Антена је ваздушна или метална структура која претвара електричну струју у ЕМ (електромагнетне) таласе. Они се углавном користе за пренос и пријем нејонизујућих електромагнетних поља, која укључују микроталасе, радио таласе, ИР зрачење и видљиву светлост. Антене су доступне у различитим типовима, величинама и облицима. Мале антене се користе на крову вашег дома за гледање телевизије, док се велике антене користе за хватање сигнала из сателити . Слично томе, кружна антена у радио комуникацији је веома популаран претварач због својих јединствених карактеристика, као и због своје разноврсне примене. Познавајући основне концепте и предности ове антене, можемо знати њихов значај у савременим комуникационим системима. Дакле, овај чланак пружа кратке информације о кружна антена , њихове врсте, рад и њихове примене.
Шта је кружна антена?
Дефиниција оквирне антене је; врста радио антене која се формира од намотаја жице или петље савијањем у облик петље. Петља ове антене носи струју радио фреквенције. Петља антене може варирати у облику, величини и оријентацији што утиче на перформансе антене. Тхе симбол кружне антене је приказано испод.
Ефикасност оквирне антене се углавном одређује кроз њене димензије и радну фреквенцију. Мањи типови су осетљиви, посебно на магнетну компоненту електромагнетног поља, тако да су ове антене познате као антене са магнетном петљом. Карактеристике ове антене ће их учинити мање рањивим на сметње и електрични шум, тако да је веома корисна за апликације као што су аматерске радио комуникације и краткоталасни радио пријем.
Дизајн и рад кружне антене
Ова антена је дизајнирана са калемом који носи струју радио фреквенције. Ова петља може бити у било ком облику савијањем жице у различите облике, тако облици кружних антена аре; правоугаони, кружни, квадратни, шестоугаони или троугласти на основу погодности дизајнера. Струја кроз ову антену ће бити унутар фазе и магнетно поље је окомито на комплетну петљу која носи струју.
Ове антене обично раде на основу електромагнетна индукција принцип који значи да кад год је присутна РФ енергија онда генерише наизменично магнетно поље, које заузврат индукује струју унутар петље, чиме се омогућава пренос (или) пријем сигнала. Струја унутар петље ће створити електрично поље које емитује енергију попут електромагнетног таласа омогућавајући радио комуникацију. Тхе фреквенција оквирне антене креће се од 300МХз – 3ГХз. Перформансе ове антене могу се побољшати бројним мерама као што су побољшања у облику антене и конструкцијском материјалу петље.
Карактеристике кружне антене су исте као монопол и дипол по томе што су јефтине и веома једноставне за конструисање. Ове антене су доступне у различитим облицима иако су основне карактеристике дијаграма зрачења углавном независне од облика петље. Слично као код монопола и дипола, електрична дужина утиче на ефикасност антене, електрична величина петље ће одредити ефикасност антене.
Врсте кружних антена
Постоје различите врсте петљних антена на основу различитих фактора као што су; величина петље, конфигурација и оријентација о којима се говори у наставку.
Мале петљне антене
Мали или магнетни типови
имају мањи обим који је < 1/10 таласне дужине радне фреквенције. Ове врсте антена су веома компактни, па се користе у преносивим апликацијама и инсталацијама са ограниченим простором. Ове антене могу дати добре перформансе упркос својој малој величини; појачање и ефикасност зрачења и посебно када се подеси преко кондензатора.
Оне се углавном користе као пријемне антене, иако се понекад користе за пренос ретко упркос њиховој смањеној ефикасности и мањим петљама обима. Најбољи пример мање кружне антене је феритна антена или петљаста антена која се користи скоро у АМ радио станицама. Дијаграм зрачења ових антена је највећи у правцима у равни петље, тако да је окомит на максимум великих петљи.
Велике петље антене
Ове антене су такође познате као пуноталасне петље или саморезонантне петље где ове антене имају >1/10 обима радне фреквенције таласна дужина . Ове антене су веома ефикасне у поређењу са другим типовима антена у погледу преноса и пријема. Ове антене имају веће појачање у поређењу са малим кружним антенама.
Тако да се могу користити у разним апликацијама као што су; радио пеленат, радио астрономија и комуникација на даљину. Шема зрачења ове антене је дијаграм зрачења са два режња на њиховом отварању, који има врхунац у оба смера, а резонанције пуног таласа су окомите на раван петље.
Вишеокретне петљасте антене
Ове антене имају различите завоје жице (или) другог проводног материјала који повећава ефикасан регион петље. Ове антене имају побољшано појачање и већу отпорност на зрачење у поређењу са петљама са једним окретом. Ове антене се користе у различитим апликацијама као што су; проналажење радио правца, нискофреквентна комуникација и детекција магнетног поља.
