Loop antenna nima?
Halqa antennasi bir yoki bir nechta o'tkazuvchan elementlarni yopiq yo'lga joylashtirish va strukturaga RF signalini berish orqali hosil qilinadi. Halqa dumaloq, kvadrat, to'rtburchak, uchburchak, elliptik yoki ma'lum mexanik va elektr talablariga javob beradigan boshqa shaklda ishlab chiqilgan bo'lishi mumkin.
Tez javob:Halqa antennasi RF energiyasini uzatish yoki qabul qilish uchun yopiq o'tkazuvchan yo'ldan foydalanadi. Elektr jihatidan kichik halqalar taxminan magnit dipollar kabi ishlaydi, katta rezonansli halqalar esa notekis tok taqsimotiga va yuqori nurlanish qarshiligiga ega.
An'anaviydan farqli o'laroqdipol antennasi, asosan elektr toki elementi bilan bog'liq bo'lgan elektr jihatdan kichik halqa taxminan magnit dipol kabi ishlaydi. Uning ishlashi elektromagnit to'lqinning magnit maydon komponenti bilan chambarchas bog'liq bo'lib, halqa antennalarini ayniqsa qabul qilish, yo'nalishni aniqlash, yaqin maydonni aniqlash, RFID va elektromagnit o'lchash tizimlarida foydali qiladi.
Halqa antennalari bitta chastota diapazoni bilan cheklanmaydi. Ularning ish chastotasi halqa aylanasining to'lqin uzunligiga, burilishlar soniga, o'tkazgich o'lchamlariga, yuklash komponentlariga, oziqlantirish tuzilishiga va atrofdagi o'rnatish muhitiga bog'liq. Shuning uchun halqa dizaynlarini past chastotali qabul qilish tizimlaridan tortib UHF va mikroto'lqinli dasturlargacha topish mumkin.
Asosiy tuzilish va ishlash printsipi
RF oqimi o'tkazuvchan halqa atrofida oqganda, u halqa tekisligiga taxminan perpendikulyar magnit maydon hosil qiladi. Qabul qilish jarayonida halqadan o'tadigan o'zgaruvchan magnit maydon uning terminallarida kuchlanishni keltirib chiqaradi.
Qabul qilingan signalning kuchi bir nechta omillarga bog'liq:
- Halqa maydoni
- Burilishlar soni
- Ishlash chastotasi
- Kiruvchi maydonga nisbatan yo'nalish
- Supero'tkazuvchilar qarshiligi
- Tarmoqni sozlash va moslashtirish
- Qalqon va yaqin atrofdagi metall konstruksiyalar
Elektr jihatidan kichik halqa uchun tok kattaligi va fazasi o'tkazgich atrofida taxminan bir xil deb hisoblanishi mumkin. Bu taxmin aylana kattalashgan sari kamroq aniq bo'ladi. Rezonansli katta halqada tok taqsimoti struktura atrofida sezilarli darajada o'zgaradi va kichik magnit halqaning nurlanish xususiyatlaridan farq qiladi.
Kichik halqali antennalar
Kichik halqali antennaning aylanasi ishchi to'lqin uzunligidan ancha kichikroq. Tez-tez ishlatiladigan muhandislik taxminiyligi:
C ≤ 0.1λ
bu yerda C halqa aylanasi va λ to'lqin uzunligi.
Kichik elektr o'lchamlari tufayli kichik halqa odatda past nurlanish qarshiligiga ega. Shuning uchun o'tkazgichning yo'qolishi uning umumiy kirish qarshiligining muhim qismini tashkil qilishi mumkin, bu esa antenna uzatish uchun ishlatilganda nurlanish samaradorligini pasaytiradi.
Kichik halqalar ham yuqori induktivlikka ega va ko'pincha sozlash kondensatori yoki mos keladigan tarmoqni talab qiladi. Rezonansga sozlanganda, ular foydali qabul qilish sezgirligini ta'minlashi mumkin, ammo ularning yuqori sifat koeffitsienti nisbatan tor ish o'tkazish qobiliyatiga olib kelishi mumkin.
Bu xususiyatlar kichik halqa antennalarini yomon qilmaydi. Buning o'rniga, ular, ayniqsa, ixcham o'lcham, magnit maydon javobi, yo'nalishli nollar yoki tor polosali selektivlik yuqori nurlanish samaradorligidan muhimroq bo'lgan ilovalar uchun mos keladi.
