Antenne Yagi - Longueur des éléments
Je modélise actuellement une antenne yagi en utilisant Matlab et après avoir optimisé l'antenne, cela m'a donné une longueur de directeur plus courte que l'excitateur lui-même (même si l'optimisation m'a donné un bon gain).
D'après ce que j'ai lu et appris des manuels, les directeurs d'une antenne yagi devraient toujours être plus courts que le dipôle afin d'aider à diriger les ondes électromagnétiques vers l'avant dans une direction spécifique et, par conséquent, augmenter la directivité.
En fait, quand j'ai même essayé de réduire la longueur du directeur à une dimension plus courte que le dipôle, cela m'a donné un dBi plus faible (9,17 dBi au lieu de 13 dBi).
Pourquoi DirectorLength> DipoleLength donne-t-il un meilleur gain (dBi)? Ne devrait-il pas être plutôt le contraire?
Propriétés de l'antenne simulée avec Matlab:
Réponses
Je soupçonne que vos résultats sont un artefact de votre méthodologie d'optimisation.
J'ai simulé la conception décrite dans le lien avec NEC2 en utilisant l' interface EZNEC . Pour référence, EZNEC calcule le gain comme 13,03 dBi dans l'espace libre avec des éléments de 2 mm de diamètre (le lien ne spécifie pas le diamètre de l'élément). Je pense que c'est assez proche du gain de votre modèle de 13,6 dBi pour répondre à votre question.
EZNEC calcule l'impédance du point d'attaque de l'élément entraîné de votre modèle comme 40-j99$\Omega$, qui ne correspond pas bien au 50-$\Omega$lignes de transmission d'usage courant. L'augmentation de la longueur de l'élément entraîné d'environ 14% - le rendant ainsi plus long que les directeurs - améliore la correspondance en modifiant l'impédance d'entrée à 59 + j6$\Omega$ tout en maintenant le gain avant de 13,03 dBi.
Fait intéressant, l'élément entraîné est maintenant plus long que le réflecteur , ce qui n'est pas non plus habituel. Le diagramme de rayonnement de votre conception montre de nombreux lobes latéraux:
Je soupçonne que "nettoyer" le motif aboutira à une conception avec des éléments dont les longueurs obéissent aux relations habituelles vues dans les centaines d'antennes décrites dans la littérature.
Il existe de nombreuses propriétés d'une antenne qui pourraient être optimisées:
- Gain maximum
- Largeur du faisceau
- Rapport avant / arrière
- Impédance du point d'alimentation
- Bande passante SWR
- Robustesse aux variations de fabrication
Les conceptions typiques visent «plutôt bien» dans tous ces paramètres. L'optimisation exclusive d'un paramètre se fait généralement au détriment des autres et aboutit à des conceptions inhabituelles.
La longueur de l'élément entraîné est choisie pour donner la bonne impédance pour votre réseau correspondant. Il n'y a aucune règle selon laquelle il est plus long ou plus court que tout.
Les directeurs sont toujours plus courts que le (s) réflecteur (s) car leur auto- impédance, combinée à leur espacement, est importante pour établir les courants corrects sur chaque élément.
(bien sûr, je veux dire de simples dipôles libres minces, s'ils sont chargés ou pliés, etc., leur longueur physique ne reflète plus leur longueur électrique)
L'impédance d'un élément entraîné par résonance est généralement inférieure à 50 Ohms, il existe donc diverses astuces pour la faire correspondre. L'un d'eux serait un condensateur parallèle, pour cela vous auriez besoin d'allonger l'élément entraîné pour le rendre inductif. Un autre serait un inducteur parallèle, bien que je n'ai jamais vu cela dans la pratique, qui nécessiterait un élément entraîné plus court. Mais c'est entièrement votre choix, en fonction de l'impédance que vous souhaitez voir. N'importe quelle longueur dans la raison va être ok.