Magnetna antena: uređaj, princip rada, namjena

Signal koji sadrži korisne informacije može se kreirati pomoću generatora. Njegova snaga se može povećati uz pomoć pojačala i prenijeti na znatnu udaljenost drugom dopisniku. Signal se prenosi pomoću antene.

Antena je uređaj koji pretvara elektromagnetski talas u električni signal na određenoj frekvenciji na prijemnoj putanji, kao i obrnutu konverziju na putanji prenosa.

Postoji mnogo rsta antena. Mogu se klasifikovati po dizajnu ili po principu rada, na primer. U drugom slučaju , električne i magnetne antene su izolovane. Prvi su kontrolisani električnom komponentom elektromagnetnog polja (u daljem tekstu EMF), a drugi magnetnom.

U ovom članku ćemo govoriti i o magnetnoj Anteni, njenom dizajnu kao princip rada.

Radio talasi

Sve antene rade sa određenim opsegom talasa. Talasi se mogu klasifikovati po dužini ili frekvenciji. Istovremeno, vrijedi uzeti u obzir da je dužina obrnuto proporcionalna frekvenciji.

Tabela ispod prikazuje korespondenciju tipova radio talasa sa njihovom dužinom i frekvencijskim parametrima.

Vrsta talasa	Talasna dužina, m	Učestalost
Extra-long	105-104	3-30 kHz
Long	104-103	30-300 kHz
Srednje	103-10	2,300 kHz-3 MHz
Kratak	100-10	3-30 MHz
Unit-format	10-1	30-300 MHz
Unit-format	1-0.1	300 MHz-3 GHz
Unit-format	0.1-0.01	3-30 GHz
Mm	0.01-0.001	30-300 GHz

Često se Imena talasa zamenjuju imenima raspona. Na primjer, HF pojas se naziva kratki talasni pojas.

Metarski, decimetarski, centimetarski i milimetarski talasi uključeni su u opseg VHF ultrakratkih talasa. Uređaji koji rade sa decimetarskim talasima nazivaju se DMV-band antene (u daljem tekstu-po analogiji).

Aplikacije

Tip antena koje reaguju na magnetnu komponentu polja našao je široku primenu u svim vrstama industrije zbog svojih malih dimenzija i svojstava prijema i prenosa. Njihov dizajn je najčešće veoma jednostavan i predstavlja pinsku antenu (često se koristi kao antena za automobile), koji ima male dimenzije u poređenju, na primjer, sa logaritamskim antenama. Potonji tip antena se često nalazi u stambenim zgradama u kojima omogućavaju televizijsko emitovanje.

Glavna prednost magnetnih antena je njihov imunitet na električne smetnje. Ova posljednja činjenica omogućava im upotrebu u svim gradovima u kojima postoji velika koncentracija električnih signala.

Građevinarstvo

Najjednostavnija magnetna antena u svom sastavu ima:

• jezgro;
• induktor;
• coil frame.

Okvir se stavlja na jezgro, a induktivna zavojnica je namotana na okvir.

Jezgro takve antene je napravljeno od magnetnog materijala. Najčešće od ferita, koji ima dobra magnetna svojstva, o čemu će biti riječi kasnije.

Namotaj je napravljen od provodljivog materijala poput bakra, a okvir je, naprotiv, napravljen od izolacijskog materijala za uklanjanje nepotrebnih kontakata između namotaja zavojnice i jezgre.

U stvari, ispostavilo se da je magnetna antena tipična prigušnica, poznata svakom radio operateru amateru ili osobi čak i indirektno povezana sa elektronikom.

Teorija polja

Da biste razumjeli princip rada takve antene, trebali biste ponoviti osnovne informacije o svemu što se tiče prenosa signala na daljinu.

Prvo, elektromagnetno polje, kao što naziv govori, uključuje dvije komponente-magnetnu i električnu, koje su neraskidivo povezane, a ravni ovih polja (ako razmišljamo, izostavljajući terminološke detalje) su okomite jedna na drugu.

