Antena lingkaran: jenis dan foto

2024 Pengarang: Leah Sherlock | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:44

Antena lingkaran tergolong dalam kelas antena gelombang bergerak. Julat operasi utamanya ialah desimeter dan sentimeter. Ia tergolong dalam kelas antena permukaan. Elemen utamanya ialah lingkaran yang disambungkan kepada garis sepaksi. Lingkaran mencipta corak sinaran dalam bentuk dua lobus yang dipancarkan sepanjang paksinya dalam arah yang berbeza.

Antena lingkaran berbentuk silinder, rata dan kon. Jika lebar julat operasi yang diperlukan ialah 50% atau kurang, maka heliks silinder digunakan dalam antena. Heliks kon menggandakan julat penerimaan berbanding dengan silinder. Dan yang rata sudah memberikan kelebihan dua puluh kali ganda. Yang paling popular untuk penerimaan dalam julat frekuensi VHF ialah antena radio silinder dengan polarisasi bulat dan perolehan isyarat keluaran yang tinggi.

Peranti antena

Bahagian utama antena ialah konduktor bergelung. Di sini, sebagai peraturan, dawai tembaga, tembaga atau keluli digunakan. Penyumpan disambungkan kepadanya. Ia direka untuk menghantar isyarat dari heliks ke rangkaian (penerima) dan sebaliknya (pemancar). Pengumpan adalah jenis terbuka dan tertutup. Pengumpan jenis terbuka adalahpandu gelombang tidak terlindung. Jenis tertutup mempunyai perisai khas terhadap gangguan, yang menjadikan medan elektromagnet dilindungi daripada pengaruh luar. Bergantung pada kekerapan isyarat, reka bentuk penyuap berikut ditentukan:

- sehingga 3 MHz: rangkaian berwayar terlindung dan tidak terlindung;

- 3 MHz hingga 3 GHz: wayar sepaksi;

- 3GHz hingga 300GHz: pandu gelombang logam dan dielektrik;

- lebih 300 GHz: garisan separa optik.

Satu lagi elemen antena ialah pemantul. Tujuannya adalah untuk memfokuskan isyarat pada heliks. Ia dibuat terutamanya daripada aluminium. Asas untuk antena ialah bingkai dengan pemalar dielektrik rendah, seperti buih atau plastik.

Pengiraan dimensi utama antena

Pengiraan antena lingkaran bermula dengan menentukan dimensi utama heliks. Mereka ialah:

- bilangan pusingan n;

- sudut pusing a;

- diameter lingkaran D;

- pic bagi lingkaran S;

- diameter reflektor 2D.

Perkara pertama yang perlu difahami semasa mereka bentuk antena heliks ialah ia adalah resonator (penguat) gelombang. Cirinya ialah galangan input yang tinggi.

Jenis gelombang teruja di dalamnya bergantung pada dimensi geometri litar penguatan. Pusingan lingkaran yang berdekatan mempunyai pengaruh yang sangat kuat terhadap sifat sinaran. Nisbah optimum:

D=λ/π, dengan λ ialah panjang gelombang, π=3, 14

S=0, 25 λ

a=12˚

Sebabλ ialah nilai yang berbeza-beza dan bergantung pada kekerapan, maka nilai purata penunjuk ini yang dikira oleh formula diambil dalam pengiraan:

λ min=c/f maks; λ maks=c/f min, dengan c=3×108 m/saat. (kelajuan cahaya) dan f maks, f min - parameter maksimum dan minimum frekuensi isyarat.

λ cf=1/2(λ min+ λ maks)

n=L/S, dengan L ialah jumlah panjang antena, ditentukan oleh formula:

L=(61˚/Ω)2 λ cf, di mana Ω ialah kedirektiviti bergantung kepada polarisasi antena (diambil daripada buku rujukan).

Pengkelasan mengikut julat pengendalian

Mengikut julat frekuensi utama, transceiver ialah:

1. Narrowband. Lebar rasuk dan impedans input sangat bergantung pada frekuensi. Ini menunjukkan bahawa antena boleh beroperasi tanpa menala semula hanya dalam spektrum panjang gelombang yang sempit, kira-kira 10% daripada lebar jalur relatif.

2. Julat yang luas. Antena sedemikian boleh beroperasi pada spektrum frekuensi yang luas. Tetapi parameter utamanya (SOI, corak sinaran, dsb.) masih bergantung pada perubahan dalam panjang gelombang, tetapi tidak sebanyak yang jalur sempit.

