Antena to antena lub konstrukcja metalowa, która przekształca prąd elektryczny w fale EM (elektromagnetyczne). Są one używane głównie do przesyłania i odbierania niejonizujących pól elektromagnetycznych, które obejmują mikrofale, fale radiowe, promieniowanie podczerwone i światło widzialne. Anteny są dostępne w różnych typach, rozmiarach i kształtach. Małe anteny są używane na dachu domu do oglądania telewizji, podczas gdy duże anteny służą do przechwytywania sygnałów satelity . Podobnie antena pętlowa w komunikacji radiowej jest bardzo popularnym przetwornikiem ze względu na swoje unikalne właściwości, a także wszechstronne zastosowania. Znając podstawowe pojęcia i zalety tej anteny, możemy poznać ich znaczenie w nowoczesnych systemach komunikacyjnych. Dlatego ten artykuł zawiera krótkie informacje na temat antena pętlowa , ich rodzaje, działanie i zastosowanie.
Co to jest antena pętlowa?
Definicja anteny pętlowej to; rodzaj anteny radiowej utworzonej ze zwoju drutu lub pętli poprzez zgięcie w pętlę. W pętli tej anteny płynie prąd o częstotliwości radiowej. Pętla anteny może różnić się kształtem, rozmiarem i orientacją, co wpływa na działanie anteny. The symbol anteny pętlowej pokazano poniżej.
Wydajność anteny pętlowej zależy głównie od jej wymiarów i częstotliwości pracy. Mniejsze typy są wrażliwe, szczególnie na składową magnetyczną pola elektromagnetycznego, dlatego anteny te nazywane są antenami z pętlą magnetyczną. Charakterystyka tej anteny sprawi, że będą one mniej podatne na zakłócenia i szum elektryczny, dlatego jest bardzo korzystna w zastosowaniach takich jak amatorska komunikacja radiowa i odbiór fal radiowych na falach krótkich.
Projektowanie i działanie anteny pętlowej
Antena ta posiada cewkę przewodzącą prąd o częstotliwości radiowej. Pętla ta może mieć dowolną formę poprzez zaginanie drutu w różne kształty, tzw kształty anten pętlowych Czy; prostokątny, okrągły, kwadratowy, sześciokątny lub trójkątny w zależności od wygody projektanta. Prąd w tej antenie będzie w fazie, a pole magnetyczne jest prostopadłe do całej pętli, w której płynie prąd.
Anteny te zwykle działają w oparciu o Indukcja elektromagnetyczna zasada, która oznacza, że gdy występuje energia RF, generuje ona zmienne pole magnetyczne, które z kolei indukuje prąd w pętli, umożliwiając w ten sposób transmisję (lub) odbiór sygnałów. Prąd w pętli wytworzy pole elektryczne, które emituje energię przypominającą falę elektromagnetyczną, umożliwiając komunikację radiową. The częstotliwość anteny pętlowej waha się od 300 MHz do 3 GHz. Wydajność tej anteny można zwiększyć poprzez liczne środki, takie jak ulepszenia kształtu anteny i materiału konstrukcyjnego pętli.
Charakterystyka anteny pętlowej jest taka sama jak anteny monopolowej i dipolowej, ponieważ jest tania i bardzo łatwa w budowie. Anteny te są dostępne w różnych kształtach, chociaż podstawowe cechy charakterystyki promieniowania są w większości niezależne od kształtu pętli. Podobnie jak długość elektryczna monopoli i dipoli wpływa na wydajność anteny, rozmiar elektryczny pętli będzie determinował wydajność anteny.
Rodzaje anten pętlowych
Istnieją różne typy anten pętlowych w zależności od różnych czynników, takich jak: rozmiar pętli, konfiguracja i orientacja, które omówiono poniżej.
Małe anteny pętlowe
Typy małe lub magnetyczne
mieć mniejszy obwód, który jest < 1/10 długości fali częstotliwości roboczej. Te rodzaje anten są bardzo kompaktowe, dlatego można je stosować w zastosowaniach przenośnych i instalacjach o ograniczonej przestrzeni. Anteny te mogą zapewnić dobrą wydajność pomimo ich niewielkich rozmiarów; wzmocnienie i wydajność promieniowania, zwłaszcza gdy są dostrojone przez kondensator.
