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Impédance et correspondance d'alimentation Yagi

Impédance et correspondance d'alimentation Yagi

Comme pour tout autre type d'antenne, il est essentiel de s'assurer qu'une bonne correspondance entre le chargeur et l'antenne elle-même est cruciale pour garantir l'optimisation des performances de l'antenne.

L'impédance de l'élément entraîné est fortement affectée par les éléments parasites et par conséquent, des dispositions doivent être incorporées dans la conception de base pour garantir qu'une bonne correspondance est obtenue.

Impédance d'alimentation de l'élément entraîné par Yagi

Il est possible de faire varier l'impédance d'alimentation d'une antenne Yagi sur une large plage. Bien que l'impédance du dipôle lui-même soit de 73Ω en espace libre, celle-ci est considérablement modifiée par la proximité des éléments parasites.

L'espacement, leur longueur et une variété d'autres facteurs affectent tous l'impédance d'alimentation présentée par le dipôle à l'alimentation. En fait, la modification de l'espacement des éléments a un effet plus important sur l'impédance que sur le gain, et le réglage en conséquence de l'espacement requis peut être utilisé comme une technique de conception pour régler précisément l'impédance d'alimentation requise.

Néanmoins, la proximité des éléments parasites réduit généralement l'impédance en dessous du niveau de 50Ω normalement requis. On constate que pour des distances d'espacement des éléments inférieures à 0,2 longueur d'onde, l'impédance diminue rapidement.

Techniques de correspondance Yagi

Pour surmonter cela, diverses techniques peuvent être utilisées. Chacun a ses propres avantages et inconvénients, à la fois en termes de performances et d'aptitude mécanique. Aucune solution ne convient à toutes les applications.

Les solutions ci-dessous sont quelques-unes des principales solutions utilisées et applicables à de nombreux types d'antennes. Il n'y a pas non plus les seuls:

  • Espacement des éléments: Il existe un niveau de variation d'impédance qui peut être fourni en modifiant l'espacement entre les éléments. Cependant, il n'est pas possible de ramener l'impédance d'alimentation à 50Ω nécessaire pour la plupart des applications d'alimentation. .
  • Balun: Un balun est un transformateur d'adaptation d'impédance et peut être utilisé pour correspondre à une grande variété de rapports d'impédance, à condition que l'impédance soit connue lors de la conception du balun.
  • Dipôle plié: Une méthode qui peut être efficacement mise en œuvre pour augmenter l'impédance d'alimentation consiste à utiliser un dipôle pliant. Dans sa forme de base, il multiplie par quatre l'impédance, bien qu'en modifiant divers paramètres, il soit possible d'augmenter l'impédance par différents facteurs.
  • Correspondance Delta: Cette méthode d'adaptation d'impédance Yagi implique de "déployer" la connexion d'alimentation vers l'élément entraîné.
  • Correspondance gamma: La solution de correspondance gamma à l'adaptation Yagi consiste à connecter la sortie de la tresse coaxiale au centre de l'élément entraîné et le centre via un condensateur à un point éloigné du centre, en fonction de l'augmentation d'impédance requise.

Réglage de l'espacement

On constate que l'ajout d'éléments parasites à une antenne dipôle réduit l'impédance d'alimentation. Des valeurs de 20Ω et moins sont expérimentées. En conséquence, il est nécessaire de prendre des mesures pour ramener l'impédance à un niveau plus pratique.

Tandis que d'autres méthodes peuvent amener l'impédance à la région correcte pour l'alimentation, l'ajustement de l'espacement peut ajuster l'impédance pour fournir l'adéquation optimale.

Balun pour Yagi correspondant

Le balun est une méthode très simple pour fournir une adaptation d'impédance. Les baluns 4: 1 sont largement disponibles pour les applications, y compris l'adaptation de dipôles pliés au coaxial 75Ω.

Les baluns comme ceux-ci ne sont que des transformateurs RF. Ils doivent avoir une gamme de fréquences aussi large que possible, mais comme tous les composants enroulés, ils ont une bande passante limitée. Cependant, s'il est conçu pour être utilisé avec une antenne Yagi spécifique, cela ne devrait pas poser de problème.

L'un des problèmes avec un balun est le coût - ils ont tendance à être plus coûteux que certaines autres formes d'adaptation d'impédance Yagi. Ils peuvent également être limités en puissance pour une taille donnée.

Dipôle plié

Le dipôle replié est une approche standard pour augmenter l'impédance Yagi. Il est largement utilisé sur les antennes Yagi, y compris la télévision et les antennes FM de diffusion.

Le dipôle plié simple fournit une augmentation de l'impédance d'un facteur quatre. Dans des conditions d'espace libre, l'impédance dipolaire seule est augmentée de 75 Ω pour un dipôle standard à 300 Ω pour le dipôle replié.

Remarque sur le dipôle plié:

Le dipôle plié est un de dipôle qui a une impédance plus élevée que le dipôle demi-onde standard - dans la version standard, il a quatre fois l'impédance. Cependant, des rapports différents peuvent être obtenus en modifiant les attributs mécaniques.

En savoir plus sur le dipôle plié.

Un autre avantage de l'utilisation d'un dipôle replié pour l'adaptation d'impédance Yagi est que le dipôle replié a une caractéristique d'impédance en fonction de la fréquence plus plate que le dipôle simple. Cela lui permet, et donc le Yagi, de fonctionner sur une gamme de fréquences plus large.

Alors qu'un dipôle plié standard utilisant la même épaisseur de conducteur pour les conducteurs supérieur et inférieur à l'intérieur du dipôle plié donnera une multiplication par quatre de l'impédance, en faisant varier l'épaisseur des deux, il est possible de changer le facteur de multiplication d'impédance à des valeurs considérablement différentes.

Match Delta

La correspondance delta pour la correspondance Yagi est l'une des solutions les plus simples. Il s'agit de déplier les extrémités de la ligne d'alimentation équilibrée pour rejoindre l'élément entraîné d'antenne à rayonnement continu en un point pour fournir la correspondance requise.

La longueur du côté et le point de connexion doivent être ajustés pour optimiser la correspondance.

L'un des inconvénients de l'utilisation de la correspondance Delta pour fournir une adaptation d'impédance Yagi est qu'elle est incapable de fournir une suppression des éléments d'impédance réactive. En conséquence, un stub peut être utilisé.

Match gamma

La correspondance gamma est souvent utilisée pour fournir une correspondance d'impédance Yagi. Il est relativement simple à mettre en œuvre.

Comme on le voit sur le schéma, l'extérieur du câble coaxial est connecté au centre de l'élément entraîné de l'antenne Yagi où la tension est nulle. Du fait que la tension est nulle, l'élément entraîné peut également être connecté directement à une flèche métallique à cet endroit sans aucune perte de performance.

Le conducteur interne du câble coaxial est ensuite amené à un point plus loin sur l'élément entraîné - il est amené à un point de prise pour fournir la correspondance correcte. Toute inductance est réglée à l'aide du condensateur série.

Lors du réglage de la conception de l'antenne RF, le condensateur variable et le point auquel le bras entre en contact avec l'élément entraîné sont ajustés. Une fois qu'une valeur a été déterminée pour le condensateur variable, sa valeur peut être mesurée et un composant fixe inséré si nécessaire.

Voir la vidéo: Mesure Isolement (Octobre 2020).