3. Bebas frekuensi. Adalah dipercayai bahawa di sini parameter utama tidak berubah apabila frekuensi berubah. Antena ini mempunyai kawasan aktif. Ia mempunyai keupayaan untuk bergerak di sepanjang antena tanpa mengubah dimensi geometrinya, bergantung pada perubahan dalam panjang gelombang.

Yang paling biasa ialah antena heliks jenis kedua dan ketiga. Jenis pertama digunakan apabilapeningkatan "kejelasan" isyarat pada frekuensi tertentu diperlukan.

Antena buatan sendiri

Industri ini menawarkan pelbagai jenis antena. Pelbagai harga boleh berbeza dari beberapa ratus hingga beberapa ribu rubel. Terdapat antena untuk televisyen, penerimaan satelit, telefon. Tetapi anda boleh membuat antena lingkaran dengan tangan anda sendiri. Ia tidak begitu sukar. Antena Wi-Fi heliks amat popular.

Ia amat relevan apabila perlu untuk menguatkan isyarat daripada penghala di beberapa rumah besar. Untuk melakukan ini, anda memerlukan wayar tembaga dengan keratan rentas 2-3 mm 2 dan panjang 120 cm. Ia perlu membuat 6 pusingan dengan diameter 45 mm. Untuk melakukan ini, anda boleh menggunakan tiub dengan saiz yang sesuai. Pemegang penyodok sesuai dengan baik (ia mempunyai diameter yang sama). Kami menggulung wayar dan mendapatkan lingkaran dengan enam pusingan. Kami membengkokkan hujung yang tinggal sedemikian rupa sehingga ia melepasi tepat melalui paksi lingkaran, "mengulangi"nya. Kami meregangkan bahagian skru supaya jarak antara lilitan berada dalam 28-30 mm. Kemudian kita teruskan ke pembuatan reflektor.

Untuk ini, sekeping aluminium bersaiz 15 × 15 cm dan tebal 1.5 mm boleh digunakan. Dari kosong ini kami membuat bulatan dengan diameter 120 mm, memotong tepi yang tidak perlu. Tebuk lubang 2mm di tengah bulatan. Kami memasukkan hujung lingkaran ke dalamnya dan memateri kedua-dua bahagian antara satu sama lain. Antena sudah siap. Kini anda perlu mengeluarkan wayar sinaran daripada modul antena penghala. Dan pateri hujung wayar denganhujung antena yang keluar dari pemantul.

433 MHz ciri antena

Pertama sekali, mesti dikatakan bahawa gelombang radio dengan frekuensi 433 MHz semasa perambatannya diserap dengan baik oleh tanah dan pelbagai halangan. Untuk penghantaran semulanya, pemancar kuasa rendah digunakan. Sebagai peraturan, pelbagai peranti keselamatan menggunakan frekuensi ini. Ia digunakan khas di Rusia, agar tidak mengganggu di udara. Antena heliks 433 MHz memerlukan keuntungan keluaran yang lebih tinggi.

Ciri lain menggunakan peralatan transceiver tersebut ialah gelombang julat ini mempunyai keupayaan untuk menambah fasa gelombang langsung dan pantulan dari permukaan. Ini sama ada boleh meningkatkan kekuatan isyarat atau melemahkannya. Daripada perkara di atas, kita boleh membuat kesimpulan bahawa pilihan penerimaan "terbaik" bergantung pada tetapan individu kedudukan antena.

Antena 433 MHz buatan sendiri

Mudah untuk membuat antena heliks 433 MHz dengan tangan anda sendiri. Dia sangat kompak. Untuk melakukan ini, anda memerlukan sekeping kecil dawai tembaga, tembaga atau keluli. Anda juga boleh menggunakan hanya wayar. Diameter wayar hendaklah 1 mm. Kami memutar 17 mandrel dengan diameter 5 mm. Kami meregangkan heliks supaya panjangnya ialah 30 mm. Dengan dimensi ini, kami menguji antena untuk penerimaan isyarat. Dengan menukar jarak antara selekoh, dengan meregangkan dan memampatkan heliks, kami mencapai kualiti isyarat yang lebih baik. Tetapi anda perlu tahu bahawa antena sedemikian sangat sensitif terhadap pelbagai objek,didekatkan kepadanya.

Antena penerima UHF

Antena heliks UHF diperlukan untuk menerima isyarat televisyen. Mengikut reka bentuknya, ia terdiri daripada dua bahagian: pemantul dan lingkaran.