Drugo, smjer širenja ovog polja određen je vektorom brzine, koji je okomit i na vektor električnog intenziteta (indukcija) i na vektor magnetnog intenziteta (indukcija) u trodimenzionalnom prostoru.

Zašto se vektor intenziteta može zamijeniti indukcijskim vektorom? Jer vrijednosti ovi parametri jednako karakteriziraju polje ove ili one vrste i proporcionalne su jedna drugoj.

Princip rada antene u obliku slova L

Vibracije (prenose ih antena) emituju bilo koji predmet: i drveni štap i metalnu žicu. Jedina razlika je u tome što metal bolje provodi električnu energiju, pa su vibracije koje emituje žica uočljivije.

Stoga se najjednostavnija antena može sastaviti od komada armature. Ispašće poznata antena u obliku slova L. Pod uticajem elektromagnetnog polja u armaturi se inducira elektromotorna sila, što je na neki način (izostavljajući teorijske detalje) uzrok oscilacije, kao i osnova za pojačanje signala.

Metal je materijal sa dobrim električnim svojstvima. Zato je elektromotorna sila (EMF) inducirana u armaturi. stoga se kontroliše antena u obliku slova L električne komponente polja.

Princip rada antene koja reaguje na magnetno polje

Logično, ako metalna antena u obliku slova L reaguje na električnu komponentu polja, tada magnetna antena reaguje na magnetnu komponentu elektromagnetnog polja. Zbog ove činjenice, uređaj je nazvan.

Antena se, naravno, može napraviti od uzdužnog komada feromagneta, ali je efikasnije dati ovom materijalu oblik okvira.

U takvom dizajnu, magnetno polje će takođe stvoriti EMF, ali varijablu. Antena će se pretvoriti u induktor u kojem se EMF energija pretvara u električnu energiju (ovo je glavni zadatak antene).

Veličina induciranog EMF-a u okviru ovisi o pozicija strukture u odnosu na ravan polja. EMF je maksimalan ako je ravan okreta konstrukcije usmjerena na stanicu koja radi sa signalom. Ako rotirate antenu oko okomite osi (pogled odozgo), tada će u jednom okretaju biti dvije maksime i dvije minimume (nulte vrijednosti) u njemu EDS.

Obrazac zračenja takve antene imaće oblik beskonačnosti ili osam.

Obrazac zračenja je grafički prikaz zavisnosti pojačanja od pravca antene u određenoj ravni.

Pojačanje je vrijednost izračunata kao omjer vrijednosti izlaznog signala i vrijednosti ulaznog signala. Na primjer, omjer izlazne snage i ulazne snage ili izlaznog napona i ulaza.

Koeficijent smjera karakterizira sposobnost antene da usmjeri signal u određenu tačku. Na primjer, pinova antena, koja se koristi kao antena za automobile, ima ovaj koeficijent na niskom nivou. Zrači talas u obliku torusa u svim pravcima. Ali za usmjerene antene poput logoperiodic ili mirror, ovaj koeficijent je mnogo veći.

Antena u obliku okvira takođe ima dobar koeficijent smjera. Ovo svojstvo vam omogućava da takve uređaje koristite u posebnoj opremi kao što je oprema za lov na lisice.

Karakteristike dizajna

Veličina induciranog EMF-a uglavnom je određena veličinom antene. Čak i ako je broj okreta namotanih na njega značajan, tada s malim dimenzijama vrijednost EMF-a i dalje neće biti dovoljna za rad određenih prijemnika.

Ali ako se feritna jezgra umetnu u magnetne antene, vrijednost EMF će se značajno povećati. Jezgro će doprinijeti zatvaranju većeg broja linija polja, odnosno zahvaljujući jezgru, polje će se koncentrirati na antenu, stvarajući snažniji magnetni tok i stvarajući značajan EMF.

Jezgro od magnetnog materijala

Da biste razumeli koje jezgro magnetnog materijala treba da bude ugrađeno u antenu, potrebno je proučiti parametar magnetne propusnosti, koji pokazuje koliko je puta magnetno polje u određenom materijalu jače od spoljašnjeg polja.

