ما هو نصف هوائي ثنائي الموجة / هوائي؟

هوائي ثنائي القطب نصف الطول الموجي ، نصف هوائي ثنائي القطب ثنائي الموجة هو النسخة الأكثر استخدامًا من هوائي ثنائي القطب الشهير.

ثنائي القطب نصف الموجة هو النسخة الأكثر شعبية من هوائي ثنائي القطب أو هوائي.

كما يوحي الاسم ، فإن ثنائي القطب نصف الموجة يبلغ طوله نصف موجة. هذا هو أقصر طول رنين يمكن استخدامه لثنائي الرنين. كما أن لديها نمط إشعاع مناسب للغاية.

أساسيات نصف موجة ثنائي القطب
يتكون ثنائي القطب نصف الموجي من عنصر موصل هو سلك أو أنبوب معدني يبلغ طوله نصف موجة كهربائية. عادة ما يتم تغذية ثنائي القطب نصف الموجة في المنتصف حيث تنخفض الممانعة إلى أدنى مستوى لها. وبهذه الطريقة ، يتكون الهوائي من مغذي متصل بربعين من الطول الموجي يتماشيان مع بعضهما البعض.

يجب أن نتذكر أن طول ثنائي القطب نصف الموجي هو نصف طول كهربائي للموجة التي تنتقل في موصلات الهوائي. هذا أقصر بقليل من الطول المكافئ لموجة تنتقل في الفضاء الحر حيث تؤثر موصلات الهوائي على طول الموجة.

هوائي ثنائي القطب نصف الموجي يوضح طول ثنائي القطب فيما يتعلق بطول الموجة.

هوائي نصف ثنائي القطب الأساسي

تختلف مستويات الجهد والتيار على طول القسم المشع للهوائي. يحدث هذا بسبب إعداد الأمواج الواقفة على طول عنصر الإشعاع.

بما أن النهايتين دارة مفتوحة في هذه النقاط تساوي صفر ، لكن الجهد عند الحد الأقصى.

عندما تتحرك النقطة التي تُقاس فيها هذه الكميات بعيدًا عن النهايات ، يتبين أنها تختلف في الجيوب الأنفية: انخفاض الجهد ، ولكن التيار الصاعد. ثم يصل التيار إلى الحد الأقصى والجهد الحد الأدنى عند طول يساوي طول موجة كهربائية ربع من النهايات. كما هو ثنائي القطب نصف الموجة ، تحدث هذه النقطة في المركز.

مقاومة نصف الأقطاب ثنائية الموجة
أحد الاعتبارات الرئيسية مع أي هوائي هو ترتيبات التغذية - كيفية نقل الطاقة من خط التغذية / خط الإرسال إلى الهوائي نفسه. مطابقة المعاوقة ، متوازنة أو غير متوازنة والعديد من الجوانب الأخرى تحتاج إلى النظر فيها.

في العديد من الجوانب ، من السهل جدًا تغذية ثنائي القطب نصف الموجي. عادة ما تكون وحدة التغذية متصلة بنقطة المركز حيث يوجد الحد الأقصى الحالي والحد الأدنى للجهد. وينتج عن ذلك عرض الهوائي مقاومة منخفضة لوحدة التغذية. هذا أسهل بكثير في التغذية لأن الجهد العالي للترددات اللاسلكية المرتبط بترتيبات تغذية المعاوقة العالية يمكن أن يمثل العديد من المشاكل للمغذيات والوحدات المطابقة.

الموجي الحالي والجهد على ثنائي القطب نصف الموجة.

الموجي الحالي والجهد على ثنائي القطب نصف الموجة

بالنسبة لهوائي ثنائي القطب يبلغ طوله نصف موجة كهربائية ، تلغي التفاعلات الحثية والسعوية بعضها البعض عند تردد الرنين. مع إلغاء مستويات التفاعل الحثي والسعة لبعضها البعض ، يصبح الحمل مقاومًا بحتًا وهذا يجعل تغذية هوائي نصف القطب ثنائي الموجة أسهل بكثير.

