Anteny są przeznaczone do pracy na określonej częstotliwości i fizycznych wymiarach skali anteny z częstotliwością projektową. W przypadku anteny dipolowej takie rzeczy, jak zysk anteny i kierunkowość zależą od długości fal, zwanej długością elektryczną. Więc jeśli wiesz, że antena jest na przykład dipolem 1/2 fali, wiesz od razu, jak wygląda wzmocnienie, kierunkowość i wzór promieniowania. Jeśli długość została określona w metrach, należałoby również znać częstotliwość projektową, aby móc obliczyć długość elektryczną w długościach fal w celu określenia właściwości anteny. Możliwe jest również użycie technik wydłużania elektrycznego, które powodują, że antena zachowuje się elektrycznie tak, jakby była dłuższa niż jej długość fizyczna, komplikując sprawę, gdy znasz tylko długość fizyczną, ale nie długość elektryczną.

Zwrócę uwagę, że w przypadku niektórych typów anten rozmiar określany jest w długościach fal, a dla innych w metrach. Na przykład anteny dipolowe są bardzo często określane pod względem ich długości elektrycznej w długościach fal, podczas gdy anteny talerzowe są zwykle określane na podstawie średnicy w metrach.

Najlepszą praktyką jest nie tylko podawanie długości w \ $ \ lambda \ $, ale także określenie typu, na przykład monopolowego lub dipolowego.Rozważmy monopol i spójrz na impedancję, jaką przedstawia on w obwodzie, do którego jest podłączony: -

Typowy jednobiegunowy biegun ćwierćfalowy ma zerową reaktancję (linia karmazynowa) i ma odporność na promieniowanie około 37 omów (chociaż trochę trudno jest uzyskać dokładną wartość z powyższego wykresu).Gdyby był to dipol półfalowy, miałby dwukrotnie większą odporność na promieniowanie niż monopol ćwierćfalowy, więc samo stwierdzenie, że antena o długości 10 metrów nie jest niczym ważnym dla projektanta.

Ale monopole mogą być krótkie, a określenie jednej dziesiątej \ $ \ lambda \ $ jest przydatne, ponieważ projektant byłby w stanie oszacować przy optymalnej częstotliwości, że byłaby pojemnościowa na -j500.

Szybki samochód to niekoniecznie Ferrari czy Lamborghini

W rzeczywistości jest to bardzo podstawowe pytanie dotyczące aplikacji o wysokiej częstotliwości (HF). Jeśli mówimy o HF, to długość fali jest krótka w porównaniu z linią transmisyjną, co ma miejsce w przypadku anteny. Długość fali jest podana przez $$ \ lambda = \ frac {c} {f} \,. $$ Częstotliwość \ $ f \ $ to częstotliwość robocza. Prędkość propagacji \ $ c \ $ jest podana przez $$ c = \ frac {1} {\ epsilon_0 \ epsilon \ cdot \ mu_0 \ mu} \,. $$ Jeśli mamy wolne miejsce, \ $ \ epsilon \ $ i \ $ \ mu \ $ są jednością, a \ $ c \ $ upraszcza do prędkości światła \ $ c_0 \ $. Jeśli występuje materiał dielektryczny, w którym rozchodzi się fala, prędkość fali zależy od tych dwóch parametrów (\ $ \ epsilon \ $, \ $ \ mu \ $).

Tak więc ilość propagacji fali jest ważna przy projektowaniu anteny. Przy długości fali \ $ \ lambda \ $ można bezpośrednio zobaczyć, jakie wymiary ma antena, bez dalszych obliczeń.

\ $ I \ $ pokazuje rozkład prądu, a \ $ V \ $ rozkład napięcia na półfalowej antenie dipolowej. Widać więc, że \ $ \ lambda = 2 \ pi \ $, gdzie \ $ 2 \ pi \ $ to jeden okres rozkładu napięcia / prądu. Obecny rozkład na dipolu odgrywa ważną rolę, np. dla wzoru promieniowania. Dlatego warto podać ilość \ $ \ lambda \ $, aby mieć bezpośrednie wyczucie rozkładu prądu na kawałku przewodu.

Ponadto długość fali to tylko długość, więc jej wielkość jest podawana w jednostkach SI, na przykład w metrach $$ [\ lambda] = \ mathrm {m} \,. $$

Tak jak skomentował PlasmaHH, właściwości anteny zależą od jej długości fali.Ta długość fali zależy od częstotliwości.Możesz więc mieć dwie anteny o tej samej długości z różnymi dopasowaniami impedancji dla dwóch różnych częstotliwości, więc jedna z anten może być anteną o pełnej długości fali dla częstotliwości 1, a druga może być anteną ćwierć długości fali dla częstotliwości 2.

W Podstawowe pojęcia dotyczące anten wyjaśnią różnicę między różnymi długościami anten:

1/4 fali: pojedynczy element promieniujący o długości około 1/4 długości. Kierunkowość 2,2 dBi, 0 dBd.Załadowano 1/4 fali

1/2 fali: pojedynczy element promieniujący o długości 1/2 fali.Kierunkowość 3,8 dBi, 1,6 dBd.Specjalna konstrukcja to półfala zasilana końcem.

Długość fali nie jest stałą stałą i zmienia się w zależności od fali. Dlaczego więc antena jest mierzona pod względem długości fali?

Jakie znaczenie ma długość fali jako jednostka długości anteny?

Ponieważ różne długości fal (częstotliwości) wymagają anten o różnej długości. Rozmiar anteny musi być bardzo dopasowany do długości fali, z którą ma współpracować.

Istnieją wzory na obliczanie długości anteny w metrach (tutaj), ale dlaczego w pierwszej kolejności długości anten nie są podawane w metrach i dlaczego musimy używać wzorów do przeliczania długości fal na metry?

Od czego zaczynasz, budując antenę? Zaczynasz od „na jakiej długości fali (częstotliwości) będzie działał?”. Dlatego zaczynasz od długości fali i to są twoje dane wejściowe. Zatem wzory są zaprojektowane tak, aby działać w tym kierunku: wpisujesz długość fali (lub częstotliwość) i podajesz wymagane wymiary anteny.

Nigdy nie zaczynasz od liczników i nie pytasz „na jakiej częstotliwości będą one działać?” (z wyjątkiem tych rzadkich przypadków, gdy znajdziesz jakieś stare śmieci na strychu i spróbujesz dowiedzieć się, co to do cholery jest)

Konstrukcja anteny opisana w jednostkach absolutnych byłaby ograniczona tylko do jednej częstotliwości, a zatem (prawie) bezużyteczna dla każdego, kto potrzebuje innej częstotliwości.

Odpowiedź:

WZaczynamy od długości fali, aby dotrzeć do metrów, ponieważ projektujemy anteny tak, aby pasowały do ​​danej częstotliwości, a nie projektujemy częstotliwości tak, aby pasowały do ​​danej anteny.

Ta sama konstrukcja anteny może być używana dla różnych długości fal.Długość fali na schemacie projektu anteny jest zmienną.Aby zbudować antenę, należy zastąpić zmienną długości fali na schemacie rzeczywistą wartością długości fali (np. Metry, cale) odpowiadającą częstotliwości podstawowej, którą antena ma odbierać.