Калькулятор для диполя и штыря

Онлайн расчет параметров диполя и штыря. Калькулятор параметров антенн представляет собой удобный инструмент для инженеров и радиолюбителей, позволяющий рассчитать длину полуволнового диполя, четвертьволнового штыря, антенны 5/8 длины волны и полноволновой рамки для любой частоты.

Длина полуволнового диполя вычисляется по формуле \[ L = \frac{K}{f} \] , где f - частота в МГц, а K - коэффициент укорочения, зависящий от диапазона частот. Для четвертьволнового штыря \[ L_{1/4} = \frac{7137}{f} \] , для антенны 5/8 длины волны \[ L_{5/8} = \frac{17831}{f} \] .

Полуволновой диполь - одна из наиболее распространённых антенн в радиолюбительской практике. Она представляет собой провод, разрезанный посередине и запитанный через фидерную линию. Длина каждого плеча диполя равна четверти длины волны, а полная длина антенны составляет половину длины волны.

Формулы расчёта длины антенн:

Длина волны в сантиметрах определяется через скорость света (см/мкс) и частоту f в МГц: \[ \lambda = \frac{29979.2}{f} \text{ см} \] . Теоретическая длина полуволнового диполя в свободном пространстве равна половине длины волны, но реальная антенна из провода конечной толщины оказывается короче из-за эффекта укорочения. Коэффициент укорочения K зависит от отношения длины волны к диаметру провода и составляет 0.935 - 0.951 для разных диапазонов частот. Практическая формула для диполя на частотах до 30 МГц (длина в см): \[ L = \frac{14274}{f} \] , для диапазона 50 - 144 МГц: \[ L = \frac{14030}{f} \] , для частот свыше 144 МГц: \[ L = \frac{14233}{f} \] .

Четвертьволновой штырь (ground plane) - вертикальная антенна длиной в четверть длины волны, установленная над проводящей поверхностью или системой противовесов. Входное сопротивление около 36 Ом при горизонтальных противовесах и около 50 Ом при наклоне противовесов вниз на 45 градусов. Формула расчёта (длина в см, f в МГц): \[ L = \frac{7137}{f} \] . Длина каждого противовеса равна длине самого штыря.

Антенна 5/8 длины волны - популярная вертикальная антенна для диапазонов VHF и UHF, обеспечивающая усиление примерно 3 дБ по сравнению с четвертьволновым штырём за счёт более прижатой к горизонту диаграммы направленности. Требует согласующей цепи (катушки или шлейфа), поскольку входное сопротивление без согласования значительно отличается от 50 Ом. Формула (длина в см, f в МГц): \[ L = \frac{17831}{f} \] .

Полноволновая рамка (delta loop) - антенна замкнутого контура с периметром в одну длину волны. Может быть выполнена в форме треугольника, квадрата или круга. Усиление на 1 - 1.5 дБ выше, чем у полуволнового диполя. Входное сопротивление 100 - 120 Ом, при питании через четвертьволновый трансформатор согласуется с 50 Ом фидером. Формула расчёта периметра (в см, f в МГц): \[ P = \frac{30653}{f} \] .

Где применяются эти антенны:

Полуволновой диполь используется на коротких волнах (КВ) для дальней связи, на УКВ для местной связи и приёма FM-радиостанций. Четвертьволновой штырь - основа автомобильных и базовых антенн для раций, CB-радио, морской связи. Антенна 5/8 длины волны популярна в профессиональных базовых станциях VHF и UHF диапазонов благодаря повышенному усилению. Полноволновая рамка применяется радиолюбителями на КВ диапазонах, часто в многоэлементных конструкциях (quad-антенны).

Интересный факт: первый полуволновой диполь был запатентован Генрихом Герцем в 1886 году. Он использовал его в знаменитых экспериментах по обнаружению электромагнитных волн, подтвердивших теорию Джеймса Клерка Максвелла. Антенна Герца состояла из двух медных стержней с искровым промежутком посередине и работала на частоте около 50 МГц.