ثنائي القطب هوائي متوازن وبالتالي مطلوب ترتيب تغذية متوازن. وهذا يحتاج عادة إلى شكل من أشكال التغذية المزدوجة أو المتوازنة لاستخدامها. ومع ذلك ، من الممكن استخدام وحدة التغذية المحورية إذا تم استخدام balun (محول متوازن إلى غير متوازن).

تقدم وحدة التغذية المحورية خيارًا جذابًا للغاية عندما تكون مطابقة المعاوقة جيدة ولا تكون الموجات الواقفة موجودة ، كما أنه من الأسهل بكثير أن تتطابق مع خرج المرسل الذي قد يرغب فقط في رؤية حمل مقاوم. تؤدي الأحمال التي تحتوي على تفاعلات إلى جهد أعلى من المستويات الحالية التي قد لا يتمكن المرسل من تحملها.

ممانعة هوائي ثنائي القطب نصف الموجة في الفضاء الحر هي ثنائي القطب 73 Ω الذي يقدم تطابقًا جيدًا مع وحدة التغذية المحورية 70 درجة وهذا أحد أسباب اختيار الاقتران مع هذه المعاوقة للعديد من التطبيقات.

غالبًا ما يتم تغذية ثنائي القطب بنصف موجة بمغذي 50 درجة. غالبًا ما يقدم الهوائي تطابقًا جيدًا جدًا له لأن قرب الأجسام الأخرى ، مثل الأرض ، وتثبيت الهوائي ، وما إلى ذلك يعني أن الممانعة تنخفض إلى أقل من 73Ω التي تقدمها في الفضاء الحر.

نصف طول موجة ثنائي الأقطاب
على الرغم من أن اسم ثنائي القطب يعطي طوله التقريبي ، عند تصميم وبناء ثنائي القطب حقيقي ، هناك حاجة لطول أكثر دقة.

الطول الفعلي لثنائي القطب نصف الموجي أقصر قليلاً من نصف الطول الموجي في الفضاء الحر بسبب عدد من التأثيرات المرتبطة بحقيقة أن الشكل الموجي للترددات الراديوية يتم حمله داخل سلك وأيضًا على الأرجح ليس في فراغ.

تأخذ الحسابات الخاصة بطول هوائي نصف موجة ثنائي القطب في الاعتبار عناصر مثل نسبة سمك أو قطر الموصل إلى الطول وثابت العزل الكهربائي للوسط حول العنصر المشع وما إلى ذلك.

في بعض الحالات ، من الضروري تقصير طول هوائي نصف موجة ثنائي القطب. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إضافة محث التحميل. يتم وضع هذا في عنصر الإشعاع. يعمل لأنه يمكن اعتبار هوائي ثنائي القطب كدائرة طنين تتكون من مكثف ومحث. ستؤدي إضافة محاثة إضافية إلى خفض تردد الطنين ، أي أن طول هوائي معين سوف يتردد صداها بتردد أقل من التردد الذي يمكن أن يحدث إذا لم يكن هناك محث. بهذه الطريقة يمكن تقصير طول الهوائي.

يمكن استخدام هذا المبدأ في أي شكل من أشكال الهوائي ، وغالبًا ما يستخدم حيث يكون الفضاء هو الاعتبار الرئيسي.

نمط إشعاع ثنائي القطب نصف الموجة والاتجاهية

من الممكن حساب مخطط الإشعاع وبالتالي تحديد الاتجاهية.

كما هو متوقع ، فإن اتجاهية نصف قطب الموجة القصوى تُظهر أقصى إشعاع بزاوية قائمة على المبرد الرئيسي.

في الزوايا الأخرى ، يمكن استخدام الزاوية θ في صيغة ثنائي القطب نصف الموجة أعلاه لتحديد شدة المجال.