Хоризонталне петљне антене
Окружна антена која је оријентисана хоризонтално позната је као хоризонтална петљаста антена. Ове врсте антена се називају и небеске антене које се обично користе за комуникацију великог домета због њихове способности да ухвате сигнале који се рефлектују из јоносфере.
Вертикалне петљне антене
Оквирна антена која је вертикално оријентисана је позната као вертикална оквирна антена. Ове антене су веома ефикасне док хватају сигнале земаљских таласа. Ове врсте антена се често користе за проналажење правца и комуникацију кратког домета.
Радиатион Паттерн
Тхе дијаграм зрачења оквирне антене је приказано испод. Образац зрачења ове антене је сличан кратком хоризонталном диполна антена . На следећој слици, обрасци зрачења за различите углове петље су веома јасно приказани. Тангентне линије на нула степени указују на вертикалну поларизацију, док линија на 90° указује на хоризонталну поларизацију.
Тхе поларизација оквирне антене је хоризонтално или вертикално поларизован на основу положаја извора. Хоризонтална поларизација је одређена на средини хоризонталне стране, док је вертикална поларизација одређена на средини вертикалне стране на основу облика антене. Уопштено говорећи, мала петљаста антена је линеарно поларизована, тако да кад год се ова антена налази на врху покретног пријемника где је о/п пријемника повезан директно са мерачем, онда постаје велики трагач правца.
Предности и мане
Тхе предности кружних антена укључи следеће.
- Величина кружне антене је компактна и једноставна за дизајн, што омогућава флексибилност и преносивост у постављању.
- Они су јефтини и нису једноставно де-подешени покретима руку.
- Оне могу да раде у близини других врста антена без икаквих сметњи.
- Ове антене су лагане.
- Погодан је за преносиве апликације као што је проналажење правца итд.
- Ове антене су доступне у различитим варијантама као што су; Адцоцк антена, антена са листовима детелине, Алфордова петља, Белини-Тоси антена и још много тога.
- Ове антене имају посебно мале петље које пружају бројне кључне предности у радио комуникацији јер показују ниску буку електричног поља и чине их изванредним за употребу на локацијама са високим сметњама.
- Ове антене показују усмерене шеме зрачења и веома су корисне у одређеним ситуацијама.
- Мала петља ове антене се обично користи као магнетни дипол.
- Ова антена има својства усмерености.
- У овој антени, индуковани ЕМФ око петље антене мора бити еквивалентан само варијацији између две вертикалне стране.
- Шема зрачења ове антене не зависи од облика петље.
- Струје су у сличним фазама и величинама у целој петљи антене.
Тхе недостаци оквирне антене укључи следеће.
- Ефикасност преноса антенске петље је изузетно лоша.
- Ова антена није погодна за високе фреквенције.
- Две нуле шаблона ове антене могу да доведу до 180 степени двосмислености.
- Ове антене имају слабо појачање, тешко их је подесити и изузетно су ускопојасне.
- Имају смањену преносивост.
- Окружне антене као трагачи правца нису у стању да направе разлику између удаљеног смера предајника и његовог међусобног правца
- Ефикасност антена са малим петљама је слаба, па се оне користе на нижим фреквенцијама као пријемне антене.
- Антене са малим петљама имају изузетно ниске вредности отпорности на зрачење, тако да долази до губитка снаге у виду топлоте због високог нивоа протока струје.
Апликације/употребе
Употреба или примена кружних антена укључује следеће.
- Ове антене се користе у бежичној мрежи комуникационих система као бежичне сензорске мреже (ВСНс), бежични пренос енергије (ВПТ) системи и РФИД система.
- Ове антене се користе у широком спектру апликација.
- Користе се у системима пријемника за емитовање и за АМ радио, служе као уграђене антене.
- Велике петљне антене се користе у опреми за одређивање правца у пријемницима авиона и нискофреквентним РФИД системима.
- Користе се у ХФ, МФ и краткоталасним пријемницима.
- Ове антене се користе у оквиру УХФ предајника.
- Ове антене се користе за пријем високофреквентних таласа унутар радио пријемника.
- Они се користе за пријем сигнала емитовања у дуготаласном и средњеталасном опсегу.
- Ове антене су веома популарне у радио-аматерској заједници за употребу у високофреквентном опсегу.
- Ове антене се користе у бежичним уређајима кратког домета и РФИД системима са повећањем бежичне комуникације и Интернет Ствари (ИоТ).
Дакле, ово је преглед оквирне антене , рад, врсте, предности, мане и његове примене. Ове антене су флексибилни радио комуникациони уређаји који су добро познати по својим својствима усмерености, свестраности, отпорности на електричне сметње и компактној величини. Ове антене раде на бази електромагнетне индукције и користе се у савременим комуникационим системима, радио комуникацији, радио детекторском налазу, краткоталасном радио пријему итд. Ево једно питање за вас шта је диполна антена?
