Maaaring gumawa ng signal na naglalaman ng kapaki-pakinabang na impormasyon gamit ang generator. Ang kapangyarihan nito ay maaaring tumaas sa tulong ng isang amplifier at ipinadala sa isang malaking distansya sa isa pang kasulatan. Ang signal ay ipinapadala sa pamamagitan ng isang antenna.
Ang Antenna ay isang device na nagko-convert ng electromagnetic wave sa isang electrical signal sa isang partikular na frequency sa receive path, pati na rin ang reverse conversion sa transmission path.
Maraming uri ng antenna. Maaari silang maiuri ayon sa disenyo o sa prinsipyo ng pagpapatakbo, halimbawa. Sa huling kaso, ang mga electric at magnetic antenna ay nakikilala. Ang una ay kinokontrol ng electrical component ng electromagnetic field (mula rito ay tinutukoy bilang EMF), at ang huli, ayon sa pagkakabanggit, ng magnetic.
Tutuon ang artikulong ito sa magnetic antenna, disenyo nito, pati na rin ang prinsipyo ng pagpapatakbo.
Mga radio wave
Lahat ng antenna ay gumagana sa isang tiyak na hanay ng mga alon. Ang mga alon ay maaaring uriin ayon sa haba o dalas. Dapat tandaan na ang haba ay inversely proportional sa frequency.
Ang sumusunod ay isang talaan ng pagsusulatan sa pagitan ng mga uri ng radio wave at ng kanilang mga parameter ng haba at dalas.
| Uri ng mga alon | Haba ng daluyong, m | Dalas |
| Extra Long | 105-104 | 3-30 kHz |
| Mahaba | 104-103 | 30-300 kHz |
| Karaniwan | 103-102 | 300 kHz - 3 MHz |
| Maikling | 100-10 | 3-30 MHz |
| Metro | 10-1 | 30-300MHz |
| Decimeters | 1-0, 1 | 300 MHz – 3 GHz |
| Sentimetro | 0, 1-0, 01 | 3-30GHz |
| Millimeter | 0, 01-0, 001 | 30-300GHz |
Kadalasan ang mga pangalan ng wave ay pinapalitan ng mga pangalan ng hanay. Halimbawa, ang short wave band ay tinatawag na HF band.
Meter, decimeter, centimeter at millimeter waves ay kasama sa VHF range - ultrashort waves. Ang mga device na gumagamit ng mga decimeter wave ay tinatawag na UHF antenna (pagkatapos dito - ayon sa pagkakatulad).
Application
Ang uri ng mga antenna na tumutugon sa magnetic component ng field ay nakahanap ng malawak naaplikasyon sa anumang uri ng industriya dahil sa maliliit na dimensyon at mga katangian ng pagtanggap-pagpapadala. Ang kanilang disenyo ay kadalasang napakasimple at ito ay isang rod antenna (kadalasang ginagamit bilang isang antena para sa isang kotse), na maliit kumpara sa, halimbawa, mga logarithmic antenna. Ang huling uri ng antenna ay madalas na matatagpuan sa mga gusali ng tirahan, kung saan nagbibigay ang mga ito ng mga broadcast sa telebisyon.
Ang pangunahing bentahe ng mga magnetic antenna ay ang kaligtasan sa pagkagambala sa kuryente. Ang huling katotohanan ay nagpapahintulot sa mga ito na magamit sa anumang lungsod kung saan mayroong mataas na konsentrasyon ng mga signal ng kuryente.
Disenyo
Ang pinakasimpleng magnetic antenna ay naglalaman ng:
- core;
- inductor;
- coil frame.
Isang frame ang inilalagay sa core, at isang inductor ang sugat sa frame.
Ang core ng naturang antenna ay gawa sa magnetic material. Kadalasan mula sa ferrite, na may magagandang magnetic properties, na tatalakayin sa ibang pagkakataon.
Ang winding ay gawa sa isang conductive na materyal tulad ng tanso, habang ang frame ay gawa sa isang insulating material upang maiwasan ang mga hindi kinakailangang contact sa pagitan ng mga pagliko ng coil at ang core.
Sa katunayan, lumalabas na ang magnetic antenna ay isang tipikal na choke, pamilyar sa bawat radio amateur o tao kahit na hindi direktang nauugnay sa electronics.
Teoryang larangan
Upang maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang antenna, dapat mong ulitin ang basicimpormasyon tungkol sa lahat ng bagay na nauugnay sa pagpapadala ng mga signal sa malayo.
Una, ang electromagnetic field, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ay may kasamang dalawang bahagi - magnetic at electric, na hindi mapaghihiwalay na magkaugnay, at ang mga eroplano ng mga field na ito (kung pag-uusapan natin, aalisin ang mga detalye ng terminolohikal) ay patayo sa isa't isa.
