მაგნიტური ანტენა: მოწყობილობა, მუშაობის პრინციპი, დანიშნულება

2024 ავტორი: Trinity Chesterton | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-16 15:01

სასარგებლო ინფორმაციის შემცველი სიგნალი შეიძლება შეიქმნას გენერატორის გამოყენებით. მისი სიმძლავრე შეიძლება გაიზარდოს გამაძლიერებლის დახმარებით და გადაეცეს მნიშვნელოვან მანძილზე სხვა კორესპონდენტს. სიგნალი გადაიცემა ანტენით.

ანტენა არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ელექტრომაგნიტურ ტალღას ელექტრო სიგნალად გარკვეული სიხშირით მიღების გზაზე, ასევე საპირისპირო გარდაქმნას გადაცემის გზაზე.

არსებობს მრავალი სახის ანტენა. ისინი შეიძლება კლასიფიცირდეს დიზაინის ან მოქმედების პრინციპის მიხედვით, მაგალითად. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში განასხვავებენ ელექტრო და მაგნიტურ ანტენებს. პირველს აკონტროლებს ელექტრომაგნიტური ველის ელექტრული კომპონენტი (შემდგომში EMF), ხოლო მეორეს, შესაბამისად, მაგნიტური..

ეს სტატია ყურადღებას გაამახვილებს მაგნიტურ ანტენაზე, მის დიზაინზე და მუშაობის პრინციპზე.

რადიოტალღები

ყველა ანტენა მუშაობს ტალღების გარკვეული დიაპაზონით. ტალღები შეიძლება კლასიფიცირდეს სიგრძის ან სიხშირის მიხედვით. უნდა აღინიშნოს, რომ სიგრძე უკუპროპორციულია სიხშირის.

შემდეგ არის რადიოტალღების ტიპებსა და მათ სიგრძისა და სიხშირის პარამეტრებს შორის შესაბამისობის ცხრილი.

ტალღების ტიპი	ტალღის სიგრძე, m	სიხშირე
ექსტრა გრძელი	105-104	3-30 kHz
გრძელი	104-103	30-300 kHz
საშუალო	103-102	300 kHz - 3 MHz
მოკლე	100-10	3-30 MHz
მეტრი	10-1	30-300MHz
დეციმეტრი	1-0, 1	300 MHz – 3 GHz
სანტიმეტრი	0, 1-0, 01	3-30GHz
მილიმეტრი	0, 01-0, 001	30-300GHz

ხშირად ტალღების სახელები იცვლება დიაპაზონის სახელებით. მაგალითად, მოკლე ტალღის ზოლს ეწოდება HF band.

მეტრიანი, დეციმეტრი, სანტიმეტრი და მილიმეტრიანი ტალღები შედის VHF დიაპაზონში - ულტრამოკლე ტალღები. დეციმეტრული ტალღებით მომუშავე მოწყობილობებს ეწოდება UHF ანტენები (შემდგომში - ანალოგიით).

აპლიკაცია

ანტენების ტიპმა, რომელიც რეაგირებს ველის მაგნიტურ კომპონენტზე, იპოვა ფართოგამოყენება ნებისმიერ ინდუსტრიაში მცირე ზომების და მიმღებ-გადამცემი თვისებების გამო. მათი დიზაინი ხშირად მართლაც ძალიან მარტივია და არის ღერო ანტენა (ხშირად გამოიყენება მანქანის ანტენად), რომელიც მცირეა, მაგალითად, ლოგარითმული ანტენებთან შედარებით. ეს უკანასკნელი ტიპის ანტენა ხშირად გვხვდება საცხოვრებელ კორპუსებში, სადაც ისინი უზრუნველყოფენ სატელევიზიო მაუწყებლობას.

მაგნიტური ანტენების მთავარი უპირატესობა არის იმუნიტეტი ელექტრო ჩარევის მიმართ. ეს უკანასკნელი ფაქტი საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ ნებისმიერ ქალაქში, სადაც არის ელექტრული სიგნალების მაღალი კონცენტრაცია.

