CB klub Česká Lípa CL - Charlie Lima CB klub Česká lípa, z.s.
Aktuality

Vyzýváme členy CB klubu Česká Lípa, kteří se na klubovém webu ještě nepřihlásili, aby tak učinili v zájmu řádné informovanosti o dění v klubu. Viz článek o registraci.

ANTÉNY, ANTÉNY... 10

Kategorie: Láďa Fórum - technické okénko, Archiv, Všechny články

27.6.2002 13:26:01 - Láďa Fórum - Antény a trocha teorie k nim - Činitel rychlosti šíření - geometrická délka

ČÁST: 10

ČINITEL RYCHLOSTI ŠÍŘENÍ A GEOMETRICKÁ DÉLKA NAPÁJECÍHO VEDENÍ

V předcházejících dílech seriálu jsme předpokládali – pokud nebylo uvedeno jinak, že proud se šíří napájecím vedení rychlostí světla (299 792 458 m/sec přesně, pro úvahy i výpočty se většinou užívá přibližná hodnota 300 000 km/sec). Skutečná rychlost šíření v napájecím vedení je poněkud nižší, protože elektromagnetické pole se šíří v prostředí s dielektrickou konstantou větší než 1 pomaleji oproti vzduchoprázdnu a můžeme ji popsat rovnicí:

 

vzorec10_1.gif: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

kde L je indukčnost napájecího vedení [ H/m]
      C je kapacita napájecího vedení [ F/m]

Je možné sice za určitých podmínek předpokládat, že rychlost šíření ve vzduchu je stejná jako ve vzduchoprázdnu, ale pro skutečný napáječ se vždy používá jako izolantu mezi vodiči materiál s dielektrickou konstantou vetší než 1. výsledkem bude, že skutečná rychlost šíření podél napáječe je nižší, proud proběhne kratší vzdálenost za jednotku času odpovídající jednomu kmitu ve volném prostředí. Důsledkem toho je délka jednoho kmitu podél napáječe při stejném kmitočtu vždy menší než ve volném prostoru.

V literatuře bývá obvykle uvedena délka napájecího vedení, jako násobky vlnové délky – v takovém případě se vždy jedná o délku elektrickou. Tu lze jednoduše pro potřeby praxe vypočítat ze vzorce:

 

vzorec10_2.gif: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

kde l je geometrická délka napáječe  
      f  kmitočet  
      V činitel rychlosti šíření

Činitel rychlosti šíření je ve velmi úzkém vztahu k poměrné dielektrické konstantě prostředí – tedy materiálu ve kterém se uvažovaná vlna pohybuje. Lze ji vypočítat ze vztahu:

 

vzorec10_3.gif: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

kde epsilon r je poměrná dielektrická konstanta izolantu – prostředí. Uvedenou konstantu pro konkrétní materiál lze dohledat obvykle v tabulkách. Pro příklad je možno uvést, že dielektrická konstanta teflonu je 2.1 – 2.8, slída 2.4 – 2.9, vzduch téměř 1. V praxi používané napáječe mají obvykle činitel rychlosti šíření v rozmezí od 0.6 do 0.9. Lze jej zjistit z katalogových údajů konkrétního typu napáječe.

 

sireni1jpg.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

 Na obrázku je možno vidět, jakou vzdálenost urazí jedna perioda vlny v prostředí s odlišnou dielektrickou konstantou prostředí. V horní části obrázku je zachycena vlna pohybující se ve vzduchoprázdnu, pod ní je ta stejná vlna, ale v jiném prostředí.

Napájecí linka realizovaná jako dvouvodičové souměrné napájecí vedení má činitel rychlosti šíření roven 1. Toho lze s výhodou využít při realizaci fázovacího vedení mezi patry anténové soustavy – odstraní se potíže s propojením antén mezi patry. To proto, že činitel rychlosti šíření je roven 1 a jeho elektrická délka koresponduje s délkou mechanickou.
 
Pro názornost lze si představit situaci, kdy máme navzájem propojit dvě antény.
 
Vzdálenost mezi anténami je obvykle 2x1/4 lambda nebo podobně, tzn., že vzdálenost elektrická mezi anténami je rovna vzdálenosti mechanické!!! Pokud použijeme k propojení antén koaxu, díky činiteli rychlosti šíření použitého napájecího vedení vychází mechanická délka vedení poněkud kratší, než je potřebné k propojení dvou takto uvažovaných antén. V reálu nám při uvažovaném propojení „kousek“ koaxu (napájecího vedení) nějak chybí! Pro méně zkušené to může být až zásadní problém vedoucí k neúspěchu při stavbě takto propojené soustavy – pokud náhodou není nablízku zkušenější kolega, který umí rozumně poradit…  

To je vhodné si zapamatovat.

Na tomto místě je vhodné dodat, že katalogový údaj platí pouze pro nový nezestárlý - nezkorodovaný napáječ.

Příště: -praktické provedení napáječů

 

Autor: Láďa Fórum

Odkaz na originál článku