دوقطبی کوتاه (Short Dipole)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دوقطبی کوتاه (Short Dipole) :
دوقطبی کوتاه مشابه دوقطبی هرتز است، با این تفاوت که طول آن هنوز هم نسبت به طول موج کوچک است (معمولا
\[ L < \lambda/10 \])، اما توزیع جریان دیگر یکنواخت نیست. در یک دوقطبی کوتاه واقعی، جریان در مرکز بیشینه و در انتها به صفر می رسد. می توان آن را به صورت خطی تقریب زد:
\[ I(z) = I_0 (1 - \frac{2|z|}{L}) \].
این توزیع جریان باعث می شود میدان های تشعشعی اندکی با دوقطبی هرتز متفاوت باشند. با این حال، در فواصل دور، الگوی تشعشعی همچنان به صورت
\[ \sin\theta \]است. توان تشعشعی دوقطبی کوتاه از رابطه زیر محاسبه می شود:
\[ P_{rad} = \frac{\eta \pi I_0^2}{3} \left(\frac{L}{\lambda}\right)^2 \]که با تقریب
\[ \eta \approx 120\pi \]برای خلأ، به
\[ P_{rad} = 40\pi^2 I_0^2 (L/\lambda)^2 \]می رسیم. مقاومت تشعشعی
\[ R_r \]نیز برابر
\[ \frac{2P_{rad}}{I_0^2} = 80\pi^2 (L/\lambda)^2 \]است. برای مثال، اگر
\[ L = \lambda/10 \]، مقاومت تشعشعی حدود ۸ اهم می شود که بسیار کم است. بنابراین تطبیق امپدانس این آنتن با خطوط انتقال (معمولا ۵۰ یا ۷۵ اهم) دشوار است و بازده کمی دارد.
دوقطبی کوتاه به دلیل ابعاد کوچکش، در کاربردهایی که فضای محدود داریم (مانند گوشی های همراه اولیه یا برخی تجهیزات قابل حمل) استفاده می شود، اما بهره پایین و پهنای باند کم از معایب آن است. این آنتن یک خازن خالص در فرکانس کاری دیده می شود (امپدانس ورودی راکتیو خازنی) و برای تشدید نیاز به عنصر سلفی موازی یا سری دارد.
از نظر فیزیکی، هر چه آنتن کوتاه تر شود، ضریب کیفیت
\[ Q \]آن افزایش می یابد و پهنای باند کاهش پیدا می کند. رابطه
\[ Q \approx \frac{1}{(kL)^3} \]برای دوقطبی های بسیار کوتاه نشان دهنده این موضوع است. بنابراین بین اندازه آنتن و پهنای باند یک مصالحه (trade-off) وجود دارد. دوقطبی کوتاه مثال خوبی برای درک این مفهوم اساسی در تئوری آنتن هاست.
