Antena ir antena vai metāla konstrukcija, kas pārvērš elektrisko strāvu EM (elektromagnētiskos) viļņos. Tos galvenokārt izmanto, lai pārraidītu un uztvertu nejonizējošos elektromagnētiskos laukus, kas ietver mikroviļņus, radioviļņus, infrasarkano starojumu un redzamo gaismu. Antenas ir pieejamas dažādos veidos, izmēros un formās. Mazas antenas tiek izmantotas uz jūsu mājas jumta, lai skatītos televizoru, savukārt lielas antenas tiek izmantotas signālu uztveršanai no satelīti . Līdzīgi cilpas antena radiosakaros ir ļoti populārs devējs, pateicoties tā unikālajām īpašībām, kā arī daudzpusīgajam pielietojumam. Zinot šīs antenas pamatjēdzienus un arī priekšrocības, mēs varam uzzināt to nozīmi mūsdienu sakaru sistēmās. Tātad, šajā rakstā ir sniegta īsa informācija par cilpas antena , to veidi, darbība un pielietojums.
Kas ir cilpas antena?
Cilpas antenas definīcija ir; radio antenas veids, kas tiek veidots ar stieples spoli vai cilpu, saliekot cilpas formā. Šīs antenas cilpa nes radiofrekvences strāvu. Antenas cilpa var atšķirties pēc formas, izmēra un orientācijas, kas ietekmē antenas veiktspēju. The cilpas antenas simbols ir parādīts zemāk.
Cilpas antenas efektivitāti galvenokārt nosaka tās izmēri un darbības frekvence. Mazāki veidi ir jutīgi, jo īpaši pret elektromagnētiskā lauka magnētisko komponentu, tāpēc šīs antenas ir pazīstamas kā magnētiskās cilpas antenas. Šīs antenas īpašības padarīs tās mazāk neaizsargātas pret traucējumiem un elektriskiem trokšņiem, tāpēc tas ir ļoti izdevīgs tādām lietojumprogrammām kā amatieru radio sakari un īsviļņu radio uztveršana.
Cilpas antenas dizains un darbība
Šī antena ir veidota ar spoli, kas nes radiofrekvences strāvu. Šī cilpa var būt jebkurā formā, saliekot stiepli dažādās formās, tātad cilpas antenas formas ir; taisnstūrveida, apļveida, kvadrātveida, sešstūra vai trīsstūrveida, pamatojoties uz dizainera ērtībām. Strāva visā šajā antenā būs fāzes robežās, un magnētiskais lauks ir perpendikulārs visai cilpai, kas nes strāvu.
Šīs antenas parasti darbojas, pamatojoties uz elektromagnētiskā indukcija princips, kas nozīmē, ka ikreiz, kad ir RF enerģija, tas ģenerē mainīgu magnētisko lauku, kas savukārt inducē strāvu cilpā, tādējādi ļaujot pārraidīt (vai) uztvert signālus. Strāva cilpā radīs elektrisko lauku, kas izstaro enerģiju līdzīgi kā elektromagnētiskais vilnis, ļaujot radiosakariem. The cilpas antenas frekvence svārstās no 300 MHz līdz 3 GHz. Šīs antenas veiktspēju var uzlabot, veicot vairākus pasākumus, piemēram, uzlabojot antenas formu un cilpas konstrukcijas materiālu.
Cilpas antenas raksturlielumi ir tādi paši kā monopoliem un dipoliem, jo tie ir lēti un ļoti viegli konstruējami. Šīs antenas ir pieejamas dažādās formās, lai gan radiācijas modeļa pamatīpašības galvenokārt nav atkarīgas no cilpas formas. Līdzīgi kā monopolu un dipolu elektriskais garums ietekmē antenas efektivitāti, cilpas elektriskais izmērs noteiks antenas efektivitāti.
Cilpas antenu veidi
Ir dažādi cilpas antenu veidi, kuru pamatā ir dažādi faktori, piemēram; cilpas lielums, konfigurācija un orientācija, kas ir aplūkoti turpmāk.
