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Calculateur d'antenne dipôle demi-onde

Calculez la longueur physique, la longueur d'onde, le gain, la résistance aux radiations et le VSWR de 50 Ω d'une antenne dipôle demi-onde, quelle que soit la fréquence. Supporte le facteur de vélocité pour les fils isolés.

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Formule

L_{\lambda/2} = \frac{v_f \cdot c}{2f}, \quad Z_{in} \approx 73.1\,\Omega, \quad G = 2.15\,\text{dBi}

Référence: Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", 4th ed., Chapter 4

L_{λ/2}— Half-wave dipole total length (m)
v_f— Velocity factor of the wire
c— Speed of light (299 792 458 m/s) (m/s)
f— Operating frequency (Hz)
Z_{in}— Input impedance (radiation resistance) (Ω)
G— Antenna gain (dBi)

Comment ça marche

Une antenne dipôle demi-onde est un élément rayonnant RF fondamental constitué d'un fil ou d'une tige conductrice d'une longueur d'onde précise d'une demi-longueur d'onde. L'antenne fonctionne le plus efficacement lorsque sa longueur physique correspond exactement à la moitié de la longueur d'onde de la fréquence cible. Les antennes dipôles présentent des diagrammes de rayonnement omnidirectionnels dans le plan perpendiculaire, avec un rayonnement maximal perpendiculaire à l'axe de l'antenne. La physique fondamentale repose sur l'interaction entre les ondes électromagnétiques et la longueur de résonance de l'antenne, créant des diagrammes d'ondes stationnaires qui permettent un rayonnement énergétique efficace. À la résonance, l'antenne présente une impédance presque idéale de 73,1 Ω, légèrement différente de celle des lignes de transmission standard de 50 Ω, ce qui entraîne un faible ratio d'ondes stationnaires de tension (VSWR).

Exemple Résolu

Envisagez un dipôle demi-onde pour les applications Wi-Fi 2,4 GHz. En utilisant la vitesse de la lumière (c=3×10^8 m/s) et un facteur de vitesse de 0,96, nous calculons la longueur de l'antenne comme suit : λ = 3×10^8/(2,4×10^9) = 0,125 m. La longueur de l'antenne à demi-longueur d'onde devient 0,0625 m ou 62,5 mm. À cette fréquence, l'antenne aura un gain d'environ 2,15 dBi et une résistance au rayonnement de 73,1 Ω. Lorsqu'il est connecté à une ligne de transmission de 50 Ω, le coefficient de réflexion (γ) sera d'environ 0,188, ce qui donne un VSWR de 1,46.

Conseils Pratiques

  • ✓Utilisez des conducteurs découpés avec précision de haute qualité pour une longueur de résonance précise
  • ✓Tenez compte de facteurs environnementaux comme la constante diélectrique lors de la détermination de la longueur de l'antenne
  • ✓Mettez en œuvre un plan de sol ou un contrepoids approprié pour des performances optimales

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger le facteur de vitesse lors du calcul de la longueur de l'antenne
  • ✗Ne pas tenir compte des effets finaux qui modifient légèrement la longueur de résonance réelle
  • ✗En supposant une correspondance d'impédance 1:1 parfaite sans tenir compte des caractéristiques de la ligne de transmission

Foire Aux Questions

La longueur de l'antenne est inversement proportionnelle à la fréquence. Des fréquences plus élevées entraînent des longueurs d'onde plus courtes et, par conséquent, des éléments d'antenne plus courts.
Il s'agit d'une caractéristique fondamentale des dipôles demi-onde alimentés par le centre, qui représente l'impédance théorique à laquelle se produit le rayonnement de puissance maximale.
Un dipôle demi-onde est à bande étroite et fonctionne de manière optimale à sa fréquence nominale. Des changements de fréquence importants compromettront les performances.
2,15 dBi représentent le gain de l'antenne par rapport à un radiateur isotrope, qui est l'antenne omnidirectionnelle parfaite en théorie.
La précision de la longueur de l'antenne est essentielle. Même de faibles écarts peuvent avoir un impact significatif sur la résonance, le VSWR et l'efficacité radiologique globale.

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