نصف مخطط قطبي ثنائي القطب ونمط الإشعاع.

نصف قطبي ثنائي القطب

من الممكن أيضًا عرض مخطط الإشعاع من حيث المستوى الذي يحيط بهوائي ثنائي القطب ، أي في الطائرة التي تقطع ثنائي القطب في مجال الإشعاع الأقصى.

مخطط قطبي ثنائي القطب بزوايا حقوق لمحور الهوائي.

نمط الإشعاع مع محور الهوائي داخل / خارج الشاشة

كما هو واضح ، مع محور الهوائي داخل / خارج الشاشة ، يكون مستوى الإشعاع هو نفسه في جميع أنحاء الهوائي. هذا أمر متوقع لأنه لا يوجد شيء لتمييز اتجاه واحد عن آخر أو للتأثير على الإشعاع في اتجاهات مختلفة في هذا المستوى.

نصائح عملية
عند تطوير وتصميم وتركيب هوائي ثنائي القطب نصف الموجي ، هناك عدد من التلميحات والنصائح العامة التي يمكن اتباعها لضمان الأداء الأمثل. هذه أعلى من العادية المستخدمة لتركيب الهوائي ، على سبيل المثال ضمان الارتفاع الأمثل ، إلخ.

* استخدم وحدة تغذية متوازنة أو balun:   
هوائي ثنائي القطب هوائي متوازن. لذلك من الضروري استخدام وحدة تغذية متوازنة ، أو إذا كان من الضروري استخدام وحدة تغذية متحدة المحور ، فيجب استخدام balun - هناك العديد من الأنواع التي يمكن بناؤها بسهولة.

* نصف موجة ثنائي القطب ليس نصف موجة: هوائي نصف موجة ثنائي القطب ليس بنفس طول نصف موجة في الفضاء الحر. تعني التأثيرات النهائية أن الطول الفعلي المطلوب أقصر قليلاً.

* الأقسام القصوى الحالية:   

يمكن إظهار أن مناطق الهوائي التي يكون التيار فيها أقصى حد تساهم بشكل أكبر في الإشعاع / الاستقبال. لضمان التشغيل الأكثر فعالية ، يجب أن تكون هذه المناطق خالية من العوائق وأن يتم إعطاؤها الموقع الأمثل للإشعاع. 

وينطبق ذلك بشكل أكبر على الهوائيات المستخدمة للترددات المنخفضة حيث تكون الأطوال طويلة جدًا. بالنسبة لهوائيات VHF و UHF ، حيث تكون الهوائيات أقصر بكثير ، من المحتمل أن يكون طول ثنائي القطب بالكامل "منظر" مشابه. بالنسبة لهوائيات الموجات الديكامترية (HF) ، يمكن أحيانًا إبقاء مركز الهوائي أعلى من النهايات ، وبالتالي يكون من الأفضل أن تشع إشارة أفضل.

* أقصى جهد عند نهايات الهوائي:   

نقاط الجهد الأقصى في نهايات الهوائي. إذا تم استخدامها للإرسال ، فتأكد من أنه لا يمكن لمسها عن طريق الخطأ ، وتأكد أيضًا من عزلها بشكل مناسب. هذا مهم عند استخدام هوائيات الأسلاك حيث يتم استخدام الأطراف كنقاط ربط. 

يجب أن تكون هذه أيضًا بعيدة عن الأجسام القريبة التي يمكن أن تعمل على امتصاص الطاقة وتفكيك الهوائي.

ربما يكون هوائي نصف القطب ثنائي الموجة هو أكثر الأشكال استخدامًا على نطاق واسع - حتى الشكل الأكثر استخدامًا للهوائي. إنه بسيط وفعال ويمكن إدراجه كعنصر مدفوع في العديد من الأشكال الأخرى للهوائي من هوائيات ياغي إلى عاكسات مكافئية وغيرها الكثير.

اترك رسالة 

قائمة الرسالة