Wykorzystywane są one głównie jako anteny odbiorcze, chociaż czasami do transmisji wykorzystuje się je rzadko, pomimo ich zmniejszonej wydajności i mniejszych obwodów pętli. Najlepszym przykładem mniejszej anteny pętlowej jest antena ferrytowa lub antena pętlowa, która jest używana prawie w radiach AM. Charakterystyka promieniowania tych anten jest największa w kierunkach leżących w płaszczyźnie pętli, a zatem jest prostopadła do maksimum dużych pętli.
Duże anteny pętlowe
Anteny te są również znane jako anteny pętlowe pełnofalowe lub anteny pętlowe samorezonansowe, których obwód wynosi > 1/10 obwodu częstotliwości roboczej. długość fali . Anteny te są bardzo wydajne w porównaniu do innych typów anten, zarówno pod względem transmisji, jak i odbioru. Anteny te mają większy zysk w porównaniu do małych anten pętlowych.
Można ich więc używać w różnych zastosowaniach, takich jak; namierzanie kierunku radiowego, radioastronomia i komunikacja na duże odległości. Charakter promieniowania tej anteny w miejscu jej otwarcia jest dwulistkowy, osiągając szczyt w obu kierunkach, a rezonanse pełnofalowe są prostopadłe do płaszczyzny pętli.
Anteny pętlowe wieloobrotowe
Anteny te mają różne zwoje drutu (lub) innego materiału przewodzącego, co zwiększa efektywny obszar pętli. Anteny te mają lepszy zysk i wyższą odporność na promieniowanie w porównaniu z pętlami jednozwojowymi. Anteny te są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, takich jak; znajdowanie kierunku radiowego, komunikację na niskich częstotliwościach i wykrywanie pola magnetycznego.
Anteny pętlowe poziome
Antena pętlowa zorientowana poziomo nazywana jest poziomą anteną pętlową. Anteny tego typu nazywane są również antenami fal podniebnych i są powszechnie stosowane w komunikacji dalekiego zasięgu ze względu na ich zdolność do wychwytywania sygnałów odbitych od jonosfery.
Anteny pętlowe pionowe
Antena pętlowa zorientowana pionowo nazywana jest pionową anteną pętlową. Anteny te są bardzo skuteczne w przechwytywaniu sygnałów fal naziemnych. Anteny tego typu są często używane do wyznaczania kierunku i komunikacji krótkiego zasięgu.
Charakterystyka promieniowania
The charakterystyka promieniowania anteny pętlowej pokazano poniżej. Charakter promieniowania tej anteny jest podobny do krótkiego poziomu antena dipolowa . Na poniższym rysunku bardzo wyraźnie pokazano wzorce promieniowania dla różnych kątów zapętlenia. Linie styczne przy zerowym stopniu wskazują polaryzację pionową, podczas gdy linia pod kątem 90° wskazuje polaryzację poziomą.
The polaryzacja anteny pętlowej jest spolaryzowany poziomo lub pionowo w zależności od położenia źródła zasilania. Polaryzację poziomą określa się na środku boku poziomego, natomiast polaryzację pionową określa się na środku boku pionowego, w zależności od kształtu anteny. Ogólnie rzecz biorąc, mała antena pętlowa jest anteną o polaryzacji liniowej, więc jeśli antena ta zostanie umieszczona na ruchomym odbiorniku, gdzie wyjście/wyjście odbiornika jest podłączone bezpośrednio do miernika, staje się dużym kierunkowskazem.
Zalety i wady
The zalety anten pętlowych uwzględnij poniższe.
- Rozmiar anteny pętlowej jest kompaktowy i prosty w konstrukcji, co pozwala na elastyczność i przenośność w miejscu umieszczenia.
- Są tanie i nie można ich po prostu dostroić za pomocą ruchów ręki.
- Mogą one działać w pobliżu innych rodzajów anten bez żadnych zakłóceń.
