Een antenne is een lucht- of metalen structuur die elektrische stroom omzet in EM (elektromagnetische) golven. Deze worden voornamelijk gebruikt voor het verzenden en ontvangen van niet-ioniserende elektromagnetische velden, waaronder microgolven, radiogolven, IR-straling en zichtbaar licht. Antennes zijn verkrijgbaar in verschillende soorten, maten en vormen. Kleine antennes worden op het dak van uw huis gebruikt om tv te kijken, terwijl grote antennes worden gebruikt om signalen op te vangen satellieten . Op dezelfde manier is een lusantenne in radiocommunicatie een zeer populaire transducer vanwege zijn unieke kenmerken en zijn veelzijdige toepassingen. Door de basisconcepten en voordelen van deze antenne te kennen, kunnen we hun betekenis binnen moderne communicatiesystemen kennen. Daarom geeft dit artikel korte informatie over lus antenne , hun typen, werking en hun toepassingen.
Wat is een lusantenne?
Een lusantenne-definitie is; een type radioantenne dat is gevormd met een draadspiraal of lus door deze in een lusvorm te buigen. De lus van deze antenne voert een radiofrequentiestroom. De lus van de antenne kan variëren in vorm, grootte en oriëntatie, wat de prestaties van de antenne beïnvloedt. De lusantenne symbool wordt hieronder weergegeven.
De efficiëntie van de lusantenne wordt voornamelijk bepaald door de afmetingen en de bedrijfsfrequentie. Kleinere typen zijn gevoelig, vooral voor de magnetische component van het elektromagnetische veld. Daarom staan deze antennes bekend als magnetische lusantennes. De karakteristieken van deze antenne maken ze minder kwetsbaar voor interferentie en elektrische ruis, dus het is zeer nuttig voor toepassingen zoals amateurradiocommunicatie en kortegolfradio-ontvangst.
Ontwerp en werking van lusantennes
Deze antenne is ontworpen met een spoel die een radiofrequentiestroom voert. Deze lus kan elke vorm hebben door de draad in verschillende vormen te buigen, dus lusantenne vormen Zijn; rechthoekig, rond, vierkant, zeshoekig of driehoekig, afhankelijk van het gemak van de ontwerper. De stroom door deze antenne zal binnen fase zijn en het magnetische veld staat loodrecht op de volledige lus die de stroom voert.
Deze antennes werken normaal gesproken op basis van de elektromagnetische inductie principe, wat betekent dat wanneer RF-energie aanwezig is, deze een wisselend magnetisch veld genereert, dat op zijn beurt een stroom in de lus induceert, waardoor de verzending (of) ontvangst van signalen mogelijk wordt. De stroom in de lus zal een elektrisch veld creëren dat energie uitzendt als een elektromagnetische golf door radiocommunicatie mogelijk te maken. De frequentie van de lusantenne varieert van 300 MHz – 3 GHz. De prestaties van deze antenne kunnen worden verbeterd door tal van maatregelen, zoals verbeteringen in de vorm van de antenne en het constructiemateriaal van de lus.
De kenmerken van de lusantenne zijn hetzelfde als die van monopolen en dipolen, in die zin dat ze goedkoop zijn en zeer eenvoudig te construeren. Deze antennes zijn verkrijgbaar in verschillende vormen, hoewel de fundamentele kenmerken van het stralingspatroon grotendeels onafhankelijk zijn van de vorm van een lus. Net als bij monopolen en dipolen beïnvloedt de elektrische lengte de efficiëntie van de antenne, de elektrische grootte van de lus bepaalt de efficiëntie van de antenne.
Soorten lusantennes
Er zijn verschillende soorten lusantennes, gebaseerd op verschillende factoren, zoals; de grootte van de lus, configuratie en oriëntatie die hieronder worden besproken.
Kleine lusantennes
Kleine of magnetische typen
een kleinere omtrek hebben die < 1/10e van de golflengte van de werkfrequentie bedraagt. Deze soorten antennes zijn zeer compact, dus gebruikt in draagbare toepassingen en installaties met beperkte ruimte. Deze antennes kunnen ondanks hun kleine formaat goede prestaties leveren; versterking en stralingsefficiëntie, vooral wanneer afgestemd via een condensator.
