Monopoolantenn

Monopoolantenn (lühend GPA inglise keele sõnadest groundplane antenna), mida nimetatakse ka veerandlaineantenniks, varrasantenniks või oma leiutaja Guglielmo Marconi järgi Marconi antenniks, on vertikaalne antenn, mis koosneb mastist (nt kesklaine raadiojaama mastantenn) või metallvardast (kõrgematel raadiosagedustel).

Kõige levinum on veerandlaine-monopoolantenn, mille puhul antenni pikkus (kõrgus) on ligikaudu veerand kandesagedusele vastavast lainepikkusest (λ/4). Erinevalt dipoolantennist toidetakse seda antennitüüpi ebasümmeetriliselt.

Tavaliselt täiendab antenni aktiivosa nn vastukaal, mille võib moodustada

• elektrit juhtiiv maapind,
• antenni ümber maasse paigaldatud maandusvõrk või
• monopooli ümber olev mitmest radiaalsest juhist – radiaalist – koosnev süsteem (eriti VHF-sagedusalas, aga ka lühilainealas).

Need maanduspotentsiaalil ,radiaaliid väljuvad radiaalselt antenni toitepunktist ja süsteem koosneb tavaliselt vähemalt kolmest kuni mitmesajast juhist. Radiaalid võivad olla veerandlainepikkused, kui kasutatakse ainult mõnda radiaali (vt tarindusvariante allpool). Näiteks kesklaine saatemastid kasutavad 100 tsingitud terasribadest valmistatud radiaale, mis asetsevad umbes 60 cm sügavusel.

Monopoolantenne kasutatakse nii saate- kui ka vastuvõtuantennidena alates pikklainealast kuni detsimeeterlainealani (UHF). Näiteks on niisugused monopoolantennid autol FM-raadioringhäälingu vastuvõtuks, kus vastukaaluna toimib maapinna asemel auto metallkere. Veeranlainepikkune antenn sobi oma väikeste mõõtmete tõttu ka UHF-seadmetesse sisseehitamiseks.

Tarindusvariandid

Antenni omadusi saab soovitud suunas mõjutada mitmete konstruktsiooniliste muudatuste abil:

• Kui λ/4 pikkuseid vastukaalu radiaale kallutada allapoole 45° võrra, on võimalik saada 50 oomi suurune sisendtakistus ja seega toita antenni otse tavalise koaksiaalkaabli kaudu.
• Kesklaine raadiosaatjate radiaalid on sageli enam kui pool lainepikkusest, sest see võimaldab saavutada tugevaima maalaine. 5/8 λ pikkune radiaal annab suurema võimenduse, kuid seda umbes 30° tõusunurga all.
• Kui vastukaaluna kasutatakse ainult mõnda radiaali, häälestatakse nad veerandlainepikkusele. Kolmest-neljast radiaalist piisab antenni vastuvõetava efektiivsuse ja igas suunas peaaegu ühtlase kiirguse saavutamiseks.
• Kui antenni vastukaal koosneb suurest hulgast radiaalidest, ei pea neid tingimata häälestama veerandlainepikkusele, kuna kõigi radiaalide impedantsid on efektiivselt rööbiti ühendatud. Kesklaine ringhäälingu saatjad kasutavad tavaliselt üle 100 maaradiaali.

Antenni võimendus

Ideaalse vastukaaluga monopoolantenni võimendus on 3 dBd (poollainedipoolkiirguri võimenduse suhtes), kuna kiirgus piirdub ülemise poolruumiga. Ebapiisava vastukaalu korral on antenni võimendus väiksem kui 3 dBd.

Lainetakistus

Monopoolantenni lainetakistus toiteunktis on 36 Ω. See on vaid umbes pool sümmeetriliselt toidetava poollainedipooli lainetakistusest, mis on umbes 73 Ω, ja kaheksandik silmusdipooli takistusest (240 Ω).

Nagu dipoolantenne saab ka monopoolantenne mehaaniliselt lühendada antenni toiteahelasse lisainduktiivsuse ühendamise teel. Selline pikenduspool vähendab mõnevõrra kiirgusvõimet, kuid sobiva induktiivsuse korral jääb lainetakistus samaks.

Tuleb märkida, et induktiivsusega sobitus on kitsaribaline. Rangelt võttes saab monopoolantenni lühendada ainult ühe sageduse jaoks. Antenn kaotab suure osa oma loomulikust laiaribalisusest.

• Monopoolantennid kõrgetel raadiosagedustel
• 
  FM-raadio pööratav teleskoop- (muudetava pikkusega) antenn, 87–108 MHz
• 
  Raadiotelefoni kummikattega antenn, 144 MHz
• 
  Mobiiltelefoni UHF-piitsantenn autol
• 
  USA mereväe kooniline lairibaantenn
• 
  VHF-antenn vastukaaluga
• 
  WiFi ruuteri antenn,
  2,4 ja 5 GHz

Kirjandus

• Ulrich Freyer (2000). Antennentechnik für Funkpraktiker . Franzis-Verlag. ISBN 3-7723-4693-6.
• Gerd Klawitter (2005). Antennenratgeber Empfangsantennen für alle Wellenbereiche. Verlag für Technik und Handwerk. ISBN 3-88180-613-X.

Viited

Pildid, videod ja helifailid Commonsis: Monopoolantenn