დიზაინი

უმარტივესი მაგნიტური ანტენა შეიცავს:

• ბირთვი;
• ინდუქტორი;
• კოჭის ჩარჩო.

ბირთვზე ათავსებენ ჩარჩოს, ჩარჩოზე კი ინდუქტორს ახვევენ.

ასეთი ანტენის ბირთვი დამზადებულია მაგნიტური მასალისგან. ყველაზე ხშირად ფერიტიდან, რომელსაც აქვს კარგი მაგნიტური თვისებები, რაზეც მოგვიანებით იქნება საუბარი.

გრაგნილი დამზადებულია სპილენძის მსგავსი გამტარი მასალისგან, ხოლო ჩარჩო დამზადებულია საიზოლაციო მასალისგან, რათა თავიდან იქნას აცილებული ზედმეტი კონტაქტები ხვეულსა და ბირთვს შორის.

ფაქტობრივად, გამოდის, რომ მაგნიტური ანტენა არის ტიპიური ჩოკი, რომელიც იცნობს ყველა რადიომოყვარულს ან ადამიანს, თუნდაც ირიბად დაკავშირებული ელექტრონიკასთან.

ველის თეორია

ასეთი ანტენის მუშაობის პრინციპის გასაგებად, თქვენ უნდა გაიმეოროთ ძირითადიინფორმაცია ყველაფრის შესახებ, რაც დაკავშირებულია სიგნალების მანძილზე გადაცემასთან.

პირველ რიგში, ელექტრომაგნიტური ველი, როგორც სახელწოდება გულისხმობს, მოიცავს ორ კომპონენტს - მაგნიტურს და ელექტრულს, რომლებიც განუყოფლად არის დაკავშირებული და ამ ველების სიბრტყეები (თუ ვსაუბრობთ, ტერმინოლოგიური დეტალების გამოტოვებით) ერთმანეთის პერპენდიკულარულია.

მეორე, ამ ველის გავრცელების მიმართულებას განსაზღვრავს სიჩქარის ვექტორი, რომელიც პერპენდიკულარულია როგორც ელექტრული ინტენსივობის (ინდუქციური) ვექტორზე, ასევე მაგნიტური ინტენსივობის (ინდუქციური) ვექტორზე სამგანზომილებიან სივრცეში.

რატომ შეიძლება შეიცვალოს ინტენსივობის ვექტორი ინდუქციური ვექტორით? რადგან ამ პარამეტრების მნიშვნელობები თანაბრად ახასიათებს ამა თუ იმ სახის ველს და ერთმანეთის პროპორციულია.

L- ფორმის ანტენის მუშაობის პრინციპი

რხევებს (მათ გადასცემს ანტენა) გამოყოფს ნებისმიერი ობიექტი: როგორც ხის ჯოხი, ასევე ლითონის მავთული. ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ მეტალი უკეთ ატარებს ელექტროენერგიას, ამიტომ მავთულის მიერ გამოსხივებული ვიბრაციები უფრო შესამჩნევია.

ამიტომ, უმარტივესი ანტენის აწყობა შესაძლებელია გამაგრების ნაწილისგან. აღმოჩნდება ყველასთვის ნაცნობი L- ფორმის ანტენა. ელექტრომაგნიტური ველის მოქმედებით არმატურაში წარმოიქმნება ელექტრომამოძრავებელი ძალა, რაც გარკვეულწილად (თეორიული დეტალების გამოტოვებით) არის რხევების მიზეზი, ასევე სიგნალის გაძლიერების საფუძველი..

მეტალი არის მასალა კარგი ელექტრული თვისებებით. ამიტომ არმატურაში წარმოიქმნება ელექტრომამოძრავებელი ძალა (EMF). შესაბამისად,ველის ელექტრული კომპონენტის L- ფორმის ანტენა კონტროლდება.

