Vi hade precis snö och is över natten och min tråddipol var täckt med is. Varför påverkar istäckningen antennens SWR negativt?
Vi hade precis snö och is över natten och min tråddipol var täckt med is. Varför påverkar istäckningen antennens SWR negativt?
En tung is- eller snöbeläggning kommer sannolikt att korta antennens matningspunkt. Jämför:
simulera denna krets - Schemat som skapats med CircuitLab
Även om ledningarna och matningspunkten är skyddade av isolering och isen inte berör direkt, kommer en tjock isbeläggning att göra ett rör runt ledningarna och den resulterande kapacitiva kopplingen är en låg impedans vid RF. (ANT3)
Snö eller is är inte en bra ledare, men det är en mycket bättre ledare än luft- eller PTFE-isolatorn som låg mellan antennhalvorna. Det är uppenbart att antennimpedansen och därmed SWR kommer att påverkas.
Förändringen i temperatur, dielektrisk konstant och andra saker som nämns i andra svar påverkar antennimpedansen, men inte i väsentlig grad. Jag skulle satsa att 80% av de gånger du sätter dig på morgonen efter en storm för att hitta SWR är helt trassligt, det beror på att det finns vatten i matningspunkten. De andra 20% av tiden beror det på att antennen sjunker ner i ett träd eller i marken eller går sönder från den extra vikten.
Is och vatten har mycket stor dielektrisk permittivitet. Om antennen är i dielektrikum ändras resonansfrekvensen med kvadratroten av den. Så för is kan den dielektriska permittiviteten förändras på grund av dess densitet. Vatten har dielektisk permittivitet på 80. Så antennens resonansfrekvens ändras med förhållandet 1 / kvadratrot (80). Det garanterar inte att antennen fungerar bra vid den nya frekvensen, för 80 är mycket hög permittivitet vilket kan skapa hög reflektion, men det fungerar bättre vid denna frekvens. Det är därför antennen inte fungerar när den har is på sig. Det handlar inte om ändring av antennlängd eller något annat på grund av temperaturen. Om du vill lösa detta problem måste du ha värmebeständiga ledningar för att inte ha is på det.
Den ökande SWR innebär att en del av den överförda effekten reflekteras tillbaka till din sändare. Det finns flera möjliga förklaringar till effekten:
Isen är inte helt torr och den kortsluter delvis (genom lite motstånd) de två armarna på din dipol. På detta sätt är impedansen som ses vid matningsporten på antennen lägre än den är avsedd att göra matchningen sämre.
Matningsporten och dipolarmarna är ordentligt isolerade från den smältande isen men det finns fortfarande en del konduktans i isskiktet: detta förhindrar att det utstrålade fältet överförs till det fria utrymmet vilket ökar effekten som reflekteras mot sändaren. Detta motsvarar mer eller mindre en situation där du har en (dåligt) ledande låda runt din antenn.
Den tredje möjliga förklaringen är relaterad till de reaktiva nära fälten som omger antennen (se bilden nedan). Impedansen hos en dipol bestäms av strålningsmotståndet, kapacitansen mellan dipolarmarna och induktansen hos dipoltråden. (Se mitt svar på en relaterad fråga). Om du täcker din dipol med is ($ \ epsilon \ ca 3 $) ökar kapacitansen mellan dipolarmarna och drar resonansfrekvensen lägre.
Det är inte lätt att säg vad som är rätt förklaring till detta specifika fall. Om du kan plotta SWR som funktion av frekvens med och utan isen och se en tydlig förändring av resonansfrekvensen, skulle nummer tre vara min misstank. Om isen nästan smälter och SWR är dålig vid alla frekvenser skulle jag förklara 1.
http: //en.wikipedia .org / wiki / File: Felder_um_Dipol.svg
Förutsatt att vi inte är oroliga för vattenintrång i mittisolatorn eller någon av matarledningsanslutningarna, varav någon kan höja SWR, beror troligen den ökade SWR på att vattenis fungerar som en isolator på trådantennen.
Detta gör naturligtvis avskräcken från antennen. Den dielektriska konstanten för normal trådisolering (polyeten) är cirka 2,1 medan vatten har en dielektrisk konstant på cirka 5. Detta betyder att antennen plötsligt är för lång för den avsedda frekvensen eftersom ledarens hastighetsfaktor nu är högre än den var när antennen klipptes.