Pangalawa, ang direksyon ng pagpapalaganap ng field na ito ay tinutukoy ng velocity vector, na patayo sa electric intensity (induction) vector at magnetic intensity (induction) vector sa three-dimensional space.
Bakit maaaring palitan ng induction vector ang intensity vector? Dahil ang mga halaga ng mga parameter na ito ay pantay na nagpapakilala sa larangan ng isang uri o iba pa at proporsyonal sa isa't isa.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hugis-L na antenna
Ang mga oscillation (ipinapadala sila ng antenna) ay ibinubuga ng anumang bagay: parehong kahoy na patpat at metal na kawad. Ang pinagkaiba lang ay ang metal ay nagdadala ng kuryente nang mas mahusay, kaya ang mga vibrations na ibinubuga ng wire ay mas kapansin-pansin.
Samakatuwid, ang pinakasimpleng antenna ay maaaring i-assemble mula sa isang piraso ng reinforcement. Ilalabas nito ang hugis-L na antenna na pamilyar sa lahat. Sa ilalim ng pagkilos ng isang electromagnetic field, ang isang electromotive force ay na-induce sa armature, na sa ilang paraan (tinatanggal ang mga teoretikal na detalye) ang sanhi ng mga oscillations, pati na rin ang batayan para sa pagpapalakas ng signal.
Ang Metal ay isang materyal na may magagandang katangian ng kuryente. Iyon ang dahilan kung bakit ang isang electromotive force (EMF) ay sapilitan sa armature. Dahil dito,ang hugis-L na antenna ng electric component ng field ay kinokontrol.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang antenna na tumutugon sa isang magnetic field
Sa lohikal na paraan, kung ang hugis-L na metal antenna ay tumutugon sa electric component ng field, ang magnetic antenna ay tutugon sa magnetic component ng electromagnetic field. Dahil sa katotohanang ito, nakuha ng device ang pangalan nito.
Ang isang antenna, siyempre, ay maaaring gawin mula sa isang longhitudinal na piraso ng isang ferromagnet, ngunit mas mahusay na bigyan ang materyal na ito ng hugis ng isang frame.
Sa disenyong ito, lilikha din ang magnetic field ng EMF, ngunit isang variable. Ang antenna ay magiging isang inductor, kung saan ang EMF energy ay na-convert sa electrical energy (ito ang pangunahing gawain ng antenna).
Ang halaga ng induced EMF sa frame ay nakadepende sa posisyon ng structure na nauugnay sa field plane. Ang EMF ay pinakamataas kung ang eroplano ng mga coils ng istraktura ay nakadirekta sa istasyon na tumatakbo gamit ang signal. Kung paikutin mo ang antenna sa paligid ng vertical axis (top view), sa isang rebolusyon ay magkakaroon ito ng dalawang maxima at dalawang minima (zero value) ng EMF.
Ang radiation pattern ng naturang antenna ay magiging infinity o figure eight.
Ang radiation pattern ay isang graphical na representasyon ng dependence ng gain sa direksyon ng antenna sa isang partikular na eroplano.
Ang Gain ay isang value na kinakalkula bilang ratio ng value ng output signal sa value ng input signal. Halimbawa, ang ratio ng output power sa inputkapangyarihan o output boltahe sa input.
Ang directional factor ay nagpapakilala sa kakayahan ng isang antenna na magdirekta ng signal sa isang partikular na punto. Halimbawa, para sa isang pin antenna na ginagamit bilang isang antenna para sa isang kotse, ang coefficient na ito ay nasa mababang antas. Nagpapalabas ito ng hugis torus na alon sa lahat ng direksyon. Ngunit para sa mga directional antenna tulad ng log-periodic o reflective, mas mataas ang coefficient na ito.
Ang antenna sa anyo ng isang frame ay mayroon ding magandang directivity. Pinapayagan ng property na ito ang paggamit ng mga naturang device sa mga espesyal na kagamitan gaya ng fox hunting equipment.
Mga Tampok ng Disenyo
Ang magnitude ng induced EMF ay higit na tinutukoy ng laki ng antenna. Kahit na malaki ang bilang ng mga pagliko dito, sa maliliit na dimensyon, hindi pa rin sapat ang halaga ng EMF para sa pagpapatakbo ng ilang mga receiver.
Ngunit kung ipapasok mo ang mga ferrite core sa loob ng mga magnetic antenna, tataas nang malaki ang halaga ng EMF. Ang core ay mag-aambag sa pagsasara ng higit pang mga linya ng field sa sarili nito, iyon ay, salamat sa core, ang field ay ipo-concentrate sa antenna, na lumilikha ng mas malakas na magnetic flux at bumubuo ng isang makabuluhang EMF.