- Anteny te są lekkie.
- Nadaje się do zastosowań przenośnych, takich jak namierzanie kierunku itp.
- Anteny te są dostępne w różnych odmianach, takich jak; Antena Adcocka, antena koniczynowa, pętla Alforda, antena Bellini-Tosi i wiele innych.
- Anteny te mają szczególnie małe pętle, które zapewniają wiele kluczowych korzyści w komunikacji radiowej, ponieważ wykazują niski poziom szumów pola elektrycznego i sprawiają, że doskonale nadają się do stosowania w lokalizacjach o dużych zakłóceniach.
- Anteny te pokazują kierunkowe wzorce promieniowania i są bardzo pomocne w niektórych sytuacjach.
- Mała pętla tej anteny jest zwykle używana jako dipol magnetyczny.
- Antena ta posiada właściwości kierunkowe.
- W tej antenie pole elektromagnetyczne indukowane wokół pętli anteny musi być równoważne zmianie jedynie pomiędzy dwiema pionowymi powierzchniami.
- Charakter promieniowania tej anteny nie zależy od kształtu pętli.
- Prądy mają podobne fazy i wielkości w całej pętli anteny.
The Wady anteny pętlowej uwzględnij poniższe.
- Wydajność transmisji pętli anteny jest wyjątkowo słaba.
- Ta antena nie nadaje się do wysokich częstotliwości.
- Dwie wartości zerowe tej anteny we wzorze mogą skutkować 180 stopniami niejednoznaczności.
- Anteny te mają słaby zysk, są trudne do dostrojenia i są wyjątkowo wąskopasmowe.
- Mają zmniejszoną przenośność.
- Anteny pętlowe jako kierunkowskazy nie są w stanie rozróżnić odległego namiaru nadajnika od jego wzajemnego namiaru
- Wydajność anten z małymi pętlami jest słaba, dlatego przy niższych częstotliwościach używa się ich jako anten odbiorczych.
- Anteny z małymi pętlami mają wyjątkowo niskie wartości rezystancji promieniowania, dlatego występują straty mocy w postaci ciepła z powodu wysokiego poziomu przepływu prądu.
Aplikacje/zastosowania
Zastosowania lub zastosowania anten pętlowych są następujące.
- Anteny te są używane w sieciach bezprzewodowych systemy komunikacji tak jak bezprzewodowe sieci czujników (WSN), bezprzewodowe przesyłanie mocy (WPT) systemy i RFID systemy.
- Anteny te mają szerokie spektrum zastosowań.
- Są one stosowane w systemach odbiorników nadawczych, a w radiu AM służą jako anteny wbudowane.
- Duże anteny pętlowe są stosowane w sprzęcie do namierzania kierunku w odbiornikach statków powietrznych i systemach RFID o niskiej częstotliwości.
- Są one stosowane w odbiornikach HF, MF i fal krótkich.
- Anteny te są stosowane w nadajnikach UHF.
- Anteny te służą do odbioru fal o wysokiej częstotliwości w odbiornikach radiowych.
- Służą one do odbioru sygnału telewizyjnego w pasmach fal długich i średnich.
- Anteny te są bardzo popularne w społeczności radioamatorów do użytku w paśmie wysokich częstotliwości.
- Anteny te są stosowane w urządzeniach bezprzewodowych krótkiego zasięgu i systemach RFID wraz ze wzrostem komunikacji bezprzewodowej i Internet przedmiotów (IoT).
Zatem to jest przegląd anteny pętlowej , działanie, rodzaje, zalety, wady i zastosowania. Anteny te to elastyczne urządzenia do komunikacji radiowej, dobrze znane ze swoich właściwości kierunkowych, wszechstronności, odporności na zakłócenia elektryczne i kompaktowych rozmiarów. Anteny te działają w oparciu o indukcję elektromagnetyczną i znajdują zastosowanie w nowoczesnych systemach łączności, radiokomunikacji, wykrywaniu radiowym, odbiorze radiowym na falach krótkich itp. Oto pytanie do Ciebie, czym jest antena dipolowa?