Što je veći indeks magnetne propusnosti, to polje bolje koncentriše ovaj magnetni materijal na sebe.

Jezgro prijemne magnetne antene obično ima pravougaoni ili kružni presek. Prvo, zbog jednostavnosti proizvodnje. Drugo, zbog činjenice da jezgra ovog oblika bolje koncentrišu magnetne linije na sebe.

Ova druga činjenica utiče na parametar kao što je efikasna magnetna propustljivost. Možda se ne poklapa sa početnom magnetnom propusnošću, koja je obično naznačena u dokumentaciji za jezgro. Međutim, efikasna magnetna propusnost ovisi o početnoj.

Dakle, efektivna propustljivost jezgra zavisi od sledećih indikatora:

• osnovne dimenzije;
• oblik jezgra;
• početna magnetna propusnost materijala od kojeg je napravljeno ovo jezgro.

Na primjer, ako uzmemo u obzir jezgre s istom površinom poprečnog presjeka, ali različitih dužina, tada će uzorak s dužom dužinom imati veću vrijednost efektivne propusnosti.

Inače, zavisnost efektivne propusnosti od dužine feritnog jezgra, na primer, je nelinearna. Do određene vrijednosti dužine jezgre, propusnost se povećava za većinu feritnih razreda, ali onda neki od njih idu u zasićenje i zaustavljanje rasta. Na primjer, proizvodi označeni sa 1000nh, 600NH i 400NH ne idu dugo u zasićenje, za razliku od 100NH i 50H. Ovo je važno za razmatranje prilikom stvaranja domaće antene.

Efikasnost antene

Efikasnost prijemne antene koja reaguje na magnetno polje direktno je povezana sa efektivnom visinom. Ovo je visina lokacije tačke iz koje izlazi oscilacija koju emituje antena, iznad određene tačke na površini zemlje.

Efektivna visina utiče na EMF generisan u Anteni. U skladu s tim, što je veća njegova vrijednost, to je veći EMF, slabije signale antena može primiti.

Šta određuje efektivnu visinu antene koja reaguje na magnetnu komponentu EMF-a?

1. Od efektivne propusnosti.
2. Jezgro poprečnog presjeka.
3. Broj obrtaja zavojnice.
4. Dužina namotaja koji čini sam kalem.
5. Prečnik namotaja.
6. Radna talasna dužina.

Efektivna visina antene će biti veća, što su veća prva četiri parametra gornje liste, kao i manja razlika u prečnicima jezgra antene i žice za navijanje. Što je talasna dužina kraća, to je i visina veća.

Korisni Linkovi

Iz gore navedenih podataka može se zaključiti da je važnost uticaja induktora na svojstva prijema i prenosa bilo koje antene (na primer, magnetna antena KV-pojasa) koja reaguje na magnetno polje.

Što je veći kvalitet induktora, antena bolje funkcioniše. Kvalitativni parametar zavojnice procjenjuje se pomoću njegovog Q-faktora. Q-faktor je parametar izračunat kao omjer otpora zavojnice i naizmjenične struje i otpora induktivnog elementa i jednosmjerne struje.

Otpor namotaja na naizmjeničnu struju ovisi i o induktivnosti same zavojnice i o frekvenciji struje. Da biste povećali Q-faktor zavojnice, a sa njim i svojstva prijema i odašiljanja antene koja reaguje na magnetno polje, možete promijeniti njen DC otpor. Na primer, da bi se povećao prečnik nastalih namotaja zavojnice ili same žice iz koje je namotana.

Antena za FM talase

Ovo je jedna od varijanti antena koje reaguju na magnetno polje. FM talas je signal na frekvenciji od 88 do 108 MHz.

Za izradu takve strukture trebat će vam:

• pričvršćivači na koje će biti postavljena antena (na primer, cev);
• feritno jezgro, koje se može staviti na konstrukciju (na cijev);
• bakrena žica za namotavanje i kontakte;
• povezivanje kontakata za povezivanje antene sa prijemnikom;
• bakarna folija.