Magnetic material core
Upang maunawaan kung aling magnetic core ang dapat i-install sa antenna, kailangan mong pag-aralan ang magnetic permeability parameter, na nagpapakita kung gaano karaming beses ang magnetic field sa isang partikular na materyal ay mas malakas kaysa sa external field.
Kung mas mataas ang ratepermeability, mas mahusay na itinutuon ng magnetic material ang field sa sarili nito.
Ang core ng receiving magnetic antenna ay karaniwang may hugis-parihaba o bilog na seksyon. Una, dahil sa kadalian ng produksyon. Pangalawa, dahil sa ang katunayan na ang mga core ng hugis na ito ay mas mahusay na tumutok sa mga magnetic na linya sa kanilang mga sarili.
Ang huling katotohanan ay nakakaapekto sa isang parameter bilang epektibong magnetic permeability. Maaaring hindi ito tumutugma sa paunang magnetic permeability, na karaniwang ipinahiwatig sa dokumentasyon para sa core. Gayunpaman, ang mabisang permeability ay nakadepende sa una.
Kaya, ang epektibong permeability ng core ay nakasalalay sa mga sumusunod na indicator:
- mga pangunahing dimensyon;
- core shape;
- initial magnetic permeability ng materyal kung saan ginawa ang core na ito.
Halimbawa, kung isasaalang-alang namin ang mga core na may parehong cross-sectional area ngunit magkaiba ang haba, ang sample na may mas mahabang haba ay magkakaroon ng mas malaking halaga ng epektibong permeability.
Nga pala, ang pagdepende ng epektibong permeability sa haba ng isang ferrite core, halimbawa, ay non-linear. Hanggang sa isang tiyak na halaga ng haba ng core, tumataas ang permeability para sa karamihan ng mga grado ng ferrite, ngunit pagkatapos ay ang ilan sa mga ito ay napupunta sa saturation at huminto ang paglago. Halimbawa, ang mga produkto na may mga markang 1000НН, 600НН at 400НН ay hindi napupunta sa saturation nang mahabang panahon, hindi katulad ng 100НН at 50ВЧ. Mahalaga itong isaalang-alang kapag gumagawa ng homemade antenna.
Efficiency ng antena
Efficiency ng receiving antenna na tumutugon sa magnetic field,ay direktang nauugnay sa aktwal na taas. Ito ang taas ng punto kung saan lumalabas ang oscillation na ibinubuga ng antenna, sa itaas ng isang tiyak na punto sa ibabaw ng mundo.
Naaapektuhan ng aktwal na taas ang EMF na nabuo sa antenna. Alinsunod dito, kapag mas mataas ang halaga nito, mas malaki ang EMF, mas mahina ang mga signal na matatanggap ng antenna.
Ano ang tumutukoy sa epektibong taas ng antenna na tumutugon sa magnetic component ng EMF?
- Mula sa mabisang permeability.
- Lugar ng seksyon ng core.
- Bilang ng pag-ikot ng coil.
- Ang haba ng winding na bumubuo sa coil mismo.
- Diametro ng paikot-ikot.
- Operating wavelength.
Ang epektibong taas ng antenna ay magiging mas mataas, mas malaki ang unang apat na parameter ng listahan sa itaas, pati na rin ang mas maliit na pagkakaiba sa pagitan ng mga diameter ng antenna core at winding wire. Kung mas maikli ang wavelength, mas mataas din ang taas.
Antenna coil
Mula sa data sa itaas, maaari nating tapusin ang tungkol sa kahalagahan ng impluwensya ng inductor sa pagtanggap at pagpapadala ng mga katangian ng anumang antenna (halimbawa, isang HF magnetic antenna) na tumutugon sa isang magnetic field.
Kung mas mataas ang kalidad ng inductor, mas gumagana ang antenna. Ang parameter ng kalidad ng coil ay tinatantya gamit ang kadahilanan ng kalidad nito. Ang quality factor ay isang parameter na kinakalkula bilang ratio ng resistance ng coil sa AC sa resistance ng inductive element sa DC.
Ang resistensya ng isang AC coil ay nakasalalay sa parehoang inductance ng coil mismo, at ang dalas ng kasalukuyang. Upang madagdagan ang kadahilanan ng kalidad ng coil, at kasama nito ang mga katangian ng transmit-receive ng antenna na tumutugon sa isang magnetic field, maaari mong baguhin ang paglaban nito sa direktang kasalukuyang. Halimbawa, upang pataasin ang diameter ng mga resultang pagliko ng coil o ang wire mismo, kung saan ito nasugatan.
FM Antenna
Ito ay isang uri ng antenna na tumutugon sa isang magnetic field. Ang FM wave ay isang signal sa frequency sa pagitan ng 88 at 108 MHz.