Katta halqali antennalar
Ba'zan rezonansli halqa deb ataladigan katta halqa endi elektr jihatdan kichik bo'lmagan aylanaga ega. Umumiy dizaynda bir to'lqin uzunligiga yaqin aylana ishlatiladi:
C ≈ λ
Bu holda, tok kontur bo'ylab bir xil emas. Uning amplitudasi va fazasi o'tkazgich bo'ylab o'zgaradi, bu esa yanada murakkab maydon taqsimotini hosil qiladi.
Elektr jihatidan kichik halqalar bilan solishtirganda, rezonansli halqalar odatda yuqori nurlanish qarshiligini va uzatish samaradorligini oshiradi. Ular amaliy uzatish yoki qabul qilish antennalari sifatida ishlatilishi mumkin, garchi ularning impedansi, qutblanishi va nurlanish shakli aylana, shakl, uzatish holati va o'rnatish muhitiga kuchli bog'liq bo'lsa ham.
Dumaloq va kvadrat to'liq to'lqinli halqalar keng tarqalgan konfiguratsiyalardir. Kvadrat halqani ishlab chiqarish va o'rnatish osonroq bo'lishi mumkin, aylana halqa esa silliq va nosimmetrik geometriyani ta'minlaydi. Ikkalasi ham o'xshash elektr aylanasiga ega bo'lganda, ularning umumiy ishlashi taqqoslanishi mumkin, ammo aniq impedans va naqsh xususiyatlari farq qiladi.
Kichik halqa va katta halqa antennasi
Eng muhim farq jismoniy shakl emas, balki elektr o'lchamidir. Quyidagi jadvalda odatiy muhandislik farqlari umumlashtirilgan.
| Dizayn omili | Kichik halqa antennasi | Katta halqa antennasi |
|---|---|---|
| Elektr aylanasi | Odatda 0,1λ dan katta emas | Ko'pincha rezonans uchun bitta to'lqin uzunligiga yaqin joyda ishlab chiqilgan |
| Joriy taqsimot | Taxminan kattalik va fazada bir xil | Supero'tkazuvchilar atrofida o'zgaradi |
| Radiatsiyaga chidamlilik | Kam, shuning uchun o'tkazgichning yo'qolishi samaradorlikka kuchli ta'sir qilishi mumkin | Yuqori va odatda uzatish uchun ko'proq mos keladi |
| Tyuning va moslashtirish | Odatda induktiv va ko'pincha kondansatör bilan sozlangan | Aylana, shakl va ovqatlanish holatiga bog'liq |
| Radiatsiya naqshlari | Chuqur eksenel nollarga ega magnit-dipol naqsh | Keyinchalik murakkab va kuchli geometriyaga bog'liq |
| Odatdagi ilovalar | Qabul qilish, yo'nalishni aniqlash, yaqin maydonni aniqlash va RFID | Aloqa tizimlarini qabul qilish va uzatish |
1-rasm. Dumaloq va kvadrat halqali antenna konfiguratsiyalariga misollar.
Loop antenna nurlanish naqshlari
Elektr jihatidan kichik halqaning nurlanish shakli ideal magnit dipolning nurlanish shakliga o'xshaydi. Nurlanish halqa tekisligiga perpendikulyar o'q bo'ylab minimal va halqa tekisligi ichida joylashgan yo'nalishlarda eng kuchli bo'ladi.
Uch o'lchamda idealizatsiya qilingan naqsh halqa o'qini o'rab turgan torusga o'xshaydi. Kichik halqa vertikal ravishda o'rnatilganda, uning gorizontal tekislikdagi javobi odatda sakkiz shaklga ega bo'lib, halqa tekisligiga normal bo'lgan ikkita chuqur nolga ega.
Bu nollar yo'nalishni aniqlash va shovqinlarni bostirish uchun foydalidir. Qabul qilingan signal minimal darajaga yetguncha antennani aylantirish orqali operator signal manbasiga qarab yoki undan uzoqroq yo'nalish chizig'ini aniqlashi mumkin.
