Антената е въздушна или метална конструкция, която преобразува електрически ток в EM (електромагнитни) вълни. Те се използват главно за предаване и приемане на нейонизиращи електромагнитни полета, които включват микровълни, радиовълни, инфрачервено лъчение и видима светлина. Антените се предлагат в различни видове, размери и форми. Малките антени се използват на покрива на вашия дом за гледане на телевизия, докато големите антени се използват за улавяне на сигнали от сателити . По същия начин кръговата антена в радиокомуникациите е много популярен преобразувател поради уникалните си характеристики, както и многостранните си приложения. Познавайки основните понятия и предимствата на тази антена, можем да разберем значението им в съвременните комуникационни системи. И така, тази статия предоставя кратка информация за рамкова антена , техните типове, работа и приложения.
Какво е кръгова антена?
Дефиницията на кръгова антена е; вид радиоантена, която е оформена с намотка от тел или контур чрез огъване във формата на контур. Контурът на тази антена носи радиочестотен ток. Контурът на антената може да варира по форма, размер и ориентация, които влияят на работата на антената. The символ на рамкова антена е показано по-долу.
Ефективността на рамковата антена се определя главно от нейните размери и работната честота. По-малките типове са чувствителни, особено към магнитния компонент на електромагнитното поле, така че тези антени са известни като магнитни рамкови антени. Характеристиките на тази антена ще ги направят по-малко уязвими към смущения и електрически шум, така че е много полезно за приложения като любителски радиокомуникации и късовълново радиоприемане.
Проектиране и работа на кръгова антена
Тази антена е проектирана с намотка, която пренася радиочестотен ток. Тази примка може да бъде във всякаква форма чрез огъване на жицата в различни форми, така че форми на кръгова антена са; правоъгълна, кръгла, квадратна, шестоъгълна или триъгълна според удобството на дизайнера. Токът през тази антена ще бъде във фазата и магнитното поле е перпендикулярно на цялата верига, която носи тока.
Тези антени обикновено работят въз основа на електромагнитна индукция принцип, който означава, че когато има RF енергия, тя генерира променливо магнитно поле, което от своя страна индуцира ток в контура, като по този начин позволява предаването (или) приемането на сигнали. Токът в контура ще създаде електрическо поле, което излъчва енергия като електромагнитна вълна, като позволява радио комуникация. The честота на рамковата антена варира от 300MHz – 3GHz. Ефективността на тази антена може да бъде подобрена чрез множество мерки като подобрения във формата на антената и строителния материал на контура.
Характеристиките на кръговата антена са същите като монополите и диполите, тъй като са евтини и много лесни за конструиране. Тези антени се предлагат в различни форми, въпреки че основните характеристики на диаграмата на излъчване са предимно независими от формата на контура. Подобно на монополите и диполите, електрическата дължина влияе върху ефективността на антената, електрическият размер на веригата ще определи ефективността на антената.
Видове рамкови антени
Има различни видове кръгови антени въз основа на различни фактори като; размера на цикъла, конфигурацията и ориентацията, които са обсъдени по-долу.
Малки рамкови антени
Малки или магнитни видове
имат по-малка обиколка, която е < 1/10 от дължината на вълната на работната честота. Тези видове антени са много компактни, така че се използват в преносими приложения и инсталации с ограничено пространство. Тези антени могат да дадат добра производителност въпреки малкия си размер; коефициент на усилване и радиационна ефективност, особено когато е настроен чрез кондензатор.
Те се използват главно като приемни антени, въпреки че понякога рядко се използват за предаване, въпреки намалената им ефективност и по-малките вериги по обиколката. Най-добрият пример за по-малка кръгова антена е феритна антена или кръгова антена, която се използва почти в AM радиостанции. Диаграмата на излъчване на тези антени е най-висока в посоки в равнината на контура, поради което е перпендикулярна на максимума на големите контури.
Големи кръгови антени
Тези антени са известни също като пълновълнови кръгови или саморезонансни контурни антени, където тези антени имат >1/10-та обиколка от работната честота дължина на вълната . Тези антени са много ефективни в сравнение с други видове антени по отношение на предаване и приемане. Тези антени имат по-голямо усилване в сравнение с малките рамкови антени.
Така че те могат да се използват в различни приложения като; радиопеленгиране, радиоастрономия и комуникация на дълги разстояния. Диаграмата на излъчване на тази антена е двулопастна диаграма на излъчване при отварянето им, върхове в двете посоки, а пълновълновите резонанси са перпендикулярни на равнината на контура.
Многооборотни кръгови антени
Тези антени имат различни навивки от проводник (или) друг проводящ материал, което увеличава ефективната област на веригата. Тези антени имат подобрено усилване и по-висока радиационна устойчивост в сравнение с еднооборотни вериги. Тези антени се използват в различни приложения като; намиране на радио посока, нискочестотна комуникация и усещане на магнитно поле.