ანტენის მუშაობის პრინციპი, რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ველზე

ლოგიკურად, თუ L- ფორმის ლითონის ანტენა პასუხობს ველის ელექტრულ კომპონენტს, მაშინ მაგნიტური ანტენა რეაგირებს ელექტრომაგნიტური ველის მაგნიტურ კომპონენტზე. ამ ფაქტის გამო მოწყობილობამ მიიღო სახელი.

ანტენა, რა თქმა უნდა, შეიძლება დამზადდეს ფერომაგნიტის გრძივი ნაწილისგან, მაგრამ უფრო ეფექტურია ამ მასალის ჩარჩოს ფორმის მიცემა.

ამ დიზაინში, მაგნიტური ველი ასევე შექმნის EMF-ს, მაგრამ ცვლადს. ანტენა გადაიქცევა ინდუქტორად, რომელშიც EMF ენერგია გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად (ეს არის ანტენის მთავარი ამოცანა).

ინდუცირებული EMF-ის მნიშვნელობა ჩარჩოში დამოკიდებულია სტრუქტურის პოზიციაზე ველის სიბრტყესთან მიმართებაში. EMF მაქსიმალურია, თუ სტრუქტურის ხვეულების სიბრტყე მიმართულია სიგნალით მოქმედ სადგურზე. თუ ანტენას ატრიალებთ ვერტიკალური ღერძის გარშემო (ზედა ხედი), მაშინ ერთ რევოლუციაში მას ექნება EMF-ის ორი მაქსიმალური და ორი მინიმალური (ნულოვანი მნიშვნელობა).

ასეთი ანტენის რადიაციული ნიმუში იქნება უსასრულობის ან რვა ფიგურის სახით.

რადიაციული შაბლონი არის გრაფიკული წარმოდგენა მატების დამოკიდებულების შესახებ ანტენის მიმართულებაზე გარკვეულ სიბრტყეში.

Gain არის მნიშვნელობა, რომელიც გამოითვლება როგორც გამომავალი სიგნალის მნიშვნელობის თანაფარდობა შემავალი სიგნალის მნიშვნელობასთან. მაგალითად, გამომავალი სიმძლავრის და შეყვანის თანაფარდობასიმძლავრე ან გამომავალი ძაბვა შეყვანამდე.

მიმართულების ფაქტორი ახასიათებს ანტენის უნარს, მიმართოს სიგნალს კონკრეტულ წერტილში. მაგალითად, პინის ანტენისთვის, რომელიც გამოიყენება მანქანის ანტენად, ეს კოეფიციენტი დაბალ დონეზეა. ის ასხივებს ტორუსის ფორმის ტალღას ყველა მიმართულებით. მაგრამ მიმართულების ანტენებისთვის, როგორიცაა ჟურნალ-პერიოდული ან ამრეკლი, ეს კოეფიციენტი გაცილებით მაღალია.

ანტენა ჩარჩოს სახით ასევე აქვს კარგი მიმართულება. ეს თვისება საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ასეთი მოწყობილობები სპეციალურ აღჭურვილობაში, როგორიცაა მელაზე ნადირობის მოწყობილობა.

დიზაინის მახასიათებლები

ინდუცირებული EMF-ის სიდიდე დიდწილად განისაზღვრება ანტენის ზომით. მაშინაც კი, თუ მასზე მობრუნების რაოდენობა მნიშვნელოვანი იყოს, მაშინ მცირე ზომებით, EMF მნიშვნელობა მაინც არასაკმარისი იქნება გარკვეული მიმღების მუშაობისთვის.

მაგრამ თუ მაგნიტურ ანტენებში შეიტანეთ ფერიტის ბირთვები, EMF მნიშვნელობა მნიშვნელოვნად გაიზრდება. ბირთვი ხელს შეუწყობს მეტი ველის ხაზების დახურვას საკუთარ თავზე, ანუ ბირთვის წყალობით ველი კონცენტრირებული იქნება ანტენაზე, შექმნის უფრო მძლავრ მაგნიტურ ნაკადს და წარმოქმნის მნიშვნელოვან EMF-ს..