Maksimal javob yo'nalishi, nol chuqurlik va qutblanish halqa yo'nalishiga, oziqlantirish tartibiga, o'rnatish balandligiga, o'tkazgich geometriyasiga va yaqin atrofdagi tuzilmalarga bog'liq. Shuning uchun qutblanish faqat oziqlantirish nuqtasining joylashuviga qarab tavsiflanmasligi kerak.
Gorizontal, vertikal va aylana shaklidagi qutblanish haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun bizning qo'llanmamizga qarangantenna qutblanishi.
2-rasm. Turli balandlik burchaklaridagi halqa antennasining illyustratsion nurlanish naqshlari.
Oziqlantirish, sozlash va impedansni moslashtirish
Halqa antennasining kirish empedansi uning elektr o'lchamiga juda bog'liq.
Kichik halqa odatda induktiv reaktivlik va past nurlanish qarshiligiga ega. Kerakli chastotada rezonansli zanjir hosil qilish uchun o'zgaruvchan yoki sobit kondensator ulanishi mumkin. Transformator ulanishi, gamma moslashuvi, sig'imli ulanish yoki faol kuchaytirgich sxemalari antennani qabul qilgich yoki 50 ohmli RF tizimi bilan ulash uchun ham ishlatilishi mumkin.
Uzatish dasturlari uchun o'tkazgich yo'qotilishi, kondensator yo'qotilishi va tokni boshqarish qobiliyati ehtiyotkorlik bilan ko'rib chiqilishi kerak. Kirish quvvati o'rtacha bo'lib ko'rinsa ham, sozlangan konturda yuqori aylanma tok paydo bo'lishi mumkin.
Katta rezonansli halqalar yuqori nurlanish qarshiligiga ega, ammo baribir tegishli ozuqa joylashtirish va impedans o'zgarishini talab qiladi. Oziqlantirish kabelining nurlanish tizimining bir qismiga aylanishining oldini olish uchun muvozanatli ozuqa yoki balun kerak bo'lishi mumkin.
Halqa shakli va burilishlar soni
Halqa antennasi mukammal dumaloq bo'lishi shart emas. Dumaloq, kvadrat va to'rtburchak halqalar eng keng tarqalgan, chunki ularni hisoblash va ishlab chiqarish nisbatan oson.
Bir nechta o'girilishlarni qo'shish induktsiyalangan qabul qilish kuchlanishi va induktivligini oshiradi. Biroq, u shuningdek, o'tkazgich yo'qotilishini, taqsimlangan sig'im va o'z-o'zidan rezonans effektlarini oshiradi. Ko'proq o'girilishlar avtomatik ravishda yaxshiroq keng polosali ishlashni ta'minlamaydi.
Ferrit tayoqchalari yoki magnit yadrolari ko'pincha ixcham MF va AM qabul qiluvchi antennalarda ishlatiladi. Magnit material magnit oqimni o'rash orqali jamlaydi, bu esa jismonan kichik strukturaning foydali qabul qilish sezgirligini ta'minlashga imkon beradi.
Yuqori chastotalarda bosilgan halqalar, mikrostrip halqalari va o'rnatilgan halqa tuzilmalari RFID, simsiz sensorlar, aloqa terminallari va RF o'lchash moslamalari uchun to'g'ridan-to'g'ri elektron platalarda ishlab chiqarilishi mumkin.
