Antennes werking en eigenschappen 2
De ½λ dipool gezien als ¼λ kabelstuk
Voor een vrij groot frequentiegebied onder en boven de resonantiefrequentie gedraagt een dipool zich bij benadering als een open symmetrische kabel met een lengte van ¼λ. De aderlengte is dan ½λ! We denken hierbij overigens aan een symmetrische kabel met lucht als dielectficum. In fig. 12a en b is het impedantie-verloop van open kabelstukken bij diverse lengte aangegeven. Dit alles bij een constante frequentie (dus ook bij dezelfde golflengte λ) van de generator. Volledigheidshalve zijn voor andere beschouwingen, later, in fig. 12c en d ook het impedantieverloop getekend voor een gesloten kabelstuk.
Open kabelstuk
Wat betreft het verloop van de reactantie, gedraagt een open kabelstuk zich ongeveer als een dipool. Het verschil tussen beiden is dat het open kabelstuk slechts zeer weinig energie uitstraalt of, zo men wil, weinig energie ontvangt. Zijn stralingsweerstand is dan ook zeer klein. Dientengevolge is zijn kringkwaliteit zeer hoog, vooral als het dielectricum lucht is. Het is immers de bedoeling dat h.f. energie met zo gering mogelijk uitstralingsverliezen per kabel wordt overgebracht.
Gesloten kabelstuk
In fig. 13a en b ziet men dat bij een symmetrische kabel een deel van het e.m. veld zich niet tussen de adres bevindt. Een lintkabel met polytheen als dielectricum straalt minder energie uit omdat het e.m. veld geconcentreerd wordt in het tussenliggende dielectricum. Hier zijn echter de dielectrische verliezen weer groter.
De dipool impedantie
De impedantie aan de aansluitklemmen van een dipool ziet men in fig. 14a en b.
De stralingsweerstand en de reactieve component zijn hier gegeven, afhankelijk van de dipoollengte en de staafdiameter, beide uitgedrukt in een verhouding tot de golflengte λ. Teneinde de impedantie aan de klemmen van de dipool nauwkeuriger to kunnen bepalen is het gedeelte van beide grafieken bij P en E vergroot weergegeven in de figuren 15a en b. Uit de impedantiekrommen kan men aflezen dat de dipoollengte iets kleiner moet zijn dan ½λ resp. λ voor resonantie, d.w.z. dat dan λ = 0. De dipool met dikkere staven heeft een kortere lengte bij resonantie dan de dipool met dunne staven. Het reactantieverloop is voor de ½λ dipool bij resonantie minder steil indien de dipoolstaven dik zijn. Dit betekent dat de bandbreedte groter is dan indien de staven dun zijn.
Gegeven een zekere verkorting ΔL voor de ½λ dipool dan zien we in fig. 15a dat de stralingsweerstand hiervan afhankelijk is. Een ½λ dipool met dikke staven heeft een grote ΔL en daardoor weer een kleinere stralingsweerstand. Bij P" is RS ≈ 70 Ohm en bij P' is Rs ≈ 75 Ohm.
Een λ-dipool heeft bij resonantie (X = 0) een zeer steil reactantieverloop. Deze heeft dientengevolge ook een kleine bandbreedte. Dat is een van de redenen dat ze zo weinig toegepast worden. Immers vaak worden 3 programma's via een zendmast uitgezonden in de UHF-band en dan is een brede band-antenne veel praktischer.
Richtingsdiagrammen
Voor de beoordeling van de elektrische eigenschappen van een dipool zijn behalve de slankheidsfactor en zijn lengte uitgedrukt in X, ook de zgn. "Lobben" van belang. We gaan hierbij uit van een horizontaal in de vrije ruimte opgestelde dipool. Er is dan dus geen reflecterend aardoppervlak aanwezig. De lobben geven aan dat niet uit alle richtingen evenveel signaal wordt ontvangen, resp. uitgezonden. Het zijn ruimtelijke peervormige figuren die men verkrijgt als men de opbrengst vanuit alle richtingen bepaalt en die in een drie dimensionale figuur in tekening brengt. Het nauwkeurig meten van de lobben van een antenne is een omvangrijk karwei. Men heeft in de meeste gevallen voldoende informatie indien men het horizontale en het verticale richtingsdiagram bepaalt. Dit zijn de horizontale resp. verticale vlakke doorsnede van de lobben. Ze worden vastgelegd in een polair diagram. Wij zullen ons beperken tot het horizontale richtingsdiagram van een dipool van de bij TV meest voorkomende lengten. Zie fig. 16a, b, c en d en fig. 17a, b, c en d.
De slankheidsfactor 
= 500.
Men moet wel bedenken dat bij een perfect geleidend en dus reflecterend aardoppervlak, behalve het direkt ontvangen signaal, ook het door het aardoppervlak gereflecteerde signaal wordt ontvangen. Dat bernvloedt weer de richtingsgevoeligheid.
Gelukkig is de aarde slecht geleidend en is het gereflecteerde signaal klein, zodat men bijvoorbeeld op een meetplaats in een duinstreek vrij nauwkeurig de beide diagrammen kan meten.
Hoe langer (gemeten in λ) de dipool, des te meer "oren" deze heeft. Hij kan dan uit een andere richting een ongewenste storende zender ontvangen.
Om deze reden worden o.a. zeer grote antennes voor TV-ontvangst weinig toegepast.
Deel 1 - Deel 2