Comment atteindre la longueur électrique correcte de l'antenne?
1. Comprendre la longueur électrique:
* Longueur physique par rapport à la longueur électrique: La longueur physique d'une antenne est simplement combien de temps il dure en mètres ou en pouces. La longueur électrique, cependant, est affectée par la vitesse de propagation du signal RF dans l'élément d'antenne lui-même. Cette vitesse est généralement inférieure à la vitesse de la lumière dans le vide, en raison de facteurs comme la permittivité et la perméabilité du matériau d'antenne, et la présence d'objets à proximité.
* longueur d'onde: La longueur électrique est souvent exprimée en fraction ou multiple de la longueur d'onde (λ) du signal. Un dipôle de demi-onde, par exemple, a une longueur électrique d'environ λ / 2.
2. Méthodes pour atteindre la longueur électrique correcte:
* Calculs de conception: C'est l'approche la plus fondamentale. Vous devez connaître la fréquence de fonctionnement souhaitée. Ensuite, en utilisant des formules spécifiques au type d'antenne (dipôle, monopole, etc.), vous calculez la longueur physique requise pour atteindre la longueur électrique souhaitée (par exemple, λ / 2, λ / 4). Ces formules comprennent souvent un facteur de vitesse (VF) pour tenir compte de la vitesse de propagation réduite dans le matériau de l'antenne. Le VF est généralement inférieur à 1 (par exemple, 0,95 pour une antenne filaire typique).
* Facteur de vitesse (VF): C'est essentiel. Le VF est une constante sans dimension qui représente le rapport de la vitesse de propagation dans le matériau de l'antenne à la vitesse de la lumière dans le vide. Cela dépend du matériau et de la construction de l'antenne. Une connaissance précise de la FV est cruciale pour un calcul précis de la longueur. De nombreuses ressources de conception d'antennes fournissent des valeurs VF typiques pour les matériaux communs.
* Tunage de l'antenne: Même avec des calculs précis, de légers ajustements sont souvent nécessaires. Cela se fait par le réglage de l'antenne, qui implique:
* Couper: Couper ou s'ajouter physiquement à la longueur de l'élément d'antenne jusqu'à ce que la résonance souhaitée soit obtenue. Cela se fait souvent de manière itérative, en utilisant un analyseur d'antenne ou un compteur SWR pour mesurer le rapport des vagues sur pied (SWR). Un SWR faible indique une bonne correspondance et une longueur électrique correcte.
* Chargement des bobines ou condensateurs: Ces composants peuvent être ajoutés à l'antenne pour l'allonger électriquement ou le raccourcir, respectivement, sans modifier physiquement la longueur de l'antenne. Ceci est utile pour affiner ou adapter une antenne à une fréquence légèrement différente.
* Réseaux correspondants: Ces circuits sont utilisés pour correspondre à l'impédance de l'antenne à l'impédance de la ligne de transmission, améliorant l'efficacité même si la longueur de l'antenne n'est pas parfaitement résonnante. Bien qu'il n'affectait pas directement la longueur électrique de l'antenne, ils sont cruciaux pour des performances optimales.
3. Mesure et vérification:
* Analyseur d'antenne: C'est la méthode la plus précise. Un analyseur d'antenne mesure la SWR, l'impédance et la fréquence de résonance de l'antenne, permettant des ajustements précis.
* SWR METER: Un outil plus simple qui mesure le SWR. Un SWR faible (près de 1:1) indique une bonne correspondance et une longueur électrique correcte. Cependant, il ne fournit pas le même niveau de détail qu'un analyseur.
* Compteur de résistance au champ: Mesure la puissance rayonnée. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une mesure directe de la longueur électrique, il peut indiquer si l'antenne fonctionne efficacement, suggérant si la longueur est proche de l'optimal.
En résumé, la réalisation de la longueur électrique correcte implique une combinaison de calculs de conception minutieux qui incorporent le facteur de vitesse, un réglage itératif basé sur des mesures (SWR, impédance) et en utilisant des éléments de réglage appropriés ou des réseaux correspondants. Un analyseur d'antenne fournit le moyen le plus précis de vérifier et ajuster la longueur électrique de l'antenne pour des performances optimales.