Приёмная антенна · УВЧ 470–636 МГц
Полуволновый диполь Shure UA8
Модель антенны Shure UA8-470-636 — полуволнового диполя на 470–636 МГц, тот же диапазон, что у приёмников Shure Axient Digital исполнения A. Снаружи она по чертежу Shure, а внутри у неё две половины диполя примерно по четверти волны (пластик кожуха делает их короче), между ними — точка питания, откуда сигнал по тонкому кабелю уходит к разъёму BNC. Волна от передатчика наводит в диполе ток. Меняйте частоту и смотрите, как меняются ток и согласование с кабелем; наклоняйте диполь на шарнире и поворачивайте поле волны — так видно, как поляризация меняет сигнал.
Расчёт: метод моментов для диполя внутри антенны — латунная трубка снизу и провод сверху в пластиковом кожухе — с тонким кабелем до разъёма и входом приёмника 50 Ом. Внутреннее устройство, пластик, латунь и кабель предположены. Колебания на рисунке сильно замедлены: на самом деле поле меняет направление около миллиарда раз в секунду.
Детали
Снаружи
Внутри (типовое устройство)
Физика
КСВ по частоте
Расчёт для предположенного устройства, у разъёма BNC. Полоса 470–636 МГц закрашена; точка — текущая частота.
Таблица значений
| Частота | КСВ у разъёма | КСВ в точке питания | Z в точке питания |
|---|
Усиление по частоте
КНД, усиление и усиление у разъёма BNC, дБи; расчёт для предположенного устройства.
Таблица значений
| Частота | КНД | Усиление | У разъёма | КПД |
|---|
Диаграмма направленности
Это свойство антенны целиком: с каких направлений она принимает сильнее. По принципу взаимности так же она и излучала бы.
В плоскости через ось диполя
Диполь смотрит вверх. Кольца — через 10 дБ. Точка — направление на передатчик. Пунктир — тонкий диполь ровно λ/2.
Поперёк оси диполя
Вид вдоль диполя. Во все стороны антенна принимает одинаково.
Учебник и модель
Тонкий полуволновый диполь в свободном пространстве — по учебнику Balanis (гл. 4), кроме сопротивления и КСВ в резонансе: они по нашему расчёту тонкого провода. Диполь в UA8 отличается от него толщиной трубки, пластиком кожуха, разной толщиной половин и кабелем внутри.
| Тонкий полуволновый диполь | Диполь в UA8 по расчёту | |
|---|---|---|
| Длина диполя в резонансе | чуть короче λ/2: 0,47–0,48 λ, тем ближе к 0,48 λ, чем тоньше провод | 235 мм = 0,428 λ на 546,7 МГц: пластик укорачивает |
| Сопротивление в точке питания | 73,1 + j42,5 Ом при длине ровно λ/2 — предел бесконечно тонкого провода; в резонансе около 72 Ом (наш расчёт) | 63,6 Ом в резонансе, на 546,7 МГц |
| КНД | 2,15 дБи | 2,08 дБи на 546,7 МГц, от 1,99 до 2,22 дБи в полосе |
| Ширина луча по −3 дБ | 78° | 80° на 546,7 МГц, от 83° до 76° в полосе |
| КСВ относительно 50 Ом | около 1,44 в резонансе (72 Ом); 2,2 при длине ровно λ/2 | у разъёма BNC 1,26 на 546,7 МГц, 4,9 на 470 МГц и 3,7 на 636 МГц; в точке питания 1,27, 5,7 и 4,2 |
| Потери | нет | КПД 98,7–99,4 % в полосе: латунь и пластик; в кабеле внутри — ещё 0,24–0,28 дБ |