მაგნიტური მასალის ბირთვი

იმისათვის, რომ გაიგოთ, თუ რომელი მაგნიტური ბირთვი უნდა დამონტაჟდეს ანტენაში, თქვენ უნდა შეისწავლოთ მაგნიტური გამტარიანობის პარამეტრი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ არის მაგნიტური ველი კონკრეტულ მასალაში გარე ველზე ძლიერი.

რაც უფრო მაღალია მაჩვენებელიგამტარიანობა, მით უკეთესია მაგნიტური მასალა კონცენტრირებს ველს საკუთარ თავზე.

მიმღები მაგნიტური ანტენის ბირთვს ჩვეულებრივ აქვს მართკუთხა ან მრგვალი განყოფილება. პირველ რიგში, წარმოების სიმარტივის გამო. მეორეც, იმის გამო, რომ ამ ფორმის ბირთვები უკეთ ახდენენ მაგნიტურ ხაზებს საკუთარ თავზე.

ბოლო ფაქტი გავლენას ახდენს ისეთ პარამეტრზე, როგორიცაა ეფექტური მაგნიტური გამტარიანობა. ეს შეიძლება არ ემთხვეოდეს საწყის მაგნიტურ გამტარიანობას, რომელიც ჩვეულებრივ მითითებულია ბირთვის დოკუმენტაციაში. თუმცა, ეფექტური გამტარიანობა დამოკიდებულია საწყისზე.

ამგვარად, ბირთვის ეფექტური გამტარიანობა დამოკიდებულია შემდეგ ინდიკატორებზე:

• ბირთის ზომები;
• ბირთის ფორმა;
• მატერიალის საწყისი მაგნიტური გამტარიანობა, საიდანაც ეს ბირთვი მზადდება.

მაგალითად, თუ განვიხილავთ ბირთვებს იგივე კვეთის ფართობით, მაგრამ განსხვავებული სიგრძით, მაშინ უფრო გრძელი სიგრძის ნიმუშს ექნება ეფექტური გამტარიანობის უფრო დიდი მნიშვნელობა.

სხვათა შორის, ეფექტური გამტარიანობის დამოკიდებულება ფერიტის ბირთვის სიგრძეზე, მაგალითად, არაწრფივია. ბირთვის სიგრძის გარკვეულ მნიშვნელობამდე, გამტარიანობა იზრდება ფერიტის უმეტესობისთვის, მაგრამ შემდეგ ზოგიერთი მათგანი გადადის გაჯერებამდე და ზრდა ჩერდება. მაგალითად, პროდუქტები 1000НН, 600НН და 400НН მარკირებით დიდი ხნის განმავლობაში არ გადადის გაჯერებულობაში, განსხვავებით 100НН და 50ВЧ. ეს მნიშვნელოვანია გასათვალისწინებელი ხელნაკეთი ანტენის შექმნისას.

ანტენის ეფექტურობა

მიმღები ანტენის ეფექტურობა, რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ველზე,პირდაპირ კავშირშია რეალურ სიმაღლესთან. ეს არის წერტილის სიმაღლე, საიდანაც გამოდის ანტენის მიერ გამოსხივებული რხევა, დედამიწის ზედაპირის გარკვეულ წერტილზე.

ფაქტობრივი სიმაღლე გავლენას ახდენს ანტენაში წარმოქმნილ EMF-ზე. შესაბამისად, რაც უფრო მაღალია მისი მნიშვნელობა, მით მეტია EMF, მით უფრო სუსტი სიგნალების მიღება შეუძლია ანტენას.

რა განსაზღვრავს ანტენის ეფექტურ სიმაღლეს, რომელიც რეაგირებს EMF-ის მაგნიტურ კომპონენტზე?

