Vzájemná impedance

O anténách

Kontakt

Co to je vzájemná impedance?

Všeobecně

Je-li anténa buzena, bude proud jí protékající, indukovat elektromotorické napětí v libovolné jiné anténě (nebo prvku) umístěné v její blízkosti. Výsledek vzájemného působení antén (nebo prvků) lze vyjádřit vzájemnou impedancí (mutual impedance) antén (prvků).

Poznámka k textu: uvádím vzájemné působení antén, samozřejmě platí také o vzájemném působení prvků, ať napájených či pasivních. Pokud je prvek pasivní, není k němu přiloženo žádné napětí.

Určování vzájemné impedance antén je třeba provádět k určitým bodům, které musí být uvedeny nebo musí být považovány za obecně samozřejmé. Nejsou li uvedeny, pak se předpokládá, že jsou v kmitnách proudů.

Výrazy pro číselné vyjádření vzájemných impedancí bývají uváděny v odborné literatuře. Jsou zpravidla složité a nemá smysl, abych je uváděl v článcích, které jsou zaměřené na popularizaci problematiky. Domnívám se, že znalost výpočtů vlastních a vzájemných impedancí v radioamatérské praxi neuplatníte, ale velice dobře můžete při nastavování antény uplatnit znalost principu (zde jsem uvedl správný způsob nastavování quadu) a způsob stanovení vlastních a vzájemných impedancí měřením.

Měření vlastních a vzájemných impedancí

Vlastní a vzájemné impedance se mohou snadno změřit určením vstupních impedancí v bodech napájení při dvou (nebo několika) podmínkách. Např. u dvouprvkové antény quad lze vlastní impedanci zářiče určit rozpojením druhé smyčky, tj. I₂ = 0 a vlastní impedanci reflektoru lze změřit při rozpojeném zářiči, tj. I₁ = 0.

Pro výpočet vzájemné impedance platí tento vztah (pro jednotlivá elektromotorická napětí na anténách či elementech):

U₁ = I₁ x Z₁₁ + I₂ x Z₁₂+ .... + I_n x Z_1n
U₂ = I₁ x Z₁₂ + I₂ x Z₂₂+ .... + I_n x Z_2n

...

U_n = I₁ x Z_1n + I₂ x Z_2n +....+ I_n x Z_nn

kde U₁, U₂ ... jsou napětí přiložená k anténám 1, 2 ...
I₁, I₂ ... jsou proudy v anténách 1, 2 ...
Z₁₁, Z₂₂ ... jsou vlastní impedance antén (prvků)
Z₁₂, Z_2n ... Z_nn .... jsou vzájemné impedance mezi anténami označené použitými indexy

Opět poznamenávám, že zářiče, které nejsou buzené, mají přiváděné napětí U = 0.
U zářičů, které jsou rozpojené, musí být proudy rovné nule, tj. I = 0.

Z uvedeného vztahu a postupů je zřejmé, že měření vstupní impedance při známých vlastních impedancích Z₁₁, Z₂₂ ... (které lze určit zvlášť), dává potřebné hodnoty pro vypočtení vzájemné impedance, např. Z₁₂. Celý princip vzájemného působení antén, tak, jak se uplatňuje pro stanovení vzájemných impedancí lze pak efektivně uplatnit např. pro nastavování složitější anténní soustavy. Příklad jsem uvedl u nastavování quadu, které nakonec nemusí být nepřekonatelné, ale logické, pochopitelné a jednoduché. Podotýkám, že na rozdíl od jiných antén i jednodušší, protože lze prvky snadno rozpojit.

73's Míra, ok1ufc