SEMINARSKI RADMonopol anteneStudent: Katarina Pandi Split, lipanj 2009.Kratka monopol antenaKada je prisutna uzemljena ravnina kao na slici, antena se moe analizirati pomou teorije preslikavanja. Kombinacijaantena/preslikanaantena(?) imaisti dijagramzraenjakaoi kratki dipol. Dvije velike razlike izmeu ova dva su:- Moment struje monopola je upola manji u usporedbi sa dipolom.- Monopol ne zrai u donjem poluprostoru, ali zrai dva puta veu snagu u gornjem poluprostoru.Snaga zraenja je prepolovljena i otpor zraenja je upola manji u usporedbi sa dipolom, kada promatramo po duljini l. Za monopole, duljina antene iznad zemlje h=l/2 je mnogo vanija od same duljine l kada promatramo otpor zraenju:240rhR _ ,Ukupna snaga je izraena u gornjojhemisferi, to znaidvostruko veu gustou snage u svimsmjerovimauusporedbi sakratkimili idealnimdipolomsaistomulaznomsnagom. Usmjerenost ovakve antene e biti dva puta vea u usporedbi sa prethodna dva dipola. groundlhI02D (kratki monopol)= 2 *(1.5) = 3Poluvalni dipolPolje poluvalnog dipola, sa pretpostavljenom sinusnom raspodjelom struje kao na slici, se moe prikazati tako da zamislimo antenu kao skup malih idealnih dipola. Jedina razlika je ta to sefaza strujenemoe pretpostavitikonstantnom(raspodjela strujemora bitipoznata prijeodreivanjaostalihparametraantene)i udaljenost dotokepromatranjaPsemoe razlikovati na razliitim lokacijama na anteni.Dijagram zraenjaKoristei pretpostavku sinusne raspodjele struje, amplituda elektrinog polja oko dipola se moe prikazati kao:cos( cos)602sinIEr UsmjerenostUsmjerenost ovakve antene nije puno vea u usporedbi sa kratkim dipolom.D(poluvalnog dipola)=1.64 ,/2I03ekvivalentno 2.16dB.Odmahjejasnodanemanekevelikerazlikeizmeudobitkapoluvalnogdipolai kratkog dipola. Tako gledajui, nema nekog smisla da se koriste poluvalni dipoli budui da je kratki dipol manji, jeftiniji i praktiniji. Nopopularnost poluvalnogdipolajest unjegovoj velikoj i rezonantnoj ulaznoj impedanciji, to je glavni problem kod kratkog dipola.Slino, usmjerenost etvrtvalnog monopola se moe prikazati :D(etvrtvalni monopol) = 2.16 + 3 = 5.16 dBiVeoma esto se dobitak i usmjerenost navode pomou poluvalnog dipola, budui da je on fiziki ostvariv, za razliku od izotropne antene. Dobitak se moe direktno mjeriti usporeujui snagu signala primljenu od poluvalnog dipola sa snagom od test antene.Ulazna impedancijaUlazna impedancija za tanke poluvalne dipole je73 43ulZ j + Prematomeovaantenajenetoduanegoli jepotrebnozarezonanciju. Akoskratimo antenuza2%moemoostvariti rezonancije. Kaoi ranije, etvrtvalni monopol imaupola manju ulaznu impedancijuu usporedbi sapoluvalnim dipolom. 36.5 21ulZ j + Relativno velike vrijednostiotpora zraenja ovih antena ine prijenos energije lakim,te ine da antene nemaju gubitaka kada su koriteni dobri vodii!4Usporedba dipol-unipolBudui da se elektriki kratak dipol preteno upotrebljava pri niim frekvencijama (do 30 MHz), za koje se mora upotrebljavati vertikalna polarizacija zbog relativne dobro vodljivosti tla, on se u pravilu zamjenjuje unipolom. Unipol ima asimetrino napajanje i predstavlja zapravo polovicu dipola iznad vodljive plohe. Uz jednaku struju na stezaljkama dipola i unipola, polje je u gornjem poluprostoru jednako u oba sluaja. To znaida unipolzraipola snage ekvivalentnog dipola (L=2H), pa je otpor zraenja :2240zHR _ ,Reaktivnakomponentaimpedancijeunipolaimakapacitativni karakter i moeseizraziti jednadbom: 0 aX Z ctg H ,uz060 ln 1HZa _ ,Valni otpor ujednadbi (gore) razlikujeseodonogakoji bi sedobioteoretski, ali seta poluempirijskaformulamnogoboljeslaesizmjerenimvrijednostima. Faktor iskoritenja unipola malen je, jer se u njegovoj blizini javljaju gubitci zbog nedovoljne vodljivosti tla. Osim toga, radi ponitavanja kapacitativne reaktancije treba unipolu dodati u seriju zavojnicu, koja svojim gubitcima smanjuje ukupni faktor iskoritenja., tako da ukupni otpor gubitaka moe biti ak iveiod otpora zraenja. Gubitciu tlu mogu se smanjititako da se oko antene u tlu 5ukopaju dobro vodljive metalne trake u obliku radijalne mree. Meutim, ne mogu se izbjei gubici u zavojnici ili etveropolima za prilagoenje.Osim loeg faktora iskoritenja, u vrlo kratkom odailjakom unipolu pojavljuje se ogranienje maksimalno zraene snage, diktirane probojnim naponom. Naime, zbog malog otpora zraenja (Rz