Bộ tính toán Slim Jim và J Pole

Trước khi chúng ta bắt đầu, hãy chuẩn bị sẵn sàng thực hiện những thí nghiệm! Calculator sẽ giúp bạn đến gần đúng (hoặc chính xác nếu bạn may mắn), nhưng có nhiều yếu tố biến đổi. Bạn có thể sử dụng máy phân tích ăng-ten để dễ dàng tìm ra xem bạn có quá dài hoặc quá ngắn hay không. Việc điều chỉnh có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh chiều dài của đoạn trụ 1/4 sóng và vị trí điểm cấp nguồn. Để tăng tần số cộng hưởng, bạn rút ngắn đoạn trụ 1/4 sóng. Để giảm tần số cộng hưởng, bạn kéo dài đoạn trụ 1/4 sóng. Băng thông của ăng-ten hẹp hơn nhiều so với dây cấp nguồn tại trung tâm vì có phần khớp nối được điều chỉnh, điều này làm cho việc xây dựng ăng-ten trở nên quan trọng hơn. Việc điều chỉnh nên được thực hiện ngoài trời và xa khỏi mặt đất hoặc vị trí lắp đặt cuối cùng nếu có thể. OK, giờ chúng ta tiếp tục…

Bộ tính toán Slim Jim và J Pole

Bộ tính toán này có thể được sử dụng để thiết kế một ăng-ten Slim Jim hoặc J Pole. Slim Jim, được thiết kế bởi Fred Judd, G2BCX, có thể là một ăng-ten di động tuyệt vời, nếu được làm bằng dây cấp nguồn 300Ω hoặc 450Ω. Thêm một vòng dây vào đầu, treo nó trên cành cây, sử dụng nó với máy phát xạ di động của bạn, sau đó cuộn nó lại và cất vào túi khi hoàn thành! Tấm Slim Jim cho 2m (145MHz) sẽ dài 1,5 mét và 70cm (433MHz) sẽ dài 0,5 mét. Hoặc, đối với cài đặt cố định, ống đồng hoặc J-pole nhôm là lựa chọn tốt. Tôi đã thành công với cả hai phương pháp, nhưng thường sử dụng ăng-ten cấp nguồn cân bằng Slim Jim được gắn trên cột sợi thuỷ tinh 9m, như được thấy trong ảnh ở cuối trang.

Bạn đang xem: Bộ tính toán Slim Jim và J Pole

Nên sử dụng một số loại kẹp ở điểm cấp nguồn. Ba vòng (cho 145MHz) của cáp đồng trục quanh một ống (ống PVC vv) đường kính 40mm hoặc được quấn bằng băng dính và treo tự do là đủ. Năm vòng, đường kính 6cm cho 70MHz. Tôi cũng đã sử dụng một hoặc hai ferrite gắp ngoài cho VHF. Như bất kỳ ăng-ten cấp nguồn cân bằng nào, điều này sẽ giúp ngăn chặn sợi dệt của cáp đồng trục phát xạ và trở thành một phần của ăng-ten, và do đó ảnh hưởng đến SWR và hiệu suất. Bạn có thể kiểm tra độ hiệu quả của kẹp bằng cách chạm vào cáp bên dưới kẹp và nếu SWR thay đổi đáng kể, kẹp của bạn không đủ.

Khoảng cách giữa các yếu tố, tôi đã chỉ ra là 45mm trên 2 mét. Điều này không quan trọng. Nó sẽ có một số ảnh hưởng đến vị trí điểm cấp nguồn 50Ω, nhưng tôi chắc rằng bạn sẽ tìm ra nó! Các đoạn B, C và E là các đoạn quan trọng, sau đó điều chỉnh điểm cấp nguồn để tìm một sự phù hợp hoàn hảo. Bỏ qua B và E nếu xây dựng “J pole”. Tất cả các chiều dài phải nằm giữa kim loại gần nhất với kim loại gần nhất (bên trong), không phải giữa trung tâm của chúng. Một tỷ lệ SWR 1.0:1 sẽ có thể khi ăng-ten hoạt động hoàn hảo. Nếu bạn không thể làm cho nó hoàn hảo, chiều dài các yếu tố có thể cần điều chỉnh hoặc kẹp không đủ. Chỉ cần nhớ, khi điều chỉnh các yếu tố, ngắn hơn 1cm trên ‘C’ sẽ bằng 3cm ngắn hơn ‘A’!