Loop antennalarining afzalliklari
Loop antennalari bir qator amaliy afzalliklarni taklif etadi:
- Yilni mexanik tuzilish
- Bir nechta mumkin bo'lgan shakllar va o'rnatish formatlari
- Foydali magnit maydon sezgirligi
- Kichik halqali dizaynlarda chuqur yo'nalishli nulllar
- Yo'nalishni aniqlash va shovqinlarni rad etish uchun javob beradi
- Tyuning va faol sxemalar bilan oson integratsiya
- LF, HF, VHF, UHF va mikroto'lqinli dizaynlar uchun kengaytirilishi mumkin
Dizayn cheklovlari
Muhim cheklovlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- Elektr jihatidan kichik dizaynlarda past nurlanish qarshiligi
- Supero'tkazuvchilarning yo'qolishi sezilarli bo'lganda uzatish samaradorligining pasayishi
- Yuqori Q sozlangan halqalarda tor o'tkazish qobiliyati
- Yaqin atrofdagi metall buyumlarga sezgirlik
- Potensial yuqori aylanma oqim va kuchlanish
- Ehtiyotkorlik bilan empedansni moslashtirish zarurati
- Besleme kabellari va o'rnatish inshootlari tufayli naqsh buzilishi
Odatdagi ilovalar
Loop antennalari quyidagi sohalarda keng qo'llaniladi:
- AM, MF, HF va qisqa to'lqinli qabul qilgichlar
- Radio yo'nalishni aniqlash uskunalari
- RFID va yaqin masofali aloqa tizimlari
- EMI va EMC magnit maydonini o'lchash
- Spektr monitoringi va maydon kuchini sinash
- Induktiv aloqa va simsiz quvvat tizimlari
- Portativ va transport vositasiga o'rnatiladigan qabul qilish platformalari
- Bosilgan RF va mikroto'lqinli sxemalar
- Antennani tadqiq qilish, kalibrlash va o'lchash
Elektromagnit diffuziya va maydon kuchini o'lchash uchun kalibrlangan halqa antennalari, ayniqsa, RF muhitining magnit maydon komponentini baholash kerak bo'lganda foydalidir. Aloqa va monitoring tizimlarida ularning yo'nalishli nollari shovqinni kamaytirishga yoki noma'lum signalning yo'nalishini aniqlashga yordam beradi.
Muhandislik ahamiyati
Halqa antennalari elektr o'lchami, tok taqsimoti, magnit maydon ulanishi va impedans moslashuvi antennaning ishlashiga qanday ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Jismoniy jihatdan o'xshash halqa, uning atrofi va ish chastotasiga qarab, ixcham magnit qabul qiluvchi antenna, tor polosali rezonans sensori, to'liq to'lqinli uzatuvchi antenna yoki yaqin maydonli ulash elementi sifatida ishlashi mumkin.
RF MISO RF sinovlari, aloqa, radar,antennani o'lchashva tizim integratsiyasi. Halqa antennasi kabi asosiy tuzilmalarni tushunish muhandislarga antenna tizimini tanlash yoki ishlab chiqishda chastota diapazoni, kuchaytirish, qutblanish, impedans, o'tkazish qobiliyati, nurlanish samaradorligi va yo'nalishli javobni baholashga yordam beradi.
Tez-tez so'raladigan savollar
Loop antenna nima uchun ishlatiladi?
Halqa antennalari radio qabul qilish, yo'nalishni aniqlash, RFID va yaqin maydon aloqasi, EMI va EMC o'lchovlari, simsiz sensorlar va halqa kerakli chastota va quvvat darajasi uchun mo'ljallangan bo'lsa, uzatish yoki qabul qilish tizimlari uchun ishlatiladi.
Kichik halqali va katta halqali antenna o'rtasidagi farq nima?
Kichik halqaning aylanasi to'lqin uzunligidan ancha kichikroq, shuning uchun uning oqimi taxminan bir xil va nurlanish qarshiligi past. Katta yoki rezonansli halqaning aylanasi bir to'lqin uzunligiga yaqinroq, tokning notekis taqsimlanishi va odatda yuqori nurlanish qarshiligi va uzatish samaradorligiga ega.
Halqa antennasining nurlanish shakli qanday?
Ideal elektr jihatdan kichik halqa halqa tekisligiga perpendikulyar o'q bo'ylab minimal nurlanishga va halqa tekisligi ichidagi yo'nalishlarda maksimal nurlanishga ega. Vertikal ravishda o'rnatilganda, uning gorizontal tekislikdagi naqshi odatda ikkita chuqur yo'nalishli nollarga ega sakkizinchi shaklga ega bo'ladi.
Loop antennasiga sozlash kondensatori kerakmi?
Elektr jihatidan kichik halqalar odatda induktiv bo'lib, ish chastotasida rezonans hosil qilish uchun odatda sozlash kondensatori yoki mos keladigan tarmoqni talab qiladi. Katta rezonansli halqa o'zining atrofi, shakli, oziqlantirish holati va nishon impedansiga qarab boshqa moslashtirish tartibidan foydalanishi mumkin.
Antennalar haqida ko'proq bilish uchun quyidagi manzilga tashrif buyuring:
Nashr vaqti: 2026-yil 31-iyul