1. ეფექტური გამტარიანობისგან.
2. ბირთის განყოფილების არე.
3. მოხვევების რაოდენობა.
4. გრაგნილის სიგრძე, რომელიც ქმნის თავად ხვეულს.
5. გრაგნილის დიამეტრი.
6. სამოქმედო ტალღის სიგრძე.

ანტენის ეფექტური სიმაღლე იქნება რაც უფრო მაღალია, მით მეტია ზემოთ ჩამოთვლილი პირველი ოთხი პარამეტრი, ასევე რაც უფრო მცირე იქნება სხვაობა ანტენის ბირთვისა და გრაგნილი მავთულის დიამეტრებს შორის. რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო მაღალია სიმაღლეც.

ანტენის კოჭა

ზემოხსენებული მონაცემებიდან შეგვიძლია დავასკვნათ ინდუქტორის გავლენის მნიშვნელობის შესახებ ნებისმიერი ანტენის მიმღებ და გადამცემ თვისებებზე (მაგალითად, HF მაგნიტური ანტენა), რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ველზე.

რაც უფრო მაღალია ინდუქტორის ხარისხი, მით უკეთ მუშაობს ანტენა. კოჭის ხარისხის პარამეტრი შეფასებულია მისი ხარისხის ფაქტორის გამოყენებით. ხარისხის კოეფიციენტი არის პარამეტრი, რომელიც გამოითვლება როგორც კოჭის წინააღმდეგობის შეფარდება AC-თან ინდუქციური ელემენტის წინააღმდეგობასთან DC-თან.

AC კოჭის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ორივეზეთავად კოჭის ინდუქციურობა და დენის სიხშირე. კოჭის ხარისხის ფაქტორის გასაზრდელად და მასთან ერთად ანტენის გადამცემი-მიმღები თვისებების გასაზრდელად, რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ველზე, შეგიძლიათ შეცვალოთ მისი წინააღმდეგობა პირდაპირი დენის მიმართ. მაგალითად, ხვეულის ან თავად მავთულის მობრუნების დიამეტრის გაზრდის მიზნით, საიდანაც იგი არის დახვეული.

FM ანტენა

ეს არის ანტენის ტიპი, რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ველზე. FM ტალღა არის სიგნალი სიხშირეზე 88-დან 108 MHz-მდე.

ამ დიზაინის შესაქმნელად დაგჭირდებათ:

• შესაკრავები, რომლებზეც დამონტაჟდება ანტენა (მაგალითად, მილი);
• ფერიტის ბირთვი, რომელიც შეიძლება დაისვას კონსტრუქციაზე (მილზე);
• სპილენძის მავთული გრაგნილი და კონტაქტებისთვის;
• დამაკავშირებელი ქინძისთავები ანტენის მიმღებ მოწყობილობასთან დასაკავშირებლად;
• სპილენძის ფოლგა.

კოჭის შემოხვევამდე აუცილებელია მისი იზოლაცია ბირთვიდან ფერიტის გარშემო შემოჭრილი ელექტრო ლენტით ან ქაღალდით. შემდეგ იზოლაციაზე იდება ფოლგის ფენა. იგი გადახურავს 1 სმ-ის შემობრუნებას და იზოლირებულია გადახურვის ზონაში, მაგალითად, იგივე ელექტრული ლენტის გამოყენებით. ასე იქმნება FM ანტენის ეკრანი, რომელზედაც 25 ბრუნი იჭრება, ქმნიან ხვეულს, მე-7, მე-12 და 25-ე ბრუნზე მილებით.

ზემოდან გრაგნილი დაფარულია მსგავსი ფოლგის ეკრანით. ეკრანები - გარე და შიდა - ურთიერთდაკავშირებულია.

მოხვევის მავთულის ბოლოები უნდა განლაგდეს დამაკავშირებელ კონტაქტებში. მე-12 და 25-ე შემობრუნების დასკვნები უნდა იყოს დაკავშირებული მიმღებთან, ხოლო მე-7 შემობრუნებიდან - მიწასთან..