Deze worden voornamelijk gebruikt als ontvangstantennes, hoewel deze soms zelden worden gebruikt voor transmissie, ondanks hun verminderde efficiëntie en kleinere omtreklussen. Het beste voorbeeld van een kleinere lusantenne is een ferrietantenne of lusstokantenne die bijna in AM-omroepradio's wordt gebruikt. Het stralingspatroon van deze antennes is het hoogst in de richtingen in het lusvlak en staat dus loodrecht op het maximum aan grote lussen.
Grote lusantennes
Deze antennes staan ook bekend als dubbelgolflusantennes of zelfresonante lusantennes, waarbij deze antennes een omtrek van >1/10e van de werkfrequentie hebben. golflengte . Deze antennes zijn zeer efficiënt in vergelijking met andere typen antennes, zowel wat betreft transmissie als ontvangst. Deze antennes hebben een hogere versterking in vergelijking met kleine lusantennes.
Deze kunnen dus in verschillende toepassingen worden gebruikt, zoals; radiorichtingbepaling, radioastronomie en langeafstandscommunicatie. Het stralingspatroon van deze antenne is bij de opening een tweelobbig stralingspatroon, met een piek in beide richtingen en de volledige golfresonanties staan loodrecht op het vlak van de lus.
Multi-turn lusantennes
Deze antennes hebben verschillende draadwindingen (of) ander geleidend materiaal, waardoor het efficiënte gebied van de lus wordt vergroot. Deze antennes hebben een verbeterde versterking en hogere stralingsweerstand in vergelijking met single-turn-gebaseerde lussen. Deze antennes worden gebruikt in verschillende toepassingen zoals; het vinden van radiorichting, laagfrequente communicatie en het detecteren van magnetisch veld.
Horizontale lusantennes
De horizontaal georiënteerde lusantenne staat bekend als een horizontale lusantenne. Dit soort antennes worden ook wel skywave-antennes genoemd en worden vaak gebruikt voor communicatie over lange afstanden vanwege hun vermogen om signalen op te vangen die worden gereflecteerd door de ionosfeer.
Verticale lusantennes
De verticaal georiënteerde lusantenne staat bekend als een verticale lusantenne. Deze antennes zijn zeer effectief bij het opvangen van grondgolfsignalen. Dit soort antennes worden vaak gebruikt voor richtingbepaling en communicatie over korte afstand.
Stralingspatroon
De stralingspatroon van de lusantenne wordt hieronder weergegeven. Het stralingspatroon van deze antenne is vergelijkbaar met een korte horizontaal dipool antenne . In de volgende afbeelding worden stralingspatronen voor verschillende lushoeken heel duidelijk weergegeven. De raaklijnen op nul graden wijzen op verticale polarisatie, terwijl de lijn op 90° op horizontale polarisatie wijst.
De polarisatie van de lusantenne is horizontaal of verticaal gepolariseerd op basis van de positie van de feed. De horizontale polarisatie wordt gespecificeerd in het midden van de horizontale zijde, terwijl de verticale polarisatie wordt gespecificeerd in het midden van de verticale zijde op basis van de vorm van de antenne. Over het algemeen is een kleine lusantenne lineair gepolariseerd, dus wanneer deze antenne zich bovenop een beweegbare ontvanger bevindt waar de o/p van de ontvanger rechtstreeks op een meter is aangesloten, wordt hij een grote richtingzoeker.
Voor-en nadelen
De voordelen van lusantennes omvatten het volgende.
- Het formaat van de lusantenne is compact en eenvoudig te ontwerpen, wat flexibiliteit en draagbaarheid bij plaatsing mogelijk maakt.
- Deze zijn goedkoop en kunnen niet eenvoudigweg worden ontstemd met handbewegingen.
- Deze kunnen zonder enige interferentie in de buurt van andere soorten antennes werken.
