Apakah Antena / Aerial Half Wave Dipole?

Antena dipol setengah panjang gelombang, dari antena setengah gelombang dipol adalah versi yang paling banyak digunakan dari antena dipol populer.

Dipol setengah gelombang adalah versi paling populer dari antena dipol atau antena.

Seperti namanya, dipol setengah gelombang adalah setengah panjang gelombang. Ini adalah panjang resonansi terpendek yang dapat digunakan untuk dipol resonan. Ia juga memiliki pola radiasi yang sangat nyaman.

Dasar-dasar dipol setengah gelombang
Dipol setengah gelombang dibentuk dari elemen konduktor yang berupa kawat atau tabung logam yang panjangnya setengah panjang listrik. Dipol setengah gelombang biasanya diumpankan di tengah di mana impedansi jatuh ke level terendah. Dengan cara ini, antena terdiri dari pengumpan yang terhubung ke dua perempat panjang gelombang elemen sejalan satu sama lain.

Harus diingat bahwa panjang dipol setengah gelombang adalah setengah panjang gelombang listrik untuk gelombang yang bergerak dalam konduktor antena. Ini sedikit lebih pendek dari panjang ekivalen gelombang yang bergerak di ruang bebas karena konduktor antena memengaruhi panjang gelombang.

Antena dipol setengah gelombang dasar menunjukkan panjang dipol sehubungan dengan panjang gelombang.

Antena dipol setengah gelombang dasar

Level tegangan dan arus bervariasi sepanjang panjang bagian antena yang memancar. Ini terjadi karena gelombang berdiri diatur sepanjang elemen yang memancar.

Karena ujungnya adalah arus rangkaian terbuka pada titik-titik ini adalah nol, tetapi tegangannya adalah maksimum.

Sebagai titik di mana jumlah-jumlah ini diukur bergerak menjauh dari ujung-ujungnya, ditemukan bahwa mereka bervariasi secara sinusoidal: tegangan turun, tetapi arus naik. Arus kemudian mencapai maksimum dan tegangan minimum pada panjang sama dengan seperempat panjang gelombang listrik dari ujung. Karena dipol setengah gelombang, titik ini terjadi di tengah.

Impedansi umpan dipol setengah gelombang
Salah satu pertimbangan utama dengan antena apa pun adalah pengaturan umpan - cara mentransfer daya dari feeder / saluran transmisi ke antena itu sendiri. Pencocokan impedansi, seimbang atau tidak seimbang dan banyak aspek lain yang perlu dipertimbangkan.

Dalam banyak aspek, dipol setengah gelombang sangat mudah disuapi. Pengumpan yang biasanya terhubung ke titik pusat adalah di mana ada arus maksimum dan tegangan minimum. Ini menghasilkan antena yang memiliki impedansi rendah untuk pengumpan. Ini jauh lebih mudah untuk diberi makan karena tegangan RF tinggi yang terkait dengan pengaturan umpan impedansi tinggi dapat menimbulkan banyak masalah bagi pengumpan dan unit yang cocok.

Bentuk gelombang arus dan tegangan pada dipol setengah gelombang.

Bentuk gelombang arus dan tegangan pada dipol setengah gelombang

Untuk antena dipol yang panjangnya setengah listrik, reaktansi induktif dan kapasitif saling membatalkan pada frekuensi resonansi. Dengan tingkat reaktansi induktif dan kapasitif membatalkan satu sama lain, beban menjadi murni resistif dan ini membuat memberi makan antena dipol setengah gelombang jauh lebih mudah.

Dipol adalah antena seimbang dan oleh karena itu diperlukan pengaturan umpan seimbang. Ini biasanya membutuhkan bentuk feeder kembar atau seimbang untuk digunakan. Namun dimungkinkan untuk menggunakan feeder koaksial jika balun (seimbang ke transformator tidak seimbang) digunakan.

Feeder koaksial menyajikan opsi yang sangat menarik ketika pencocokan impedansi baik dan gelombang berdiri tidak ada, dan juga jauh lebih mudah untuk mencocokkan dengan output pemancar yang mungkin hanya ingin melihat beban resistif. Beban yang termasuk reaktansi menyebabkan tegangan level arus yang lebih tinggi yang mungkin tidak dapat ditoleransi oleh pemancar.

Impedansi untuk antena dipol setengah gelombang di ruang bebas adalah dipol 73 Ω yang memberikan kesesuaian yang baik dengan 70Ω pengumpan koaksial dan ini adalah salah satu alasan mengapa membujuk dengan impedansi ini dipilih untuk banyak aplikasi.

Dipol setengah gelombang sering diberi makan dengan pengumpan 50Ω. Antena sering menghadirkan kecocokan yang sangat baik karena kedekatan objek lain, seperti Bumi, pemasangan antena, dll. Berarti impedansi diturunkan di bawah 73Ω yang ada di ruang bebas.

Panjang setengah gelombang dipol
Meskipun nama dipol memberikan perkiraan panjangnya, saat mendesain dan membangun dipol sungguhan, dibutuhkan panjang yang lebih tepat.

