ทฤษฎีเสาอากาศ - ห่วง

ขดลวดนำกระแส RF จะเปลี่ยนเป็นวงรอบเดียวสามารถใช้เป็นเสาอากาศที่เรียกว่าเป็น loop antenna. กระแสผ่านเสาอากาศลูปนี้จะอยู่ในเฟส สนามแม่เหล็กจะตั้งฉากกับห่วงทั้งหมดที่มีกระแสไฟฟ้า

ช่วงความถี่

ช่วงความถี่ของการทำงานของเสาอากาศลูปอยู่รอบ ๆ 300MHz to 3GHz. เสาอากาศนี้ใช้งานได้UHF พิสัย.

การก่อสร้างและการทำงานของเสาอากาศแบบวนซ้ำ

เสาอากาศแบบวงคือขดลวดที่มีกระแสความถี่วิทยุ อาจเป็นรูปทรงใดก็ได้เช่นวงกลมสี่เหลี่ยมสามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมหรือหกเหลี่ยมตามความสะดวกของผู้ออกแบบ

เสาอากาศแบบลูปมีสองประเภท

เสาอากาศแบบวงขนาดใหญ่
เสาอากาศวงเล็ก

เสาอากาศแบบวงขนาดใหญ่

เสาอากาศแบบวงขนาดใหญ่เรียกอีกอย่างว่า resonant antennas. มีประสิทธิภาพในการฉายรังสีสูง เสาอากาศเหล่านี้มีความยาวเกือบเท่ากับความยาวคลื่นที่ต้องการ

$$ L = \ lambda $$

ที่ไหน

L คือความยาวของเสาอากาศ
λ คือความยาวคลื่น

พารามิเตอร์หลักของเสาอากาศนี้คือความยาวรอบนอกซึ่งมีค่าประมาณความยาวคลื่นและควรเป็นวงปิด ไม่ใช่ความคิดที่ดีที่จะวนลูปเพื่อลดขนาดเนื่องจากจะเพิ่มเอฟเฟกต์ capacitive และส่งผลให้มีประสิทธิภาพต่ำ

เสาอากาศวงเล็ก

เสาอากาศแบบวงเล็กเรียกอีกอย่างว่า magnetic loop antennas. สิ่งเหล่านี้มีความก้องน้อยกว่า เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวรับ

เสาอากาศเหล่านี้มีขนาดหนึ่งในสิบของความยาวคลื่น

$$ L = \ frac {\ lambda} {10} $$

ที่ไหน

L คือความยาวของเสาอากาศ
λ คือความยาวคลื่น

คุณสมบัติของเสาอากาศแบบวงเล็กคือ -

เสาอากาศแบบวงเล็กมีความต้านทานรังสีต่ำ หากใช้โครงสร้างแกนเฟอร์ไรต์แบบหลายเทิร์นจะสามารถทนต่อรังสีได้สูง
มีประสิทธิภาพในการแผ่รังสีต่ำเนื่องจากมีการสูญเสียสูง
โครงสร้างเรียบง่ายด้วยขนาดและน้ำหนักที่เล็ก

เนื่องจากรีแอคแตนซ์สูงอิมพีแดนซ์จึงจับคู่กับเครื่องส่งได้ยาก หากเสาอากาศแบบลูปต้องทำหน้าที่เป็นเสาอากาศส่งสัญญาณการจับคู่ความต้านทานผิดพลาดนี้จะเป็นปัญหาอย่างแน่นอน ดังนั้นเสาอากาศแบบวนซ้ำเหล่านี้จึงทำงานได้ดีกว่าเช่นกันreceiver antennas.

ลูปที่ใช้บ่อย

เสาอากาศวงเล็กส่วนใหญ่มีสองประเภท -

เสาอากาศแบบวงกลม
เสาอากาศแบบวงเหลี่ยม

เสาอากาศแบบวนซ้ำสองประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ประเภทอื่น ๆ (สี่เหลี่ยมเดลต้ารูปไข่ ฯลฯ ) ก็ทำตามข้อกำหนดของผู้ออกแบบเช่นกัน

ภาพด้านบนแสดง circular and square loop antennas. เสาอากาศประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้เป็นเครื่องรับ AM เนื่องจากมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูง นอกจากนี้ยังสามารถปรับแต่งได้อย่างง่ายดายที่วงจร Q-tank ในเครื่องรับวิทยุ

โพลาไรซ์ของลูป

โพลาไรซ์ของเสาอากาศลูปจะเป็นโพลาไรซ์ในแนวตั้งหรือแนวนอนขึ้นอยู่กับตำแหน่งฟีด โพลาไรซ์แนวตั้งจะได้รับที่กึ่งกลางของด้านแนวตั้งในขณะที่โพลาไรซ์แนวนอนจะได้รับที่กึ่งกลางของด้านแนวนอนขึ้นอยู่กับรูปร่างของเสาอากาศแบบลูป

เสาอากาศวงเล็กโดยทั่วไปคือ a linearly polarizedหนึ่ง. เมื่อติดตั้งเสาอากาศแบบวนซ้ำขนาดเล็กที่ด้านบนของเครื่องรับแบบพกพาซึ่งเอาต์พุตเชื่อมต่อกับมิเตอร์จะกลายเป็นตัวค้นหาทิศทางที่ยอดเยี่ยม

รูปแบบการแผ่รังสี

รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศเหล่านี้จะเหมือนกับเสาอากาศไดโพลแนวนอนสั้น ๆ

radiation patternสำหรับเสาอากาศลูปขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพสูงแสดงไว้ในรูปที่ให้ไว้ด้านบน รูปแบบการแผ่รังสีสำหรับมุมต่างๆของการวนซ้ำยังแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในรูป เส้นสัมผัสที่ 0 °แสดงถึงโพลาไรซ์แนวตั้งในขณะที่เส้นที่มี 90 °แสดงถึงโพลาไรซ์แนวนอน