d1) készített hurok-dipólus sugárzási ellenállása a 4.4. ábrán közölt Robert-diagrammal határozható meg. A k tényezőt az alábbi összefüggéssel számíthatjuk ki:

Ez a tényező ismét a félhullámú dipólusra vonatkozik. A (4.3) összefüggésben Z1 az a hullámellenállás, amit egy d1 átmérőjű vezetőből készült D térközű kéthuzalos tápvonal képvisel, a Z2 hullámellenállást pedig értelemszerűen a d2 és D értékek adják meg. A légszigeteléses, kéthuzalos tápvonal S2-ban kifejezett Z hullámellenállása, amivel majd az 5.1.1. pontban még bővebben foglalkozunk:

4.4. ábra. Hurok-dipólus félhullámú dipólusra vonatkoztatott talpponti ellenállásának változása az elemátmérők és elemtérköz függvényében. A szaggatott vonallal bejelölt példa esetében: d1/d2=3; D/d2=6; a leolvasható impedanciaviszony 6, vagyis a talpponti ellenállás a félhullámú dipólusénak mintegy hatszorosa (360.. .420Ω)

A k tényező kiszámítására még az alábbi összefüggés esetében is is alkalmazható:

 

 

A kettős hurok-dipólusnál is megváltozik a sugárzási ellenállás, ha a középen megszakított dipólus dl átmérője más, mint a két párhuzamos félhullámú elem d2 átmérője. A sugárzási ellenállás a 4.5. ábrán közölt diagram segítségével határozható meg.
A (4.3) és a (4.5) összefüggésekhez hasonlóan a k tényező kiszámítható a kettős hurokdipólus esetében is:

illetve

Valamennyi hurok-dipólus meg nem szakított, egy darabból készült elemét geometriai középpontjában földelhetjük, vagyis fémből készült antennatartó oszlophoz fémesen rögzíthetjük.

4.5. ábra. Kettős hurok-dipólus félhullámú dipólusra vonatkoztatott talpponti ellenállásának változása az elemátmérők és elemtérköz függvényében. A szaggatott vonallal bejelölt példa esetében: d2/d1=1,25; D/d2=6; a leolvasható impedanciaviszony 16, vagyis a talpponti ellenállás a félhullámú dipólusénak mintegy 16-szorosa (960...1120Ω)

 

 

Dipólus-antennák
Tartalom
Teljes hullámú dipólusok