Adalah lebih baik untuk menggunakan tembaga untuk heliks - ia mempunyai rintangan yang kurang dan, oleh itu, kehilangan isyarat yang kurang. Formula untuk pengiraannya:

- jumlah panjang lingkaran L=30000/f, dengan f- frekuensi isyarat (MHz);

- pic heliks S=0.24 L;

- diameter gegelung D=0, 31/L;

- diameter dawai lingkaran d ≈ 0.01L;

- diameter pemantul 0.8 nS, dengan n- bilangan lilitan;

- jarak ke skrin H=0, 2 L.

Pendapat:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Cawan reflektor diperbuat daripada aluminium.

Jenis peralatan transceiver lain

Antena kon dan heliks rata adalah kurang biasa. Ini disebabkan oleh kesukaran pembuatannya, walaupun mereka mempunyai ciri-ciri terbaik dari segi penghantaran dan penerimaan isyarat. Sinaran pemancar sedemikian terbentuk bukan oleh semua lilitan, tetapi hanya oleh mereka yang panjangnya hampir dengan panjang gelombang.

Dalam antena rata, garisan heliks dibuat dalam bentuk garisan dua wayar yang dipintal menjadi lingkaran. Dalam kes ini, selekoh bersebelahan teruja dalam fasa dalam mod gelombang perjalanan. Ini membawa kepada fakta bahawa medan sinaran dengan polarisasi bulat dicipta ke arah paksi antena, membolehkan anda mencipta jalur frekuensi yang luas. Terdapat antena rata dengan apa yang dipanggil lingkaranArchimedes. Bentuk kompleks ini membolehkan peningkatan ketara dalam julat frekuensi penghantaran daripada 0.8 hingga 21 GHz.

Perbandingan antena heliks dan sangat berarah

Perbezaan utama antara heliks dan antena arah ialah ia lebih kecil. Ini menjadikannya lebih ringan, yang membolehkan pemasangan dengan usaha fizikal yang kurang. Kelemahannya ialah julat frekuensi menerima dan menghantar yang lebih sempit. Ia juga mempunyai corak sinaran yang lebih sempit, yang memerlukan "pencarian" untuk kedudukan terbaik dalam ruang untuk penerimaan yang memuaskan. Kelebihannya yang tidak diragukan ialah kesederhanaan reka bentuk. Kelebihan besar ialah keupayaan untuk menala antena dengan menukar pic gegelung dan jumlah panjang lingkaran.

Antena Pendek

Untuk resonans yang lebih baik dalam antena, adalah perlu bahawa panjang "memanjang" bahagian heliks adalah sehampir mungkin dengan nilai panjang gelombang. Tetapi ia tidak boleh kurang daripada ¼ panjang gelombang (λ). Oleh itu, λ boleh mencapai sehingga 11 m. Ini benar untuk jalur HF. Dalam kes ini, antena akan menjadi terlalu panjang, yang tidak boleh diterima. Satu cara untuk menambah panjang konduktor ialah memasang gegelung sambungan di dasar penerima. Pilihan lain ialah memasukkan laluan penala ke dalam litar. Tugasnya adalah untuk memadankan isyarat keluaran pemancar stesen radio dengan antena pada semua frekuensi operasi. Bercakap dalam bahasa biasa, penala bertindak sebagai penguat untuk isyarat masuk daripada penerima. Skim ini digunakan dalam antena kereta, di mana saiz elemen yang menerima gelombang radio adalah sangat penting.

Kesimpulan

Antena lingkaran telah menjadi sangat popular dalam banyak bidang komunikasi elektronik. Terima kasih kepada mereka, komunikasi selular dijalankan. Ia juga digunakan dalam televisyen dan juga dalam komunikasi radio angkasa lepas. Salah satu perkembangan yang menjanjikan untuk mengurangkan saiz antena ialah penggunaan reflektor kon, yang memungkinkan untuk meningkatkan panjang panjang gelombang penerima berbanding reflektor konvensional. Walau bagaimanapun, terdapat juga kelemahan, dinyatakan dalam penurunan dalam spektrum frekuensi operasi. Juga contoh yang menarik ialah antena heliks kon "dua hala", yang membolehkan anda bekerja dalam spektrum frekuensi yang luas, disebabkan oleh pembentukan diafragma arah isotropik. Ini kerana talian kuasa dalam bentuk kabel dua wayar memberikan perubahan impedans yang lancar.