Upang gawin ang disenyong ito, kakailanganin mo ng:
- fasteners kung saan ilalagay ang antenna (halimbawa, pipe);
- ferrite core na maaaring ilagay sa istraktura (sa pipe);
- copper wire para sa paikot-ikot at mga contact;
- mga connecting pin para sa pagkonekta sa antenna sa receiving device;
- copper foil.
Bago paikot-ikot ang coil, kailangang ihiwalay ito sa core gamit ang electrical tape o papel na sugat sa paligid ng ferrite. Pagkatapos ay inilalagay ang isang layer ng foil sa pagkakabukod. Nagpapatong ito sa isang pagliko ng 1 cm at nakahiwalay sa lugar na nagsasapawan gamit ang parehong electrical tape, halimbawa. Ito ay kung paano ginawa ang screen ng FM antenna, kung saan 25 na pagliko ang sinusunod, na bumubuo ng isang coil, na may mga lead sa ika-7, ika-12 at ika-25 na pagliko.
Mula sa itaas, ang winding ay natatakpan ng katulad na foil screen. Ang mga screen - panlabas at panloob - ay magkakaugnay.
Ang mga dulo ng paikot-ikot na wire ay dapat na nakaayos sa pagkonekta ng mga contact. Ang mga konklusyon mula sa ika-12 at ika-25 na pagliko ay dapat na konektado sa receiver, at mula sa ika-7 na pagliko - sa lupa.
Loop Antenna
Sa tulong ng isang coaxial cable at ilang accessory, magagawa mo ang antenna na ito, na maaaring gumana sa iba't ibang frequency band. Ang lahat ay nakasalalay sa mga sukat ng istraktura. Sa batayan ng device na ito, maaari kang gumawa ng UHF antenna.
Maaari itong gamitin upang magpadala ng signal sa layo na hanggang 80 m, at kasama sa mga bentahe nito ang kadalian ng paggawa at pag-install, pati na rin ang mataas na katatagan ng paghahatid ng signal.
Anong mga materyales ang kailangan mo para makagawa ng loop antenna?
- Coaxial cable.
- Mga kahoy na bar.
- Isang capacitor na may kapasidad na 100pF.
- Coaxial connector.
Upang gumana nang matatag ang antenna, kinakailangan upang matiyak ang katatagan ng kapasitor, ibig sabihin, upang ihiwalay ito sa mekanikal, panahon at iba pang impluwensya.
Ang antenna ay isang loop ng cable na nakakonekta sa isang capacitor. Maaari itong gumana sa maraming hanay ng dalas. Halimbawa, sa HF band. Kung mas malaki ang bahagi ng loop (mas mabuti kung ito ay bilog), mas malaki ang saklaw ng natanggap na signal.
Nakabit ang disenyo sa isang kahoy na stand na gawa sa mga bar. Paano ikonekta ang isang antenna? Gamit ang isang coaxial connector na nakakonekta sa output wire.
Gayundin, minsan kasama sa circuit ang katugmang transformer.
GSM standard
Batay sa isang antenna na tumutugon sa mga magnetic wave, ang mga device ay nilikha upang makatanggap ng signal ng GSM standard,na ginagamit sa mga mobile na komunikasyon.
Maraming radio amateurs ang independiyenteng nag-assemble ng mga magnetic GSM antenna at ini-install ang mga ito kung saan ang cellular signal ay hindi gaanong natanggap. Halimbawa, sa mga dacha.
Ang isang antena para sa pagtatrabaho sa pamantayan ng komunikasyon ng GSM ay maaaring gawin ng isang plastic water pipe, one-sided foil fiberglass (kapal - 1.5-2 mm, lapad - 10 mm) at copper wire (diameter - 1.5-2, 5 mm).
Ang antenna format ay log-periodic. Ang gayong gawang bahay na antenna ay may mataas na nakuha at isang makitid na pattern ng radiation.
Susunod, kailangan mong ikonekta ang antenna vibrator (cut wire) sa mga collecting lines (dalawang piraso ng fiberglass). Ang mga vibrator ay dapat na soldered sa bawat linya ng koleksyon, at pagkatapos ay ang mga linya ay konektado sa isa't isa gamit ang isang coaxial cable. Ang mga linya ay naayos sa isang plastic pipe.
Paano ikonekta ang ganitong uri ng antenna? Maaaring ikonekta ang cable outlet sa isang load sa anyo ng isang TV device.
Konklusyon
Kaya, hindi mahirap i-assemble ang sarili mong antenna na tumutugon sa magnetic component ng EMF. Sapat na sundin ang lahat ng rekomendasyong inilarawan sa itaas at isaalang-alang ang mga electromagnetic na katangian ng iba't ibang materyales.
Bukod dito, walang espesyal na kaalaman ang kailangan para makalikha ng ganitong istraktura. Ang pangunahing impormasyon tungkol sa mga pisikal na proseso na nagaganap sa iba't ibang elemento, tulad ng isang inductor, ay sapat na.
