Menu

13.2. A dipólusfal (emeletes dipólusok)

 

Ha vízszintes és azonos fázisban gerjesztett félhullámú dipólusokat párhuzamosan egymás fölé helyezünk, dipólusoszlophoz jutunk; az elrendezést a szemléletesség céljából sokszor emeletes dipólusként is említik. Félhullámú dipólusokból álló dipólusoszlopok vízszintes E síkbeli sugárzási irány jelleggörbéje meg fog felelni az egyes λ/2 hullám hosszúságú dipólusokénak, míg a nyalábolás a H síkban jelentősen megnő. Példaként a 13.4. ábrán négy azonos fázisban gerjesztett félhullámú dipólusból álló dipólusoszlopot mutatunk be, amelyeknél az emeletköz ≥λ/2. A rajzon a függőleges, H síkbeli irányjelleggörbét is feltüntettük.

A H síkbeli nyalábolás eredményeként elérhető nyereség a párhuzamosan egymás fölé helyezett dipólusok számától és az emeletek közötti S térköztől függ. A 13.5. ábra diagramjából két azonos  fázisban gerjesztett félhullámú dipólus segítségével elérhető nyereség olvasható le az S emelet-térköz függvényében. Minden további 0,5λ távolságban hozzáillesztett további félhullámú dipólus hatására a nyereség további 1dB-lel növekszik. Ha az S térközt optimálisan méretezzük, a nyereség hozzávetőleg 1,5dB lesz. Az elemeknek természetesen azonos síkban kell lenniük.

Mint a 13.5. ábrabeli diagramból látható, az optimális S emelet-távolság nem 0,5λ, azonban általában ezt a térközt szokás előnybe helyezni, mivel számos tekintetben (mechanikai és elektromos szempontok) kedvezőbb megoldás.

 

13.4. ábra. Négy azonos fázisban gerjesztett vízszintes félhullámú dipólusból

álló dipólusoszlop

 

A kétemeletes félhullámú sugárzókról a H síkbeli irányjelleggörbében melléknyalábok nem tapasztalhatók, ha az emelet-térköz S=λ/2, azonban ha a térközt növeljük és az optimális nyereséget eredményező 0,65λ-ra méretezzük, a melléknyalábok megjelennek. A kapott nyereségnövekedés a fő sugárzási nyaláb leszqküléséből adódik, azonban az irány jelleggörbében kisebb-nagyobb nyalábok fognak fellépni.

 

13.5. ábra. Két egymás fölé helyezett, azonos fázisban gerjesztett félhullámú dipólus maximális nyereségének változása az üzemi hullámhosszban mért S emeletköz függvényében

 

A dipólusoszlop azonos fázisú gerjesztésére különféle lehetőségek vannak. A legelterjedtebb megoldás a táplálás félhullámú, hangolt Lecher vezetékkel. A végén nyitott λ/2 hosszúságú pár huzamos tápvonal az impedanciát 1: 1 arányban transzformálja, azonban a ráadott nagyfrekvenciás feszültség fázisát 180°-kal forgatja. Ha két, párhuzamos félhullámú dipólust a 13.6. (a) ábra szerint egyszerqen két félhullámú Lecher-vezeték segítségével kötünk össze, akkor mindkét dipólus, ellenfázisban lesz gerjesztve, mint ahogy az az ábrán feltüntetett 3 irányjelző nyilak állásából kiderül. A kívánt azonos fázisú gerjesztés csak úgy érhető el, ha a félhullámú összekötő tápvonalszakaszokat a 13.6.(b) ábra szerint keresztbe kötjük. Ha a dipólusokat olyan tápvonalszakasszal kötjük össze, amelynek elektromos hossza 1λ, akkor ezeket nem szabad megkeresztezni, mivel a teljeshullámú tápvonalszakasz impedancia-transzformációja ugyancsak 1:1, azon kívül fázisforgatást nem okoz [lásd a 13.6.(c) ábrát].

A 13.6. ábrán bemutatott táplálás az alsó dipólusnál mechanikailag igen egyszerq és kényelmes, azonban elektromos szempontból nem a legkedvezőbb megoldás. Az alsó dipólus ugyanis, amelyhez a tápvonalat csatlakoztatjuk, az energiát úgy szólván  első kézből" kapja, míg a felette levő emeletekhez csak különböző hosszúságú tápvonal szakaszokon jut el. A futási időkülönbségek következtében fellépő fázisban eltolt áram-és feszültségeloszlások miatta H síkbeli fősugárzási nyaláb kissé meredekebbé válik: Az antenna felfelé  bandzsít", amellett sávszélessége is némileg csökken. Ezért a dipólusoszlopokat célszerq a geometriai középpontjukban táplálni.

Az azonos fázisban gerjesztett, párhuzamosan egymás fölé helyezett dipólusoknál a kapott eredő sugárzási ellenállás az emeletköz függvénye lesz.  Mint a 13.7. ábrából látható, a két párhuzamos dipólus sugárzási ellenállása külön-külön 60Ω, ha a térköz S=0,5λ; ha S= 0,75λ, akkor 45Ω-ra csökken, és ha S emeletköz 1λ-ra nő, a sugárzási ellenállás kereken 80Ω lesz.

A rövidhullámú gyakorlatban dipólusoszlopok mechanikai okokból legfeljebb két párhuzamos dipólusból álínak. Az ultrarövid hullámú tartományban azonban több párhuzamos dipólus is helyezhető egymás fölé. Az ilyenkor fellépő betáplálási problémákat a 23.1. alfejezetben részletesebben tárgyaljuk.

 

13.6. ábra. Két párhuzamos dipólus táplálása:

(a) két párhuzamos dipólus táplálása ellentétes fázisban (emeletköz:

(b) két párhuzamos dipólus táplálása azonos fázisban, keresztbe kötött tápvonalszakasz segítségével (emeletköz: λ/2):

(c) két párhuzamos dipólus táplálása azonos fázisban párhuzamos, nem keresztbe kötött teljeshullámú tápvonalszakasz segítségével (emeletköz: 1λ)

 

13.7. ábra. Két párhuzamos, azonos fázisban gerjesztett dipólus egyes elemeinek árammaximumaiban mért sugárzási ellenállásainak változása az S emeletköz függvényében

 

 

A dipólus-sor (kollineáris dipólusok)

Tartalom

Dipóluscsoportok (dipólusfüggönyök)