Come si ottiene una corretta lunghezza elettrica dell'antenna?
1. Comprensione della lunghezza elettrica:
* Lunghezza fisica vs. lunghezza elettrica: La lunghezza fisica di un'antenna è semplicemente quanto dura in metri o pollici. La lunghezza elettrica, tuttavia, è influenzata dalla velocità di propagazione del segnale RF all'interno dell'elemento antenna stesso. Questa velocità è generalmente inferiore alla velocità della luce nel vuoto, a causa di fattori come la permittività e la permeabilità del materiale dell'antenna e la presenza di oggetti vicini.
* Lunghezza d'onda: La lunghezza elettrica è spesso espressa come una frazione o multipla della lunghezza d'onda (λ) del segnale. Un dipolo a mezza onda, ad esempio, ha una lunghezza elettrica di circa λ/2.
2. Metodi per ottenere una corretta lunghezza elettrica:
* Calcoli di progettazione: Questo è l'approccio più fondamentale. Devi conoscere la frequenza operativa desiderata. Quindi, usando formule specifiche per il tipo di antenna (dipolo, monopolo, ecc.), Si calcola la lunghezza fisica richiesta per ottenere la lunghezza elettrica desiderata (ad es. Λ/2, λ/4). Queste formule spesso includono un fattore di velocità (VF) per tenere conto della ridotta velocità di propagazione all'interno del materiale dell'antenna. Il VF è generalmente inferiore a 1 (ad esempio 0,95 per un'antenna tipica del filo).
* Fattore di velocità (VF): Questo è fondamentale. Il VF è una costante senza dimensioni che rappresenta il rapporto tra la velocità di propagazione nel materiale dell'antenna e la velocità della luce nel vuoto. Dipende dal materiale dell'antenna e dalla costruzione. La conoscenza accurata di VF è cruciale per un calcolo accurato della lunghezza. Molte risorse di progettazione dell'antenna forniscono valori VF tipici per materiali comuni.
* Tuning dell'antenna: Anche con calcoli accurati, sono spesso necessarie lievi regolazioni. Questo viene fatto attraverso la messa a punto dell'antenna, che coinvolge:
* Trigio: Tagliare o aggiungere fisicamente alla lunghezza dell'elemento dell'antenna fino a raggiungere la risonanza desiderata. Questo viene spesso fatto in modo iterativo, usando un analizzatore di antenna o un misuratore SWR per misurare il rapporto delle onde permanenti (SWR). Un SWR basso indica una buona corrispondenza e una corretta lunghezza elettrica.
* bobine di caricamento o condensatori: Questi componenti possono essere aggiunti all'antenna per allungarla o abbreviare elettricamente, rispettivamente, senza alterare fisicamente la lunghezza dell'antenna. Ciò è utile per la messa a punto o l'adattamento di un'antenna a una frequenza leggermente diversa.
* Network di corrispondenza: Questi circuiti sono usati per abbinare l'impedenza dell'antenna all'impedenza della linea di trasmissione, migliorando l'efficienza anche se la lunghezza dell'antenna non è perfettamente risonante. Pur non influenzando direttamente la lunghezza elettrica dell'antenna, sono cruciali per prestazioni ottimali.
3. Misurazione e verifica:
* Analyzer antenna: Questo è il metodo più accurato. Un analizzatore di antenna misura la frequenza SWR, impedenza e risonanza dell'antenna, consentendo regolamenti precisi.
* SWR METER: Uno strumento più semplice che misura il SWR. Un SWR basso (vicino a 1:1) indica una buona corrispondenza e una corretta lunghezza elettrica. Tuttavia, non fornisce lo stesso livello di dettaglio di un analizzatore.
* Misuratore di resistenza sul campo: Misura la potenza irradiata. Sebbene non sia una misura diretta della lunghezza elettrica, può indicare se l'antenna sta eseguendo in modo efficiente, suggerendo se la lunghezza è vicina a ottimale.
In sintesi, il raggiungimento della corretta lunghezza elettrica comporta una combinazione di accurati calcoli di progettazione che incorporano il fattore di velocità, la sintonizzazione iterativa basata su misurazioni (SWR, l'impedenza) e l'utilizzo di elementi di accordatura appropriati o reti di abbinamento. Un analizzatore di antenna fornisce il modo più accurato per verificare e regolare la lunghezza elettrica dell'antenna per prestazioni ottimali.