Velocity Factor: Tôi đã thêm khả năng chọn hệ số vận tốc của dẫn xuất của bạn. Nó được đặt mặc định là 0,96, áp dụng cho đồng trơn hoặc nhôm trơn. Nếu bạn sử dụng cấp nguồn cân bằng chẳng hạn như 300Ω hoặc 450Ω, điều chỉnh nó thành 0,9 (hoặc đặt theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cáp nếu có sẵn). Đường kính của phần tử cũng sẽ ảnh hưởng đến độ dài một chút.

50Ω feed point: Điểm cấp nguồn 50Ω là một điểm xuất phát và nên được điều chỉnh lên và xuống cho đến khi bạn có một tỷ lệ SWR 1.0:1 (hoặc gần như 1.0:1) với ăng-ten của bạn. Bạn có thể sử dụng một balun cấp nguồn 4:1 và cấp nguồn cao hơn để phù hợp với phần khớp nối. Nếu bạn không thể tìm thấy điểm 1:1, các yếu tố có thể quá dài hoặc quá ngắn. Đó là lúc một máy phân tích sẽ hữu ích. Điều chỉnh có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh chiều dài của đoạn trụ 1/4 sóng ‘C’.

Xem thêm : Cách Chế Tạo Anten Wifi Để Tăng Khả Năng Phát Sóng, Cấu Tạo Anten Wifi Hiệu Quả

Tôi đã làm một cái cho 4m (70MHz) có chiều dài 3 mét. Phần khớp nối 1/4 sóng có thể được làm ngang, với phần chất xúc tác bán kính 1/2 sóng dọc, nằm vuông góc với nó nếu không gian hạn chế, mặc dù điều này sẽ ảnh hưởng đến mô hình bức xạ một chút. Chỉ cần nhớ cả ăng-ten phải nằm rõ ràng, xa khỏi bất kỳ vật thể nào, đặc biệt là các vật thể dẫn điện!

Vậy, nó hoạt động như thế nào?

Slim Jim, tương tự như J-pole, thực tế là một nửa sóng dipo thông qua việc kết thúc, trong trường hợp của Slim Jim, một loại dòng điện đã kết thúc gấp nửa sóng. Như với tất cả các dòng điện gấp nửa sóng, các dòng điện trong mỗi công đoạn được điều chỉnh, nhưng trong công đoạn khớp nối, chúng đối nghịch trong pha, do đó không có hoặc ít phát xạ xảy ra từ phần khớp nối. Bạn có thể nghĩ làm thế nào bạn có thể nói đây là một dipole, khi nó chỉ là một yếu tố duy nhất? Tuy nhiên, trái ngược với quan điểm phổ biến, dipole được đặt tên như vậy vì nó có hai cực điện, không phải hai cực vật lý. Đó có lẽ là một điểm chung không? Tương tự như nam châm có hai cực nam và cực bắc, chúng ta có hai cực điện, một dương và một âm. Với một nửa sóng, luôn có hai cực trái ngược nhau trên đầu ở mỗi nửa chu kỳ. Bất kỳ ăng-ten nửa sóng nào thực ra đều là một dipolet.

Để giúp giải thích điều này, tôi đã vẽ phía trên mô hình điện áp của một yếu tố nửa sóng xảy ra trong một chu kỳ. Bạn có thể thấy, có 2 cực điện, một dương và một âm ở mỗi nửa chu kỳ. Vì thế, ‘dipole’. Vì nó là một yếu tố nửa sóng, sóng đối lập ở mỗi đầu. Khác với ví dụ sóng đầy đủ ở bên phải, nơi sóng sẽ gặp nhau nếu bạn tưởng tượng đặt nó lên đỉnh của chính nó.

Hy vọng rằng điều này giải thích được, và cho thấy rằng Slim Jim thực sự là một nửa sóng dipole. Một dipole thường được cấp nguồn từ trung tâm, nơi trở kháng là khoảng 70Ω. Điều này tạo ra sự phù hợp hợp lý với cáp đồng trục 50Ω, và là lý do tại sao dipole được cấp nguồn từ trung tâm được sử dụng rộng rãi. Một dipole có thể được cấp nguồn ở bất kỳ điểm nào trên bộ phân xạ của nó, ví dụ, windom được cấp nguồn ‘không đối xứng’ tại điểm 200Ω, và một nửa sóng kết thúc có trở kháng rất cao lên đến khoảng 5000Ω.