Mazās cilpas antenas
Mazie vai magnētiskie veidi
ir mazāks apkārtmērs, kas ir < 1/10 no darbības frekvences viļņa garuma. Šie antenu veidi ir ļoti kompakti, tāpēc tiek izmantoti pārnēsājamās lietojumprogrammās un instalācijās ar ierobežotu vietu. Šīs antenas var nodrošināt labu veiktspēju, neskatoties uz to nelielo izmēru; pieaugums un starojuma efektivitāte, īpaši, ja tie ir noregulēti caur kondensatoru.
Tās galvenokārt tiek izmantotas kā uztveršanas antenas, lai gan dažreiz tās pārraidei izmanto reti, neskatoties uz to samazināto efektivitāti un mazākām apkārtmēra cilpām. Labākais mazākas cilpas antenas piemērs ir ferīta antena vai cilpas antena, ko izmanto gandrīz AM apraides radio. Šo antenu starojuma modelis ir visaugstākais virzienos cilpas plaknē, tādējādi tas ir perpendikulārs lielo cilpu maksimumam.
Lielas cilpas antenas
Šīs antenas sauc arī par pilna viļņa cilpas vai pašrezonanses cilpas antenām, ja šīm antenām ir > 1/10 no darbības frekvences apkārtmēra. viļņa garums . Šīs antenas ir ļoti efektīvas, salīdzinot ar citiem antenu veidiem gan pārraides, gan uztveršanas ziņā. Šīm antenām ir lielāks pastiprinājums, salīdzinot ar mazas cilpas antenām.
Tāpēc tos var izmantot dažādās lietojumprogrammās, piemēram; radio virziena noteikšana, radioastronomija un tālsatiksmes sakari. Šīs antenas starojuma modelis ir divu daivu starojuma modelis to atvērumā, sasniedzot maksimumu abos virzienos, un pilna viļņa rezonanses ir perpendikulāras cilpas plaknei.
Daudzpagriezienu cilpas antenas
Šīm antenām ir dažādi stieples (vai) cita vadoša materiāla pagriezieni, kas palielina cilpas efektivitāti. Šīm antenām ir uzlabots pastiprinājums un lielāka starojuma pretestība, salīdzinot ar viena pagrieziena cilpām. Šīs antenas tiek izmantotas dažādos lietojumos, piemēram; radio virziena atrašana, zemas frekvences komunikācija un magnētiskā lauka uztveršana.
Horizontālās cilpas antenas
Horizontāli orientēta cilpas antena ir pazīstama kā horizontāla cilpas antena. Šāda veida antenas sauc arī par debess viļņu antenām, kuras parasti izmanto liela attāluma saziņai, jo tās spēj uztvert signālus, kas atstaro no jonosfēras.
Vertikālās cilpas antenas
Cilpas antena, kas ir orientēta vertikāli, ir pazīstama kā vertikālās cilpas antena. Šīs antenas ir ļoti efektīvas, tverot zemes viļņu signālus. Šāda veida antenas bieži izmanto virziena noteikšanai un neliela attāluma saziņai.
Radiācijas modelis
The cilpas antenas starojuma modelis ir parādīts zemāk. Šīs antenas starojuma shēma ir līdzīga īsai horizontālai antenai dipola antena . Nākamajā attēlā ir ļoti skaidri parādīti starojuma modeļi dažādiem cilpas leņķiem. Pieskares līnijas pie nulles grādiem norāda uz vertikālo polarizāciju, bet līnija pie 90 ° norāda uz horizontālo polarizāciju.
The cilpas antenas polarizācija ir horizontāli vai vertikāli polarizēts atkarībā no padeves stāvokļa. Horizontālā polarizācija ir norādīta horizontālās puses vidū, savukārt vertikālā polarizācija ir norādīta vertikālās puses vidū, pamatojoties uz antenas formu. Parasti maza cilpas antena ir lineāri polarizēta, tāpēc vienmēr, kad šī antena atrodas pārvietojama uztvērēja augšpusē, kur uztvērēja o/p ir tieši savienots ar skaitītāju, tā kļūst par lielu virziena meklētāju.
Priekšrocības un trūkumi
The cilpas antenu priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.
- Cilpas antenas izmērs ir kompakts un vienkārši projektējams, kas nodrošina izvietošanas elastību un pārnesamību.
- Tie ir lēti un nav vienkārši atiestatīti ar roku kustībām.
