Matningspunktsimpedans

Hos en resonant, mittmatad halvvågsdipol i fritt rum ligger matningsimpedansen idealiserat vid ca $\qty{73,1}{\ohm}$ och alltså ungefär vid $\qty{75}{\ohm}$. Det värdet ligger visserligen redan i storleksordningen av de önskade $\qty{50}{\ohm}$, men stämmer inte exakt. Används en sådan dipol direkt med en $\qty{50}{\ohm}$-matarledning uppstår därför en lätt felanpassning. För optimal effektöverföring och ett så lågt SWR som möjligt kan det därför vara klokt att anpassa även en dipol. Det gäller i princip också vid uppsättningshöjder på ungefär en våglängd eller mer, men den verkliga matningsimpedansen kan avvika något beroende på trådtjocklek, omgivning och uppsättningshöjd, som vi strax ska se.

Kort beskrivning: Linjediagram med en orangefärgad, vågformad kurva över hela längden i våglängder upp till 2,0λ, en markerad punkt vid 0,15λ och en grå referenslinje med texten ”73Ω”.
Utförlig beskrivning: Rektangulärt diagram med svart ram och fint grått raster. X‑axeln börjar vid ett omärkt värde 0 och visar markeringar ”0.4λ”, ”0.8λ”, ”1.2λ”, ”1.6λ”, ”2.0λ”. Y‑axeln är märkt i tiosteg från ”20” till ”90” och går upp till ett omärkt värde 100 (ingen enhet angiven). En tjock orange linje börjar till vänster vid 20 respektive 0,1λ, stiger brant till ett maximum strax under 95 vid ungefär 0,3λ, faller till ungefär 60 vid ungefär 0,6λ, stiger åter till ungefär 83 vid ungefär 0,85λ, faller till cirka 65 vid ungefär 1,1λ, stiger till ungefär 79 vid ungefär 1,5λ, faller till ungefär 68 vid ungefär 1,7λ och slutar till höger vid x=2,0λ vid ungefär 77. Vid x≈0,15λ ligger på kurvan en svart punkt vid y≈50 med märkningen ”0.15λ” bredvid. I höjd med y≈73 löper en horisontell grå linje som i mitten bär texten ”73Ω”.
Figur HAREC-19.14.1: Matningspunktsimpedans för en dipol som funktion av uppsättningshöjden (simulerad med NECPP)

Vid växelverkan med marken på grund av lägre uppsättningshöjd rör sig matningsimpedansen hos en mittmatad dipol i området $\qty{40}{\ohm}$ till $\qty{90}{\ohm}$, som figur HAREC-19.14.1 visar.

Utför man en dipol som vikt dipol fördubblas spänningen på grund av de seriekopplade men delvis parallellt dragna antenndelarna, och den nödvändiga strömmen halveras. Det motsvarar en fyrdubbling av matningsimpedansen. Därför har en vikt dipol en matningspunktsimpedans på $\qtyrange{240}{300}{\ohm}$.

Hos en groundplane-antenn faller däremot den ena dipolhalvan bort och ersätts av en jord med så låg resistans som möjligt. Här får man alltså en matningsresistans på $\frac{\qty{73,1}{\ohm}}{2} \approx \qty{37}{\ohm}$, vilket är hälften av matningsresistansen hos en dipol i fritt rum. Hos groundplane-antenner med radialer som är vinklade $\qty{45}{\degree}$ nedåt blir matningsresistansen genom radialernas extra strålning exakt $\qty{50}{\ohm}$, så att ingen ytterligare anpassning till vanliga koaxialkablar behövs. Därför ligger matningspunktsimpedansen hos en groundplane mellan $\qtyrange{30}{50}{\ohm}$.

Vid dålig jordning eller växelverkan med marken kan en groundplane-antenn även med horisontellt utlagda radialer (t. ex. på markytan) få en matningsresistans över $\qty{37}{\ohm}$. Den extra resistansen orsakas då av markförluster.


Fortsätt till nästa avsnitt: Matningspunktsimpedans och reaktans