Panjang sebenarnya dari dipol setengah gelombang sedikit lebih pendek dari setengah panjang gelombang di ruang bebas karena sejumlah efek yang terkait dengan fakta bahwa bentuk gelombang RF dilakukan dalam kawat dan juga kemungkinan besar tidak dalam ruang hampa.

Perhitungan untuk panjang antena dipol setengah gelombang memperhitungkan unsur-unsur seperti rasio ketebalan atau diameter konduktor dengan panjang, konstanta dielektrik medium di sekitar elemen yang memancar dan sebagainya.

Dalam beberapa kasus, perlu untuk mempersingkat panjang antena dipol setengah gelombang. Ini dapat dicapai dengan menambahkan induktor pemuatan. Ini ditempatkan di elemen memancar. Ini bekerja karena antena dipol dapat dianggap sebagai rangkaian resonansi yang terdiri dari kapasitor dan induktor. Menambahkan induktansi tambahan akan menurunkan frekuensi resonansi, yaitu panjang antena yang diberikan akan beresonansi pada frekuensi yang lebih rendah daripada yang mungkin terjadi jika induktor tidak ada. Dengan cara ini dimungkinkan untuk memperpendek panjang antena.

Prinsip ini dapat digunakan untuk segala bentuk antena, dan sering digunakan di mana ruang menjadi pertimbangan utama.

Pola radiasi & direktivitas dipol setengah gelombang

Dimungkinkan untuk menghitung pola radiasi dan karenanya menentukan directivity.

Seperti yang diharapkan, directivity dipole setengah gelombang maksimum menunjukkan radiasi maksimum pada sudut kanan ke radiator utama.

Di sudut lain, sudut θ dalam rumus dipol setengah gelombang di atas dapat digunakan untuk menentukan kekuatan medan.

Diagram kutub setengah gelombang dipol dan pola radiasi.

Diagram kutub setengah gelombang dipol

Dimungkinkan juga untuk melihat pola radiasi dalam hal bidang memandang sekeliling antena dipol, yaitu dalam bidang memotong dipol dalam bidang radiasi maksimum.

Diagram kutub dipol pada sudut kanan terhadap sumbu antena.

Pola radiasi dengan sumbu antena masuk / keluar layar

Seperti dapat dilihat, dengan sumbu antena masuk / keluar layar, tingkat radiasi sama di sekitar antena. Ini diharapkan karena tidak ada yang membedakan satu arah dari yang lain atau untuk mempengaruhi radiasi di berbagai arah di bidang ini.

Kiat praktis
Saat mengembangkan, merancang, dan memasang antena dipol setengah gelombang, ada sejumlah petunjuk umum dan tips yang dapat diikuti untuk memastikan kinerja optimal. Ini di atas yang biasa digunakan untuk pemasangan antena, misalnya memastikan ketinggian optimal, dll.

* Gunakan pengumpan seimbang atau balun:   
Antena dipol adalah antena seimbang. Oleh karena itu perlu menggunakan feeder seimbang, atau jika feeder koaksial perlu digunakan, maka balun harus digunakan - ada beberapa jenis yang dapat dengan mudah dibangun.

* Setengah dipol gelombang bukanlah setengah gelombang: Antena setengah gelombang dipol tidak sama panjangnya dengan setengah panjang gelombang di ruang bebas. Efek akhir berarti panjang sebenarnya yang dibutuhkan sedikit lebih pendek.

* Bagian maksimum saat ini:   

Dapat ditunjukkan bahwa area antena di mana arus maksimum memberikan kontribusi paling besar terhadap radiasi / penerimaan. Untuk memastikan operasi yang paling efektif, area-area ini harus bebas dari rintangan dan diberi posisi optimal untuk radiasi. 

Ini paling berlaku untuk antena yang digunakan untuk frekuensi yang lebih rendah di mana panjangnya jauh lebih panjang. Untuk antena VHF dan UHF, di mana antena sangat jauh lebih pendek, seluruh panjang dipol cenderung memiliki 'pandangan' yang sama. Untuk antena HF, kadang-kadang bagian tengah antena dapat dijaga lebih tinggi dari ujungnya dan karenanya memiliki peluang lebih baik untuk memancarkan sinyal dengan lebih baik.

* Tegangan maksimum pada ujung antena:   

Titik-titik tegangan maksimum ada di ujung antena. Jika digunakan untuk mentransmisikan, pastikan ini tidak dapat disentuh secara tidak sengaja, dan juga pastikan mereka cukup diisolasi. Ini penting ketika menggunakan antena kabel di mana ujungnya digunakan sebagai titik jangkar. 

Ini juga harus jauh dari benda-benda di dekatnya yang dapat bertindak untuk menyerap daya dan melepaskan antena.

Antena dipol setengah gelombang mungkin merupakan bentuk dipol yang paling banyak digunakan - bahkan bentuk antena yang paling banyak digunakan. Ini sederhana, efektif dan dapat dimasukkan sebagai elemen penggerak dalam banyak bentuk antena dari antena Yagi ke reflektor parabola dan banyak lagi.

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan