O antenă este o structură aeriană sau metalică care transformă curentul electric în unde EM (electromagnetice). Acestea sunt utilizate în principal pentru transmiterea și recepția câmpurilor electromagnetice neionizante, care includ microunde, unde radio, radiații IR și lumină vizibilă. Antenele sunt disponibile în diferite tipuri, dimensiuni și forme. Antenele mici sunt folosite pe acoperișul casei dvs. pentru a viziona la televizor, în timp ce antenele mari sunt folosite pentru a capta semnale de la sateliți . În mod similar, o antenă buclă în comunicațiile radio este un traductor foarte popular datorită caracteristicilor sale unice, precum și aplicațiilor sale versatile. Cunoscând conceptele de bază și beneficiile acestei antene, putem cunoaște semnificația acestora în sistemele moderne de comunicații. Deci, acest articol oferă informații scurte despre antenă buclă , tipurile, funcționarea și aplicațiile lor.
Ce este o antenă buclă?
O definiție de antenă buclă este; un tip de antenă radio care se formează cu o bobină de sârmă sau buclă prin îndoirea într-o formă de buclă. Bucla acestei antene transportă un curent de radiofrecvență. Buclea antenei poate varia ca formă, dimensiune și orientare, ceea ce influențează performanța antenei. The simbolul antenei bucle este prezentat mai jos.
Eficiența antenei bucle este determinată în principal de dimensiunile și frecvența de funcționare. Tipurile mai mici sunt sensibile, în special la componenta magnetică a câmpului electromagnetic, astfel încât aceste antene sunt cunoscute ca antene cu buclă magnetică. Caracteristica acestei antene le va face mai puțin vulnerabile la interferențe și zgomot electric, deci este foarte benefică pentru aplicații precum comunicațiile radio amatorilor și recepția radio cu unde scurte.
Proiectare și funcționare a antenei bucle
Această antenă este proiectată cu o bobină care transportă un curent de radiofrecvență. Această buclă poate fi sub orice formă prin îndoirea sârmei în diferite forme, deci forme de antene cu buclă sunt; dreptunghiular, circular, pătrat, hexagonal sau triunghiular, în funcție de comoditatea designerului. Curentul din această antenă va fi în faza, iar câmpul magnetic este perpendicular pe bucla completă care transportă curentul.
Aceste antene funcționează în mod normal pe baza inductie electromagnetica principiul care înseamnă că ori de câte ori este prezentă energie RF, atunci aceasta generează un câmp magnetic alternativ, care la rândul său induce un curent în buclă, permițând astfel transmiterea (sau) recepția semnalelor. Curentul din buclă va crea un câmp electric care emite energie ca o undă electromagnetică, permițând comunicația radio. The frecvența antenei bucle variază de la 300MHz la 3GHz. Performanța acestei antene poate fi îmbunătățită prin numeroase măsuri, cum ar fi îmbunătățirea formei antenei și materialul de construcție al buclei.
Caracteristicile antenei bucle sunt aceleași cu monopolurile și dipolii, prin aceea că sunt ieftine și foarte ușor de construit. Aceste antene sunt disponibile în diferite forme, deși caracteristicile fundamentale ale modelului de radiație sunt în principal independente de forma buclei. Similar cu monopolurile și dipolii, lungimea electrică afectează eficiența antenei, dimensiunea electrică a buclei va determina eficiența antenei.
Tipuri de antenă buclă
Există diferite tipuri de antene bucle bazate pe diferiți factori, cum ar fi; dimensiunea buclei, configurația și orientarea care sunt discutate mai jos.
Antene bucle mici
Tipuri mici sau magnetice
au o circumferință mai mică, care este < 1/10 din lungimea de undă a frecvenței de operare. Aceste tipuri de antene sunt foarte compacte, deci sunt utilizate în aplicații portabile și instalații cu spațiu limitat. Aceste antene pot oferi performanțe bune în ciuda dimensiunilor lor mici; câștig și eficiența radiațiilor și în special atunci când sunt reglate printr-un condensator.
Acestea sunt utilizate în principal ca antene de recepție, deși uneori acestea sunt folosite pentru transmisie rar, în ciuda eficienței reduse și a buclelor de circumferință mai mici. Cel mai bun exemplu de antenă buclă mai mică este o antenă din ferită sau o antenă cu buclă care este folosită aproape în radiourile de difuzare AM. Modelul de radiație al acestor antene este cel mai înalt în direcțiile din planul buclei, deci este perpendicular pe maximul buclelor mari.
Antene bucle mari
Aceste antene sunt cunoscute și sub denumirea de bucle cu undă completă sau antene cu buclă autorezonante, unde aceste antene au > 1/10-a circumferință a frecvenței de operare. lungime de undă . Aceste antene sunt foarte eficiente în comparație cu alte tipuri de antene atât în ceea ce privește transmisia, cât și recepția. Aceste antene au un câștig mai mare în comparație cu antenele bucle mici.
Deci, acestea pot fi utilizate în diverse aplicații, cum ar fi; găsirea direcției radio, radioastronomie și comunicare la distanță lungă. Modelul de radiație al acestei antene este un model de radiație cu doi lobi la deschiderea lor, cu vârf în ambele direcții, iar rezonanțe de undă completă sunt perpendiculare pe planul buclei.
Antene buclă cu mai multe ture
Aceste antene au diferite spire de sârmă (sau) alt material conducător care mărește regiunea eficientă a buclei. Aceste antene au un câștig îmbunătățit și o rezistență mai mare la radiații în comparație cu buclele bazate pe o singură tură. Aceste antene sunt utilizate în diferite aplicații, cum ar fi; găsirea direcției radio, comunicarea de joasă frecvență și detectarea câmpului magnetic.
Antene buclă orizontale
Antena buclă care este orientată orizontal este cunoscută ca antenă buclă orizontală. Aceste tipuri de antene sunt, de asemenea, numite antene skywave, care sunt utilizate în mod obișnuit pentru comunicații pe distanță lungă, datorită capacității lor de a capta semnale care sunt reflectate din ionosferă.
Antene cu buclă verticală
Antena buclă care este orientată vertical este cunoscută ca antenă buclă verticală. Aceste antene sunt foarte eficiente în timp ce captează semnalele undelor de sol. Aceste tipuri de antene sunt frecvent utilizate pentru găsirea direcției și comunicațiile pe distanță scurtă.
Modelul de radiații
The modelul de radiație al antenei buclă este prezentat mai jos. Modelul de radiație al acestei antene este similar cu o orizontală scurtă antenă dipol . În figura următoare, modelele de radiație pentru diferite unghiuri de buclă sunt prezentate foarte clar. Liniile tangente la zero grade indică polarizarea verticală, în timp ce linia de la 90° indică polarizarea orizontală.
The polarizarea antenei buclă este polarizat orizontal sau vertical în funcție de poziția alimentării. Polarizarea orizontală este specificată la mijlocul părții orizontale, în timp ce polarizarea verticală este specificată la mijlocul părții verticale pe baza formei antenei. În general, o antenă buclă mică este una polarizată liniar, așa că ori de câte ori această antenă este situată deasupra unui receptor mobil, unde o/p-ul receptorului este conectat direct la un contor, atunci devine un radiogonizor mare.
Avantaje și dezavantaje
The avantajele antenelor buclă includ următoarele.
- Dimensiunea antenei buclă este compactă și simplu de proiectat, ceea ce permite flexibilitate și portabilitate în plasare.
- Acestea sunt ieftine și nu sunt pur și simplu detonate cu mișcări ale mâinii.
- Acestea sunt capabile să funcționeze lângă alte tipuri de antene fără interferențe.
- Aceste antene sunt ușoare.
- Este potrivit pentru aplicații portabile, cum ar fi găsirea direcției etc.
- Aceste antene sunt disponibile în diferite soiuri, cum ar fi; Antenă Adcock, antenă cloverleaf, buclă Alford, antenă Bellini-Tosi și multe altele.
- Aceste antene au bucle deosebit de mici, care oferă numeroase beneficii cheie în comunicațiile radio, deoarece prezintă un zgomot scăzut de câmp electric și le fac remarcabile pentru utilizare în locații cu interferență ridicată.
- Aceste antene prezintă modele direcționale de radiație și sunt foarte utile în anumite situații.
- O buclă mică a acestei antene este utilizată în mod normal ca dipol magnetic.
- Această antenă are proprietăți direcționale.
- În această antenă, EMF indus în jurul buclei antenei trebuie să fie echivalent doar cu variația dintre cele două fețe verticale.
- Modelul de radiație al acestei antene nu depinde de forma buclei.
- Curenții sunt la faze și magnitudini similare pe tot parcursul buclei antenei.
The dezavantajele antenei buclă includ următoarele.
- Eficiența de transmisie a buclei antenei este extrem de slabă.
- Această antenă nu este potrivită pentru frecvențe înalte.
- Cele două valori nule ale modelului acestei antene pot duce la 180 de grade de ambiguitate.
- Aceste antene au un câștig slab, greu de reglat și sunt de bandă extrem de îngustă.
- Au portabilitate redusă.
- Antenele bucle ca radiogonitori nu sunt capabile să facă distincția între un lagăr de emițător îndepărtat și rulmentul său reciproc
- Eficiența antenelor cu bucle mici este slabă, astfel încât acestea sunt utilizate la frecvențe mai mici ca antene de recepție.
- Antenele cu bucle mici au valori extrem de scăzute de rezistență la radiație, astfel există o pierdere de putere sub formă de căldură din cauza nivelului ridicat al fluxului de curent.
Aplicații/Utilizări
Utilizările sau aplicațiile antenelor buclă includ următoarele.
- Aceste antene sunt folosite în wireless sisteme de comunicații ca rețele de senzori fără fir (WSN-uri), transfer de putere fără fir (WPT) sisteme și RFID sisteme.
- Aceste antene sunt utilizate într-un spectru larg de aplicații.
- Acestea sunt utilizate în sistemele de recepție de transmisie și pentru radio AM, ele servesc ca antene încorporate.
- Antenele bucle mari sunt utilizate în echipamentele de găsire a direcției din receptoarele pentru avioane și sistemele RFID de joasă frecvență.
- Acestea sunt utilizate în receptoarele HF, MF și unde scurte.
- Aceste antene sunt utilizate în transmițătoarele UHF.
- Aceste antene sunt folosite pentru a recepționa unde de înaltă frecvență în receptoarele radio.
- Acestea sunt utilizate pentru recepția semnalului de difuzare în benzile de unde lungi și unde medii.
- Aceste antene sunt foarte populare în comunitatea radioamatorilor pentru utilizarea benzii de înaltă frecvență.
- Aceste antene sunt utilizate în dispozitive fără fir cu rază scurtă de acțiune și sisteme RFID odată cu creșterea comunicațiilor fără fir și internetul Lucrurilor (IoT).
Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra antenei buclă , funcționare, tipuri, avantaje, dezavantaje și aplicațiile sale. Aceste antene sunt dispozitive de comunicații radio flexibile, bine cunoscute pentru proprietățile lor direcționale, versatilitate, rezistență la interferențe electrice și dimensiuni compacte. Aceste antene funcționează pe bază de inducție electromagnetică și sunt utilizate în sistemele moderne de comunicații, comunicații radio, găsirea detecției radio, recepția radio cu unde scurte etc. Iată o întrebare pentru tine, ce este o antenă dipol?