Vậy nên, chúng ta đang cấp nguồn cho ăng-ten nửa sóng này từ một điểm trở kháng cao, cần được phù hợp với cáp đồng trục 50Ω, và đó là lý do tại sao phần khớp nối J tích hợp (JIM) phù hợp 1/4 sóng (λ/4) ra đời. Với Slim Jim, bạn có thể lựa chọn trở kháng chính xác bạn muốn, thông thường là 50Ω. Với dipole được cấp nguồn từ trung tâm, bạn có một trở kháng xung quanh 70Ω.

Phần khớp nối chỉ là một phần khớp nối và không phát xạ mạnh. Các dòng điện bằng nhau nhưng trái ngược có thể được nhìn thấy trong mô hình EZNEC của J Pole ở trên, tuy nhiên, vì một đầu của phần khớp nối không được kết nối, nó sẽ có một trở kháng vô hạn. Đầu kia của phần khớp nối được kết nối với bộ phân xạ của chúng ta và mặc dù đây là một điểm trở kháng cao, nó không phải là vô cực, điều này là lý do tại sao một số phản xạ nhỏ của phần khớp nối không thể tránh khỏi. Càng hoàn hảo ăng-ten hoạt động, càng ít vấn đề này sẽ xảy ra, vì chúng ta sẽ có trở kháng có thể cao nhất có thể ở gốc của bộ phân xạ 1/2 sóng nếu nó là một nửa sóng hoàn hảo.

Xem thêm : Dây cáp điện Cadivi CV 16mm2 – 7 lõi đồng

Điểm cấp nguồn 50Ω có thể được tìm thấy sau khi bạn đã xây dựng ăng-ten theo kích thước chính xác. Đặt ăng-ten ở nơi thoáng đãng, sau đó di chuyển điểm cấp nguồn lên và xuống một chút, và khi tìm thấy tỷ lệ SWR 1:1, hãy giữ nó ở đó. Hình ảnh bên trái cho thấy một ví dụ về những điểm trở kháng khác nhau, mặc dù khoảng cách giữa các yếu tố, hệ số vận tốc và những khác biệt khác sẽ ảnh hưởng đến vị trí thực tế của nó.

Slim Jim so với J Pole

Có nhiều tin đồn trên Internet, cho rằng Slim Jim có hiệu suất tốt hơn so với J Pole. Mô phỏng (và sự thông minh thông thường) cho thấy rằng chúng thực sự rất giống nhau. John Huggins KX40 trả lời câu hỏi này trên trang này. Có khả năng rằng bất kỳ thử nghiệm thực tế nào cho thấy Slim Jim có hiệu suất tốt hơn so với J Pole ở góc thấp hơn là do cách mà mọi người thường không gắn J Pole đúng cách bằng cách đất đế vào cột hoặc không gắn cực cấp nguồn, trong khi Slim Jim thường được lắp tự do. Tôi xây dựng các ăng-ten J Pole của mình dưới dạng chữ J và lắp chúng cách điện khỏi bất kỳ cột nào.

Dưới đây là một Slim Jim hoạt động 4m được xây dựng từ 450Ω cấp nguồn, với lõi rắn. Tôi đã xây dựng hai cái như vậy và nó dễ dàng tái sản xuất và hoạt động ngay sau khi lắp!

{Image: https://example.com/slim-jim-image}

Dưới đây là một J Pole mà tôi xây dựng cho 70cm. SWR <1,5: 1 từ 430MHz đến 440MHz.

{Image: https://example.com/j-pole-image}

Hy vọng điều này đã giúp bạn. Nếu bạn quyết định xây dựng bất kỳ trong số các loại này, tôi muốn biết ý kiến của bạn và cách bạn đã làm được gì. Vui lòng để lại bình luận! Cảm ơn, 73 John.

Nguồn: https://dauthukythuatso.vn
Danh mục: Anten - Dây cáp