- Deze antennes zijn lichtgewicht.
- Het is geschikt voor draagbare toepassingen zoals richtingbepaling, enz.
- Deze antennes zijn verkrijgbaar in verschillende varianten zoals; Adcock-antenne, klaverbladantenne, Alford-lus, Bellini-Tosi-antenne en nog veel meer.
- Deze antennes hebben bijzonder kleine lussen die tal van belangrijke voordelen bieden bij radiocommunicatie, omdat ze weinig elektrische veldruis vertonen en ze uitstekend kunnen gebruiken op locaties met hoge interferentie.
- Deze antennes tonen gerichte stralingspatronen en zijn in bepaalde situaties zeer nuttig.
- Een kleine lus van deze antenne wordt normaal gesproken gebruikt als magnetische dipool.
- Deze antenne heeft directionele eigenschappen.
- Bij deze antenne moet de geïnduceerde EMF rond de antennelus alleen gelijk zijn aan de variatie tussen de twee verticale vlakken.
- Het stralingspatroon van deze antenne is niet afhankelijk van de vorm van de lus.
- De stromen bevinden zich in vergelijkbare fasen en grootten door de lus van de antenne.
De nadelen van lusantenne omvatten het volgende.
- De transmissie-efficiëntie van de antennelus is extreem slecht.
- Deze antenne is niet geschikt voor hoge frequenties.
- De twee nulwaarden van het patroon van deze antenne kunnen resulteren in 180 graden dubbelzinnigheid.
- Deze antennes hebben een slechte versterking, zijn moeilijk af te stemmen en zijn extreem smalbandig.
- Ze hebben de draagbaarheid verminderd.
- Lusantennes als richtingzoekers zijn niet in staat onderscheid te maken tussen de peiling van een verre zender en de onderlinge peiling ervan
- Het rendement van antennes met kleine lussen is slecht, daarom worden deze bij lagere frequenties gebruikt als ontvangstantenne.
- Antennes met kleine lussen hebben extreem lage stralingsweerstandswaarden, waardoor er vanwege de hoge stroomsterkte vermogensverlies in de vorm van warmte ontstaat.
Toepassingen/gebruik
Het gebruik of de toepassingen van lusantennes omvat het volgende.
- Deze antennes worden gebruikt in draadloze netwerken communicatie systemen leuk vinden draadloze sensornetwerken (WSN's), draadloze energieoverdracht (WPT) systemen & RFID systemen.
- Deze antennes worden in een breed spectrum aan toepassingen gebruikt.
- Deze worden gebruikt in omroepontvangersystemen en voor AM-radio dienen ze als ingebouwde antennes.
- Grote lusantennes worden gebruikt in richtingzoekapparatuur in vliegtuigontvangers en laagfrequente RFID-systemen.
- Deze worden gebruikt in HF-, MF- en kortegolfontvangers.
- Deze antennes worden gebruikt binnen UHF-zenders.
- Deze antennes worden gebruikt om hoogfrequente golven in radio-ontvangers te ontvangen.
- Deze worden gebruikt voor de ontvangst van uitzendsignalen binnen de langegolf- en middengolfbanden.
- Deze antennes zijn erg populair binnen de amateurradiogemeenschap voor gebruik in de hoogfrequente band.
- Deze antennes worden gebruikt in draadloze apparaten op korte afstand en RFID-systemen met de toename van draadloze communicatie en internet van dingen (IoT).
Dit is dus het geval een overzicht van de raamantenne , werking, typen, voordelen, nadelen en de toepassingen ervan. Deze antennes zijn flexibele radiocommunicatieapparaten die bekend staan om hun directionele eigenschappen, veelzijdigheid, weerstand tegen elektrische interferentie en compacte afmetingen. Deze antennes werken op basis van elektromagnetische inductie en worden gebruikt in moderne communicatiesystemen, radiocommunicatie, radiodetectie, kortegolfradio-ontvangst, enz. Hier is een vraag voor u: wat is een dipoolantenne?
