Интересно

Yagi Feed Impedance & Matching

Yagi Feed Impedance & Matching

Както при всеки друг тип антена, осигуряването на добро съвпадение между подаващото устройство и самата антена е от решаващо значение за осигуряване на оптимизиране на работата на антената.

Импедансът на задвижвания елемент е силно повлиян от паразитните елементи и следователно трябва да се включат механизми в основния дизайн, за да се осигури добро съвпадение.

Импеданс на подаване на управляван от Yagi елемент

Възможно е да се променя импедансът на подаване на антена Yagi в широк диапазон. Въпреки че импедансът на самия дипол би бил 73Ω в свободно пространство, това се променя значително от близостта на паразитните елементи.

Разстоянието, тяхната дължина и редица други фактори влияят върху импеданса на подаване, представен от дипола към подаващото устройство. Всъщност промяната на разстоянието между елементите има по-голям ефект върху импеданса, отколкото усилването, и съответно задаването на необходимото разстояние може да се използва като един от дизайнерските техники за фина настройка на необходимия импеданс на подаване.

Независимо от това близостта на паразитните елементи обикновено намалява импеданса под нормалното ниво от 50Ω. Установено е, че за разстояния между елементите, по-малки от 0,2 дължини на вълната, импедансът бързо отпада.

Техники за съвпадение на Yagi

За да се преодолее това, могат да се използват различни техники. Всеки от тях има свои предимства и недостатъци, както по отношение на производителността, така и по отношение на механичната годност. Нито едно решение не е подходящо за всички приложения.

Решенията по-долу са някои от основните решения, използвани и приложими за много видове антени. Там също не са единствените:

  • Разстояние между елементите: Има ниво на вариация на импеданса, което може да се осигури чрез промяна на разстоянието между елементите. Въпреки това не е възможно да се върне импеданса на подаване до 50Ω, необходим за повечето приложения за подаване. .
  • Балун: Балунът е трансформатор за съвпадение на импеданса и може да се използва за съвпадение на голямо разнообразие от съотношения на импеданс, при условие че импедансът е известен при проектирането на балуна.
  • Сгънат дипол: Един метод, който може ефективно да се приложи за увеличаване на импеданса на подаване, е да се използва дипол на папка. В основната си форма той повишава импеданса четири пъти, въпреки че чрез промяна на различни параметри е възможно да се повиши импеданса от различни фактори.
  • Делта мач: Този метод за съвпадение на импеданса на Yagi включва "раздухване" на захранващата връзка към задвижвания елемент.
  • Гама мач: Решението за гама съвпадение на Yagi съвпадението включва свързване на външната страна на коаксиалната оплетка към центъра на задвижвания елемент и центъра чрез кондензатор до точка далеч от центъра, в зависимост от необходимото увеличение на импеданса.

Настройка на разстоянието

Установено е, че добавянето на паразитни елементи към диполна антена намалява импеданса на подаване. Изпитват се стойности от 20Ω и по-ниски. В резултат на това е необходимо да се предприемат стъпки за връщане на импеданса обратно на по-удобно ниво.

Докато други методи могат да доведат импеданса до правилния регион за хранене, регулирането на разстоянието между него може да отреже импеданса, за да осигури оптималното съвпадение.

Balun за съвпадение на Yagi

Балунът е много ясен метод за осигуряване на съвпадение на импеданса. Балуните 4: 1 са широко достъпни за приложения, включително съвпадение на сгънати диполи до коаксиален 75Ω.

Балуни като тези са просто RF трансформатори. Те трябва да имат възможно най-широк честотен диапазон, но като всички компоненти на рани те имат ограничена честотна лента. Ако обаче е проектиран за използване със специфична антена Yagi, това не би трябвало да представлява проблем.

Един от проблемите с балун е цената - те са склонни да бъдат по-скъпи от някои други форми на съвпадение на импеданса Yagi. Те също могат да бъдат с ограничена мощност за даден размер.

Сгънат дипол

Сгънатият дипол е стандартен подход за увеличаване на импеданса на Yagi. Той се използва широко за антени Yagi, включително телевизионни и излъчвани FM антени.

Простият сгънат дипол осигурява увеличение на импеданса с коефициент четири. При условия на свободно пространство диполният импеданс сам по себе си се повишава от 75Ω за стандартен дипол до 300Ω за сгънатия дипол.

Забележка относно сгънатия дипол:

Сгънатият дипол е от дипол, който има по-висок импеданс от стандартния дипол с половин вълна - в стандартната версия той има четири пъти по-голям импеданс. Въпреки това могат да се получат различни съотношения чрез промяна на механичните характеристики.

Прочетете повече за сгънатия дипол.

Друго предимство на използването на сгънат дипол за съпоставяне на импеданс на Yagi е, че сгънатият дипол има по-плосък импеданс спрямо честотна характеристика от обикновения дипол. Това му позволява и следователно Yagi да работи в по-широк честотен диапазон.

Докато стандартният сгънат дипол, използващ еднакъв проводник с дебелина за горния и долния проводник в сгънатия дипол, ще даде четирикратно увеличение на импеданса, чрез промяна на дебелината и на двата, е възможно да се промени коефициентът на умножение на импеданса до значително различни стойности.

Делта мач

Делта съвпадението на Yagi съвпадение е едно от най-ясните решения. Той включва раздухване на краищата на балансираното подаващо устройство, за да се присъедини към непрекъснато излъчващия антена задвижван елемент в точка, за да осигури необходимото съвпадение.

Дължината на страната и точката на свързване трябва да бъдат коригирани, за да се оптимизира съвпадението.

Един от недостатъците за използване на съвпадението Delta за осигуряване на съпоставяне на импеданс Yagi е, че той не може да осигури премахване на реактивни импедансни елементи. В резултат на това може да се използва мъниче.

Гама мач

Гама съвпадението често се използва за осигуряване на съответствие на импеданс Yagi. Той е сравнително лесен за изпълнение.

Както се вижда на диаграмата, външната страна на коаксиалното подаващо устройство е свързана към центъра на задвижвания елемент на антената Yagi, където напрежението е нула. В резултат на факта, че напрежението е нула, задвижваният елемент може също да бъде свързан директно към метална стрела в този момент, без загуба на производителност.

След това вътрешният проводник на коаксиалния проводник се отвежда до точка, която е по-далеч от задвижвания елемент - той се отвежда до точката на отваряне, за да осигури правилното съвпадение. Всяка индуктивност се настройва с помощта на серийния кондензатор.

Когато се регулира конструкцията на RF антената, се регулират както променливият кондензатор, така и точката, в която рамото се свързва с управлявания елемент. След като се установи стойност за променливия кондензатор, стойността му може да се измери и да се вмъкне фиксиран компонент, ако е необходимо.


Гледай видеото: Three-Element Yagi Antenna Dimensions (Януари 2022).