Prije namotavanja zavojnice potrebno ga je izolovati od jezgre pomoću električne trake ili papirne namotane na ferit. Zatim se na izolaciju postavlja sloj folije. Preklapa se za 1 cm i izoluje se na preklapanju koristeći istu električnu traku, na primer. Ovo stvara FM antenski ekran, koji se zatim namotava sa 25 namotaja koji formiraju zavojnicu, sa terminalima na 7., 12. i 25. zavoju.

Između gore, namotavanje se preklapa sa sličnim folijskim ekranom. Ekrani – vanjski i unutrašnji - povezani su jedni s drugima.

Krajevi žice za namotavanje trebaju biti raspoređeni u spojne kontakte. Terminali od 12. i 25. skretanja moraju biti povezani sa prijemnikom, a od 7. skretanja - na tlo.

Tip okvira antena

Uz pomoć koaksijalnog kabla i nekoliko dodatnih uređaja moguće je napraviti ovu antenu koja može raditi sa različitim frekvencijskim rasponima. Sve ovisi o dimenzijama strukture. Na osnovu ovog uređaja možete kreirati DMV-band antenu.

Uz njegovu pomoć moguće je prenijeti signal na udaljenosti do 80 m, a njegove prednosti uključuju jednostavnost proizvodnje i instalacije, kao i visoku stabilnost prijenosa signala.

Šta? biće potrebni materijali za kreirajte antenu okvira?

1. Koaksijalni kabl.
2. Drveni barovi.
3. Kondenzator kapaciteta 100 pF.
4. Koaksijalni konektor.

Da bi antena radila stabilno, potrebno je osigurati stabilnost kondenzatora, odnosno izolovati ga od mehaničkih, vremenskih i drugih uticaja.

Antena je petlja kabla spojena na kondenzator. Može raditi sa mnogim frekvencijskim rasponima. Na primjer, sa KV-opsegom. Što je veća po ršina petlje (bolje je ako je okrugla), to je eća pokrivenost primljenog signala.

Konstrukcija je postavljena na drveni stalak od šipki. Kako spojiti računar na računar? Korišćenje koaksijalnog konektora spojenog na izlaznu žicu.

Takođe, odgovarajući transformator je ponekad uključen u krug.

GSM standard

Na bazi antene koja reaguje na magnetne talase kreiraju se Uređaji za prijem GSM standardnog signala, koji se koristi u mobilnim komunikacijama.

Mnogi radio amateri nezavisno sklapaju magnetne GSM antene i instaliraju ih tamo gde je ćelijski signal slabo primljen. Na primjer, u dačama.

Antena za rad sa GSM komunikacijskim standardom može se izraditi od plastične vodovodne cijevi, jednostrane folirane stakloplastike (debljina-1,5 - 2 mm, Širina-10 mm) i bakrene žice (prečnik - 1,5-2,5 mm).

Format antene-logoperiodic. Takva domaća antena ima visok dobitak i uski usmjereni obrazac.

Zatim je potrebno spojiti antenske vibratore (rezanu žicu) sa linijama za sakupljanje (dvije trake fiberglasa). Vibratori se moraju zalemiti na svaku liniju za sakupljanje, a zatim se vodovi moraju međusobno povezati koaksijalnim kablom. Linije su fiksirane na plastičnoj cijevi.

Kako spojiti antenu ovog tipa? Izlaz kabla se može povezati sa opterećenjem u obliku TV uređaja.

Zaključak

Dakle, nije teško sastaviti sopstvenu antenu koja reaguje na magnetnu komponentu EMF-a. Dovoljno je slijediti sve gore opisane preporuke i uzeti u obzir elektromagnetne karakteristike različitih materijala.

Štaviše, za stvaranje takvog dizajna nije potrebno posebno znanje. Dovoljne su osnovne informacije o fizičkim procesima koji se dešavaju u različitim elementima, kao što je induktor.