天线理论 - 环路


将射频载流线圈绕成单匝形成环路,可用作天线,称为环形天线。通过该环形天线的电流将同相。磁场将垂直于承载电流的整个环路。

频率范围

环形天线的工作频率范围约为300MHz至3GHz。该天线工作在UHF范围内。

环形天线的构造和工作

环形天线是承载射频电流的线圈。根据设计者的方便,它可以是任何形状,例如圆形、矩形、三角形、正方形或六边形。

环形天线有两种类型。

  • 大环形天线
  • 小环形天线

大环形天线

大环形天线也称为谐振天线。它们具有高辐射效率。这些天线的长度几乎等于预期波长。

$$L =\lambda$$

在哪里,

  • L是天线的长度

  • λ是波长

这种天线的主要参数是它的周长,大约是一个波长,应该是一个封闭的环。为了减小尺寸而蜿蜒环路并不是一个好主意,因为这会增加电容效应并导致低效率。

小环形天线

小环形天线也称为磁环天线。这些共振较小。这些主要用作接收器。

这些天线的大小为波长的十分之一。

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

在哪里,

  • L是天线的长度

  • λ是波长

小环形天线的特点是 -

  • 小环形天线的辐射电阻较低。如果使用多匝铁氧体磁芯结构,则可以实现高抗辐射性。

  • 由于损耗高,辐射效率低。

  • 其结构简单、体积小、重量轻。

由于其电抗较高,其阻抗很难与发射机匹配。如果环形天线必须充当发射天线,那么这种阻抗不匹配肯定会成为一个问题。因此,这些环形天线更适合用作接收器天线

常用循环

小环形天线主要有两种类型 -

  • 圆环天线
  • 方环天线

这两种类型的环形天线应用最为广泛。其他类型(矩形、三角形、椭圆形等)也根据设计者的规格制造。

常用循环

上图显示了圆形和方形环形天线。由于信噪比高,这些类型的天线主要用作 AM 接收器。它们还可以在无线电接收器的 Q 槽电路上轻松调谐。

环路极化

环形天线的极化将根据馈电位置而垂直或水平极化。根据环形天线的形状,垂直极化在垂直边的中心给出,而水平极化在水平边的中心给出。

小环形天线一般为线极化天线。当这种小型环形天线安装在便携式接收器的顶部时,其输出连接到仪表,它就成为一个很棒的测向仪。

辐射方向图

这些天线的辐射方向图与短水平偶极子天线的辐射方向图相同。

偏振辐射模式

小型高效环形天线的辐射方向图如上图所示图中还清楚地示出了不同环路角度的辐射方向图。0° 处的切线表示垂直偏振,而 90° 处的切线表示水平偏振。

优点

以下是环形天线的优点 -

  • 尺寸紧凑
  • 高指向性

缺点

以下是环形天线的缺点 -

  • 阻抗匹配可能并不总是很好
  • 具有非常高的谐振品质因数

应用领域

以下是环形天线的应用 -

  • 用于RFID设备
  • 用于中频、高频和短波接收机
  • 用于飞机接收机进行测向
  • 用于 UHF 发射机