天線理論 - 環形天線



一個載有射頻電流的線圈繞成單匝環路,可以用作一種稱為環形天線的天線。透過該環形天線的電流同相位。磁場垂直於整個載流環路。

頻率範圍

環形天線的操作頻率範圍約為300MHz至3GHz。該天線工作在超高頻 (UHF) 範圍內。

環形天線的構造和工作原理

環形天線是一個載有射頻電流的線圈。根據設計者的方便,它可以是圓形、矩形、三角形、方形或六邊形等任何形狀。

環形天線有兩種型別。

  • 大型環形天線
  • 小型環形天線

大型環形天線

大型環形天線也稱為諧振天線。它們具有較高的輻射效率。這些天線的長度幾乎等於預期的波長。

$$L =\lambda$$

其中,

  • L 是天線的長度

  • λ 是波長

該天線的主要引數是其周長,約為一個波長,並且應為封閉環路。為了減小尺寸而使環路彎曲不是一個好主意,因為這會增加電容效應並導致效率降低。

小型環形天線

小型環形天線也稱為磁環天線。這些天線諧振性較低。它們主要用作接收器。

這些天線的尺寸為波長的十分之一。

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

其中,

  • L 是天線的長度

  • λ 是波長

小型環形天線的特點是:

  • 小型環形天線具有低輻射電阻。如果使用多匝鐵氧體芯結構,則可以獲得高輻射電阻。

  • 由於損耗高,其輻射效率低。

  • 其結構簡單,尺寸和重量小。

由於其高電抗,其阻抗難以與發射機匹配。如果環形天線必須充當發射天線,則這種阻抗失配肯定是一個問題。因此,這些環形天線最好用作接收天線

常用環形天線

小型環形天線主要有兩種型別:

  • 圓形環形天線
  • 方形環形天線

這兩種型別的環形天線最常用。其他型別(矩形、三角形、橢圓形等)也根據設計者的規格製作。

Frequently Used Loops

上圖顯示了圓形和方形環形天線。由於信噪比高,這些型別的天線主要用作調幅接收器。它們也易於在無線電接收器的Q值電路中進行調諧。

環形天線的極化

環形天線的極化將是垂直極化或水平極化,這取決於饋電位置。垂直極化位於垂直邊的中心,而水平極化位於水平邊的中心,這取決於環形天線的形狀。

小型環形天線通常是線性極化的。當這種小型環形天線安裝在行動式接收器頂部時,其輸出連線到儀表,它就成為一個很棒的方向查詢器。

輻射方向圖

這些天線的輻射方向圖與短水平偶極天線的輻射方向圖相同。

Polarized Radiation Pattern

上圖顯示了小型高效環形天線的輻射方向圖。圖中還清楚地說明了不同環路角度的輻射方向圖。0°處的切線表示垂直極化,而90°處的線表示水平極化。

優點

環形天線的優點如下:

  • 尺寸緊湊
  • 高指向性

缺點

環形天線的缺點如下:

  • 阻抗匹配可能並不總是很好
  • 具有非常高的諧振品質因數

應用

環形天線的應用如下:

  • 用於RFID裝置
  • 用於中頻、高頻和短波接收器
  • 用於飛機接收器進行方向查詢
  • 用於超高頻發射器
廣告
© . All rights reserved.