Хоризонтални рамкови антени
Рамковата антена, която е ориентирана хоризонтално, е известна като хоризонтална рамкова антена. Тези типове антени се наричат още антени за небесни вълни, които се използват обикновено за комуникация на дълги разстояния поради способността им да улавят сигнали, които се отразяват от йоносферата.
Вертикални рамкови антени
Рамковата антена, която е ориентирана вертикално, е известна като вертикална рамкова антена. Тези антени са много ефективни при улавяне на сигнали от земни вълни. Тези видове антени често се използват за намиране на посока и комуникация на къси разстояния.
Модел на излъчване
The диаграма на излъчване на рамковата антена е показано по-долу. Диаграмата на излъчване на тази антена е подобна на къса хоризонтала диполна антена . На следващата фигура много ясно са показани моделите на излъчване за различни ъгли на цикъла. Допирателните линии при нула градуса сочат вертикална поляризация, докато линията при 90° сочи хоризонтална поляризация.
The поляризация на рамковата антена е хоризонтално или вертикално поляризиран въз основа на позицията на захранването. Хоризонталната поляризация е посочена в средата на хоризонталната страна, докато вертикалната поляризация е посочена в средата на вертикалната страна въз основа на формата на антената. Като цяло малката кръгова антена е линейно поляризирана, така че когато тази антена е разположена върху подвижен приемник, където o/p на приемника е свързан директно към измервателен уред, тогава тя се превръща в голям пеленгатор.
Предимства и недостатъци
The предимствата на кръговите антени включват следното.
- Размерът на кръговата антена е компактен и лесен за проектиране, което позволява гъвкавост и преносимост при поставяне.
- Те са евтини и не се настройват просто с движения на ръката.
- Те могат да работят в близост до други видове антени без никакви смущения.
- Тези антени са леки.
- Подходящо е за преносими приложения като намиране на посока и др.
- Тези антени се предлагат в различни разновидности като; Adcock антена, детелинова антена, Alford loop, антена Bellini-Tosi и много други.
- Тези антени имат особено малки контури, които предоставят многобройни ключови предимства в радиокомуникацията, тъй като показват нисък шум от електрическо поле и ги правят изключителни за използване в места със силни смущения.
- Тези антени показват насочени модели на излъчване и са много полезни в определени ситуации.
- Малка верига от тази антена обикновено се използва като магнитен дипол.
- Тази антена има насочени свойства.
- В тази антена индуцираната ЕМП около контура на антената трябва да бъде еквивалентна на вариацията само между двете вертикални повърхности.
- Диаграмата на излъчване на тази антена не зависи от формата на контура.
- Токовете са с еднакви фази и величини в целия контур на антената.
The недостатъци на рамковата антена включват следното.
- Ефективността на предаване на контура на антената е изключително лоша.
- Тази антена не е подходяща за високи честоти.
- Двете нули на модела на тази антена могат да доведат до 180 градуса неяснота.
- Тези антени имат слабо усилване, трудни за настройка и са изключително теснолентови.
- Имат намалена преносимост.
- Рамковите антени като пеленгатори не са в състояние да разграничат пеленга на далечен предавател и неговия взаимен пеленг
- Ефективността на антените с малки контури е лоша, така че те се използват при по-ниски честоти като приемни антени.
- Антените с малки контури имат изключително ниски стойности на устойчивост на излъчване, поради което има загуба на мощност под формата на топлина поради високото ниво на токов поток.
Приложения/Използване
Употребите или приложенията на кръговите антени включват следното.
- Тези антени се използват в безжичните мрежи комуникационни системи като безжични сензорни мрежи (WSN), безжичен трансфер на енергия (WPT) системи и RFID системи.
- Тези антени се използват в широк спектър от приложения.
- Те се използват в приемни системи за излъчване и за AM радио, те служат като вградени антени.
- Големи рамкови антени се използват в оборудване за насочване в приемници на самолети и нискочестотни RFID системи.
- Те се използват в HF, MF и приемници за къси вълни.
- Тези антени се използват в UHF предаватели.
- Тези антени се използват за приемане на високочестотни вълни в радиоприемниците.
- Те се използват за приемане на излъчван сигнал в обхватите на дълги и средни вълни.
- Тези антени са много популярни в радиолюбителската общност за използване във високочестотната лента.
- Тези антени се използват в безжични устройства с малък обхват и RFID системи с увеличаване на безжичната комуникация и Интернет на нещата (IoT).
По този начин, това е преглед на кръговата антена , работа, видове, предимства, недостатъци и приложения. Тези антени са гъвкави радиокомуникационни устройства, които са добре известни със своите насочени свойства, гъвкавост, устойчивост на електрически смущения и компактен размер. Тези антени работят на базата на електромагнитна индукция и се използват в съвременни комуникационни системи, радиокомуникации, намиране на радиооткриване, късовълново радио приемане и т.н. Ето един въпрос към вас, какво е диполна антена?