- Tās var darboties citu veidu antenu tuvumā bez jebkādiem traucējumiem.
- Šīs antenas ir vieglas.
- Tas ir piemērots pārnēsājamām lietojumprogrammām, piemēram, virziena noteikšanai utt.
- Šīs antenas ir pieejamas dažādās šķirnēs, piemēram; Adcock antena, āboliņa antena, Alforda cilpa, Bellini-Tosi antena un daudzas citas.
- Šīm antenām ir īpaši mazas cilpas, kas nodrošina daudzas galvenās priekšrocības radio sakaros, jo tām ir zems elektriskā lauka troksnis un tās ir lieliski piemērotas lietošanai vietās ar augstu traucējumu līmeni.
- Šīs antenas parāda virziena starojuma modeļus un ir ļoti noderīgas noteiktās situācijās.
- Nelielu šīs antenas cilpu parasti izmanto kā magnētisko dipolu.
- Šai antenai ir virziena īpašības.
- Šajā antenā inducētajam EML ap antenas cilpu ir jābūt līdzvērtīgam tikai svārstībām starp abām vertikālajām virsmām.
- Šīs antenas starojuma modelis nav atkarīgs no cilpas formas.
- Strāvas ir līdzīgās fāzēs un lielumos visā antenas cilpā.
The cilpas antenas trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Antenas cilpas pārraides efektivitāte ir ārkārtīgi slikta.
- Šī antena nav piemērota augstām frekvencēm.
- Šīs antenas modeļa divas nulles var radīt 180 grādu neskaidrības.
- Šīm antenām ir vājš pastiprinājums, tās ir grūti noregulēt un ir ārkārtīgi šaurjoslas.
- Viņiem ir samazināta pārnesamība.
- Cilpas antenas kā virziena meklētāji nespēj atšķirt attālo raidītāja gultni no tā savstarpējā gultņa
- Antenu ar mazām cilpām efektivitāte ir zema, tāpēc tās tiek izmantotas zemākās frekvencēs kā uztveršanas antenas.
- Antenām ar mazām cilpām ir ārkārtīgi zemas radiācijas pretestības vērtības, līdz ar to pastāv jaudas zudumi siltuma veidā augstās strāvas plūsmas dēļ.
Lietojumprogrammas/Lietojumi
Cilpas antenu lietojumi vai pielietojumi ir šādi.
- Šīs antenas tiek izmantotas bezvadu tīklā sakaru sistēmas patīk bezvadu sensoru tīkli (WSN), bezvadu jaudas pārsūtīšana (WPT) sistēmas un RFID sistēmas.
- Šīs antenas tiek izmantotas plašā lietojumu spektrā.
- Tās tiek izmantotas apraides uztvērēju sistēmās un AM radio, tās kalpo kā iebūvētas antenas.
- Lielas cilpas antenas izmanto virziena noteikšanas iekārtās gaisa kuģu uztvērējos un zemfrekvences RFID sistēmās.
- Tos izmanto HF, MF un īsviļņu uztvērējos.
- Šīs antenas tiek izmantotas UHF raidītājos.
- Šīs antenas izmanto augstfrekvences viļņu uztveršanai radio uztvērējos.
- Tos izmanto apraides signāla uztveršanai garo un vidējo viļņu joslās.
- Šīs antenas ir ļoti populāras radioamatieru sabiedrībā augstfrekvences joslu lietošanai.
- Šīs antenas tiek izmantotas maza darbības attāluma bezvadu ierīcēs un RFID sistēmās, palielinot bezvadu sakarus un Lietu internets (IoT).
Tādējādi tas ir cilpas antenas pārskats , darbs, veidi, priekšrocības, trūkumi un to pielietojumi. Šīs antenas ir elastīgas radiosakaru ierīces, kas ir labi pazīstamas ar savām virziena īpašībām, daudzpusību, izturību pret elektriskiem traucējumiem un kompakto izmēru. Šīs antenas darbojas, pamatojoties uz elektromagnētisko indukciju, un tiek izmantotas mūsdienu sakaru sistēmās, radio sakaros, radio uztveršanas atrašanā, īsviļņu radio uztveršanā utt. Šeit ir jautājums jums, kas ir dipola antena?
