Antena Yagi - długość elementów
Obecnie modeluję antenę yagi za pomocą Matlaba i po optymalizacji anteny dało mi to długość reżysera krótszą niż sama wzbudnica (nawet jeśli optymalizacja dała mi dobry zysk).
Z tego, co przeczytałem i nauczyłem się z podręczników, dyrektorzy anteny yagi powinni być zawsze krótsi niż dipol, aby pomóc skierować fale elektromagnetyczne do przodu w określonym kierunku, a tym samym zwiększyć kierunkowość.
W rzeczywistości, gdy próbowałem nawet zredukować długość reżysera do wymiaru krótszego niż dipol, dało mi to niższe dBi (9,17dBi zamiast 13dBi).
Dlaczego DirectorLength> DipoleLength zapewnia lepsze wzmocnienie (dBi)? Czy nie powinno być zamiast tego odwrotnie?
Właściwości anteny symulowanej w programie Matlab:
Odpowiedzi
Podejrzewam, że Twoje wyniki są artefaktem Twojej metodologii optymalizacji.
Symulowałem projekt opisany w linku z NEC2 przy użyciu front-endu EZNEC . Dla porównania, EZNEC oblicza wzmocnienie jako 13,03 dBi w wolnej przestrzeni z elementami o średnicy 2 mm (łącze nie określa średnicy elementu). Uważam, że jest to wystarczająco blisko wzmocnienia twojego modelu 13,6 dBi, aby odpowiedzieć na twoje pytanie.
EZNEC oblicza impedancję punktu jazdy elementu napędzanego modelu jako 40-j99$\Omega$, co nie pasuje do lat 50.$\Omega$linie przesyłowe w powszechnym użyciu. Zwiększenie długości elementu napędzanego o około 14% - czyli wydłużenie go niż reżyserów - poprawia dopasowanie poprzez zmianę impedancji wejściowej na 59 + j6$\Omega$ przy zachowaniu wzmocnienia do przodu 13,03 dBi.
Co ciekawe, napędzany element jest teraz dłuższy niż odbłyśnik , co również nie jest normalne. Wzór promieniowania twojego projektu pokazuje wiele płatów bocznych:
Podejrzewam, że „oczyszczenie” wzoru zaowocuje projektem z elementami, których długości są zgodne ze zwyczajowymi relacjami obserwowanymi w setkach anten opisanych w literaturze.
Istnieje wiele właściwości anteny, które można zoptymalizować:
- Maksymalne wzmocnienie
- Szerokość wiązki
- Stosunek przód / tył
- Impedancja punktu zasilania
- Przepustowość SWR
- Odporność na zmiany produkcyjne
Typowe projekty dążą do „całkiem dobrego” we wszystkich tych parametrach. Optymalizacja wyłącznie pod kątem jednego parametru zwykle przynosi szkodę innym i skutkuje nietypowymi projektami.
Długość elementu sterowanego dobierana jest tak, aby zapewnić odpowiednią impedancję dla dopasowanej sieci. Nie ma reguły, aby był dłuższy lub krótszy niż cokolwiek innego.
Rezystory są zawsze krótsze niż reflektor (y), ponieważ ich impedancja własna , w połączeniu z ich odstępami, jest ważna przy ustalaniu prawidłowych prądów na każdym elemencie.
(oczywiście mam na myśli proste, cienkie wolne dipole, jeśli są obciążone lub zgięte itp., wtedy ich fizyczna długość nie odzwierciedla już ich długości elektrycznej)
Impedancja elementu napędzanego rezonansem jest zwykle niższa niż 50 omów, więc istnieją różne sztuczki, aby ją dopasować. Jednym z nich byłby kondensator równoległy, do tego należałoby wydłużyć napędzany element, aby był indukcyjny. Innym byłby induktor równoległy, chociaż nigdy nie widziałem tego w praktyce, który wymagałby krótszego elementu napędzanego. Ale to jest całkowicie twój wybór, w zależności od tego, jaką impedancję chcesz zobaczyć. Dowolna długość w granicach rozsądku będzie w porządku.