Dipol półfalowy

Prosta symetryczna antena jednopasmowa zbudowana z dwóch odcinków przewodnika λ/4 umieszczonych w jednej osi i zasilanych pośrodku. Nie promieniuje energii wzdłuż swojej osi, wiązkując ją w kierunku prostopadłym. Posiada niewielkie właściwości kierunkowe. Stanowi antenę łatwą do zrealizowania dla polaryzacji liniowej i jest często wykorzystywany w praktyce.

Rys 1: Budowa dipola półfalowego

Właściwości dipola półfalowego

Występują dwa modele dipola półfalowego: izotropowy i rzeczywisty. Do celów obliczeniowych teorii anten i modelowania przyjmuje się właściwości dipola półfalowego izotropowego.

Właściwość	Dipol półfalowy izotropowy	Dipol półfalowy rzeczywisty
Charakterystyka promieniowania	$f(\theta )=\sin (\theta )$	$f(\theta )=\frac{\cos (\frac{\pi }{2}\cos \theta )}{\sin \theta }$
Rezystancja promieniowania	$R_{prom}=80{\pi }^3\cdot (\frac{l}{\lambda }{)}^2\simeq \frac{1}{3}\mathrm{\Omega }$
Kierunkowość	$D_0=1.5$	$D_0=1.64$
Impedancja anteny dla częstotliwości rezonansowej (kiedy l=λ/2)	${\displaystyle }$	$Z_{we}=73+j42.5\mathrm{\Omega }$
Pasmo pracy		$B=\left(\frac{WFS-1}{\sqrt{WFS}}\right)\cdot \left(\frac{f_r}{Q}\right)$

Zasilanie dipola półfalowego

Anteny dipolowe wymagają zasilania symetrycznego. Nie sprawia to problemów na niskich częstotliwościach, gdzie antenę taką zasila się kablem symetrycznym, ale na wysokich częstotliwościach ma on zbyt silne tłumienie i wykorzystuje się kable koncentryczne; rzecz w tym, że są one niesymetryczne.

Rys. 1: Zasilanie dipola półfalowego przewodem koncentrycznym

Przy zasilaniu jak na Rys. 1, prąd I3 płynie po zewnętrznej powierzchni ekranu i promieniuje. Likwidujemy prąd I3 albo stosujemy symetryzator. Do eliminacji prądu I3 stosuje się tak zwany bazooka balun, czyli dodatkowy ekran metalowy o długości równej λ/4 założony na końcówkę przewodu koncentrycznego. Jest on zwarty na dole z zewnętrzną powierzchnią ekranu, co powoduje transformację tego zwarcia, do rozwarcia w miejscu połączenia anteny i prąd I3 nam się nie pojawia. Innym rozwiązaniem jest symetryzator zbudowany z przewodu koncentrycznego.

Symetryzator ten stosuje prostą transformację fazy o pół długości fali (czyli dokładnie na przeciwną). I już mamy zasilanie symetryczne. Jednakże wadą tego rozwiązania jest jego wysoka selektywność (wąskie pasmo), co widać z konstrukcji układu. Zwiększa on także czterokrotnie impedancję widzianą od strony zacisków anteny, jeśli np. impedancja przewodu wynosi 50Ω, to na zaciskach anteny mamy 200Ω. Wiąże się to z tym, że dwukrotnie zwiększamy napięcie, a prąd rozpływa się i jest dwukrotnie mniejszy.