Poollainedipool

Poollainedipool ehk poollainevibraator on dipoolkiirgur, mille elektriline pikkus võrdub poole lainepikkusega (λ/2) ja mille kaks poolust (kreeka k di- kaks + polus poolus) moodustuvad kiirguri keskel olevas katkestuskohas. Nende pooluste vahele ühendatakse raadiosaatja või -vastuvõtja toitekaabel.

Poollainedipool on paljude antennitüüpide põhielement, sest teda saab kasutada kõrgsagedusliku vahelduvvoolu energia muundamiseks elektromagnetlaine energiaks ja ka vastupidi.

Dipooli kujutamine avatud võnkeringina

Sirgdipool ja silmusdipool
(Verkürzungsfaktor lühendustegur)

Poollainedipool kui võnkering

Dipoolantenni võib resonantsi olukorras kujutleda võnkeringi kondensaatorina, mille plaadid on teineteisest eemale pööratud. Plaatidevaheline mahtuvus seejuures muidugi väheneb, kuid elektrivälja jõujooned (joonisel sinised) jäävad püsima ja sulguvad läbi vaba ruumi. Elektriväljaga kaasneb dipooli kui võnkesüsteemi induktiivsusest tulenev ristuvasuunaline magnetväli (punased jõujooned). Resonantsiolukord vaadeldavas võnkesüsteemis vastab rööpvõnkeringile.

Lihtsaim sobituslüli autotrafolülituses, mähis on harilikult ferriitrõngassüdamikul
Balanced sümmeetrine, Unbalanced ebasümmeetriline

Sirgdipool ja silmusdipool

Poollainedipooli nimetatakse ka sirgdipooliks, et teda eristada silmusdipoolist, mis on samuti poollainepikkune. Meeterlaine (VHF) ja detsimeeterlaine (UHF) Yagi antennides kasutatakse aktiivvibraatorina just silmusdipooli.

• Sirgdipool koosneb kahest veerandlainepikkusest lõigust; dipooli poolituskoha otste vahelise impedantsi (lainetakistuse) teoreetiline väärtus on 73,2 Ω.
• Silmusdipool koosneb kahest poollainepikkusest dipoolist, mis on otstes elektriliselt kokku ühendatud; toitekaabel ühendatakse ühe dipooli poolituskohta. Praktikas valmistatakse niisugune poollainevibraator (nimetatakse ka murtud dipooliks) ühest metallvardast või -torust painutatud silmusena. Silmusdipooli toitepunktis on vool kaks korda väiksem ja pinge kas korda suurem kui sirgdipooli korral, seetõttu on impedants neli korda suurem. Tegelikel silmusdipooliga antennidel jääb impedants vahemikku 240…300 Ω. Toitekaablina kasutatakse tavaliselt koaksiaalkaablit lainetakistusega 70…75 Ω. Silmusdipool kui sümmeetriline antenn ühendatakse ebasümmeetrilise kaabliga sobituslüli kaudu, mis ühtlasi transformeerib lainetakistusi suhtes 4:1.

Poollainedipooli pikkus

Et elektromagnetlaine levib metallis aeglasemalt kui vaakumis, peab dipooli pikkus olema poollaine pikkusest veidi väiksem, et saavutada lainepikkusega täpset resonantsi. Samuti sõltub dipooli pikkus kasutatava materjali mõõtmetest. Poollainedipooli tegelik pikkus

$l_{\text{teg}}=0,96\cdot {\frac {h/d}{h/d+1}}\cdot {\frac {\lambda }{2}},$

kus h/d on dipoolina kasutatud elektrijuhi saledustegur, s.o pikkuse l ja läbimõõdu d suhe.

Näiteks sagedusele f = 100 MHz (raadioringhäälingu sagedusalas) vastab poollaine pikkus λ/2 = 300/(2f) = 300/(2•100) = 1,5 m = 1500 mm (vt Elektromagnetspekter). Kui dipool valmistada materjalist läbimõõduga d = 15 mm, siis saledustegur on 1500/15 = 100 ja dipooli tegelikult vajalik pikkus

$l_{\text{teg}}=0,96\cdot {\frac {100}{100+1}}\cdot 1500=1426\ {\text{mm}}.$

Seega lühendustegur on nende lähteandmete korral 1426/1500 = 0,95.

Dipoolantenni suunadiagramm

Dipoolantenni suunadiagramm ja võimendus

Dipoolantenni suunadiagramm on 8-kujuline, kusjuures antenni võimendus on maksimaalne dipooli teljega ristuvas sihis (ükskõik kummas suunas) ja nullilähedane teljega ristuvas sihis.

Poollainedipooli võimendust määratakse isotrookiirguri suhtes ja väljendatakse tavaliselt detsibellides, tähis dBi. Võimendus on sirgdipoolil ca 2,2 dBi ja silmusdipoolil ca 3,7 dBi.

Välislingid

• Half-wave Antenna