Question:
Comment le déplacement d'un point d'alimentation décentré dans un dipôle affecte-t-il la fréquence de résonance et la charge résistive?
Bill - K5WL
2013-10-23 02:15:06 UTC
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Plus précisément, je comprends que les dipôles OCF modifient le SWR, mais le fait-il via la réactance ou la résistance, ou les deux?

Un répondre:
#1
+13
Phil Frost - W8II
2013-10-30 04:44:07 UTC
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Je vais supposer que nous parlons de dipôles idéaux , résonants .

Considérez ce qui se passe à l'intérieur du dipôle. Disons que vous transmettez un transporteur. Dites qu'à un moment donné du cycle de ce porteur, la tension pousse tous les porteurs de charge vers la gauche.

Ce qui rend le dipôle résonnant est le suivant: ces porteurs de charge sont poussés vers le bas câble. À l'approche de la fin, ils sont comprimés parce qu'ils n'ont nulle part où aller. Cette surabondance de porteurs de charge signifie une tension élevée à l'extrémité du fil. Ils ne peuvent pas tirer l'extrémité du fil, alors cette vague de force rebondit. Dans un dipôle à demi-longueur d'onde alimenté au centre, l'onde atteint le point d'alimentation après avoir rebondi sur l'extrémité précisément au moment où l'émetteur a changé de phase de 180 degrés, et tente maintenant de pousser les porteurs de charge dans l'autre sens. Ainsi, l'action naturelle de va-et-vient de rebond dans l'antenne est en phase avec l'émetteur, l'aidant à déplacer plus de courant, avec moins de tension.

Ceci explique deux choses sur le test FCC:

  • La distribution de tension dans un dipôle demi-onde est la plus élevée aux extrémités et la plus basse au milieu.
  • La distribution de courant est la plus élevée au milieu et la plus basse aux extrémités.

Nous savons que notre dipôle demi-longueur d'onde alimenté au centre a une impédance de point d'alimentation de 75Ω. Cela signifie qu'au point d'alimentation, pour chaque ampère, il y a 75 volts (pensez à la loi d'Ohm). Cela est vrai à la fois pour les mesures RMS et pour toute mesure instantanée.

Ce dernier bit, que le courant ou la tension instantanée à tout moment ont également un rapport de 75V à 1A (c'est-à-dire 75Ω), est juste une autre manière de dire que l'impédance du point d'alimentation est purement résistive. Notre dipôle idéal n'a en fait aucune résistance: cette résistance est la résistance aux radiations de l'antenne. L'antenne crée l'illusion d'une résistance pure à partir d'un système accordé de composants réactifs qui, à la résonance , s'annulent pour ne laisser qu'une impédance résistive.

Mais que si le point d'alimentation n'est pas au centre?

En fait, cela ne change pas la fréquence de résonance: cela change juste l'impédance, qui reste résistive. Considérez ce qui se passe si nous rapprochons le point d'alimentation un peu plus d'une extrémité: nous nous éloignons également de l'autre extrémité. On sait qu'au centre d'un dipôle demi-onde, le courant est au maximum. Cela a du sens, car une fois que les porteurs de charge ont traversé le centre, ils sont maintenant plus proches de l'autre extrémité, y créant une tension, ce qui sert à les ralentir. Donc, si nous ne sommes pas au centre, nous obtenons moins d'aide avec le courant, mais nous obtenons plus d'aide avec la tension. Autrement dit, l'impédance augmente. Nous pouvons coupler l'énergie tout aussi efficacement dans cette antenne, à condition de pouvoir égaler son impédance.

Le choix courant du centre d'un dipôle demi-onde est généralement sélectionné car il est suffisamment proche de 50Ω coaxial pour que les pertes soient acceptable sans aucune correspondance supplémentaire. Wikipedia donne le calcul pour calculer l'impédance en un point arbitraire pour un dipôle demi-onde:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 x \ pi / \ lambda)} $$

Où:

  • $ x $ est la distance depuis l'extrémité du dipôle, et
  • $ \ lambda $ est la longueur d'onde (deux fois la longueur du dipôle).

Par exemple, disons que nous avons un dipôle pour $ \ lambda = 100 \: \ mathrm m $. Nourri au centre, $ x = 25 $ car ce dipôle demi-onde mesure 50m de long, donc le milieu est à moitié, à 25m de la fin:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 \ cdot 25 \ cdot \ pi / 100)} = 75 \: \ Omega $$

Alimenté au 1/3 du chemin depuis la fin, $ x = 50/3 = 16,67 $:

$$ R_r = \ frac {75 \ \ Omega} {\ sin ^ 2 (2 \ cdot 16,67 \ cdot \ pi / 100)} = 100 \: \ Omega $$

Lectures complémentaires:

Merci qui expliquent les principales questions que j'avais sur le TOC.
Phil, une modification suggérée a ajouté le dernier paragraphe «Un problème est vu…» - Je ne peux pas en donner un sens complet, et je pense que vous voudrez peut-être le revoir.
Une partie de ce que j'ai écrit et la fin était fausse, et d'autres parties simplifiées à l'extrême, et de toute façon seulement liées de manière tangentielle à la question. Je l'ai donc simplement supprimé et remplacé par quelques exemples pour clarifier les mathématiques.
L'impédance d'un dipôle, mesurée à DC, sera infinie
@Chu En effet, merci. Mieux avec les modifications?
Oui. Article très intéressant - je n'ai pas vu d'analyse des flux décentrés auparavant.
Il peut être intéressant de mentionner que l'alimentation d'un dipôle décentré nécessite une attention particulière pour éviter les courants de mode commun. Ceci est exacerbé par les courants inégaux dans les jambes du point d'alimentation lorsqu'ils ne se nourrissent pas au centre.
Voulez-vous dire des impédances inégales? C'est déjà un problème à chaque fois que le coaxial alimente un dipôle. Je ne pense pas que cela nécessiterait des soins supplémentaires en plus d'un étranglement suffisant.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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