მარყუჟის ანტენა

კოაქსიალური კაბელის და რამდენიმე აქსესუარის დახმარებით შეგიძლიათ გააკეთოთ ეს ანტენა, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს სიხშირის სხვადასხვა დიაპაზონში. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია სტრუქტურის ზომებზე. ამ მოწყობილობის საფუძველზე შეგიძლიათ შექმნათ UHF ანტენა.

ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სიგნალის გადასაცემად 80 მ-მდე მანძილზე და მის უპირატესობებში შედის დამზადებისა და მონტაჟის სიმარტივე, ასევე სიგნალის გადაცემის მაღალი სტაბილურობა.

რა მასალები გჭირდებათ მარყუჟის ანტენის დასამზადებლად?

1. კოაქსიალური კაბელი.
2. ხის ბარები.
3. კონდენსატორი 100pF ტევადობით.
4. კოაქსიალური კონექტორი.

იმისთვის, რომ ანტენამ სტაბილურად იმუშაოს, აუცილებელია კონდენსატორის სტაბილურობის უზრუნველყოფა, ანუ მისი იზოლაცია მექანიკური, ამინდისა და სხვა ზემოქმედებისაგან.

ანტენა არის კაბელის მარყუჟი, რომელიც დაკავშირებულია კონდენსატორთან. მას შეუძლია იმუშაოს მრავალი სიხშირის დიაპაზონში. მაგალითად, HF ჯგუფთან ერთად. რაც უფრო დიდია მარყუჟის ფართობი (უკეთესი თუ მრგვალია), მით მეტია მიღებული სიგნალის დაფარვა.

დიზაინი დამონტაჟებულია გისოსებით დამზადებულ ხის სადგამზე. როგორ დააკავშიროთ ანტენა? გამომავალ სადენთან დაკავშირებული კოაქსიალური კონექტორით.

ასევე, შესატყვისი ტრანსფორმატორი ზოგჯერ შედის წრედში.

GSM სტანდარტი

ანტენის საფუძველზე, რომელიც რეაგირებს მაგნიტურ ტალღებზე, მოწყობილობები იქმნება GSM სტანდარტის სიგნალის მისაღებად,რომელიც გამოიყენება მობილურ კომუნიკაციებში.

ბევრი რადიომოყვარული დამოუკიდებლად აწყობს მაგნიტურ GSM ანტენებს და აყენებს მათ იქ, სადაც ფიჭური სიგნალი ცუდად არის მიღებული. მაგალითად, დაჩებში.

GSM საკომუნიკაციო სტანდარტთან მუშაობის ანტენა შეიძლება დამზადდეს პლასტმასის წყლის მილით, ცალმხრივი ფოლგის მინაბოჭკოვანი (სისქე - 1,5-2 მმ, სიგანე - 10 მმ) და სპილენძის მავთული (დიამეტრი - 1,5-2)., 5 მმ).

ანტენის ფორმატი არის ჟურნალ-პერიოდული. ასეთ ხელნაკეთ ანტენას აქვს მაღალი მომატება და ვიწრო გამოსხივების ნიმუში.

შემდეგ, თქვენ უნდა დააკავშიროთ ანტენის ვიბრატორები (მოჭრილი მავთული) შეგროვების ხაზებთან (ბოჭკოვანი მინის ორი ზოლი). ვიბრატორები უნდა იყოს შედუღებული თითოეულ შეგროვების ხაზთან, შემდეგ კი ხაზები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული კოაქსიალური კაბელის გამოყენებით. ხაზები ფიქსირდება პლასტმასის მილზე.

როგორ დავაკავშიროთ ამ ტიპის ანტენა? საკაბელო გამოსასვლელი შეიძლება დაუკავშირდეს დატვირთვას ტელევიზორის მოწყობილობის სახით.

დასკვნა

ამგვარად, სულაც არ არის რთული საკუთარი ანტენის აწყობა, რომელიც რეაგირებს EMF-ის მაგნიტურ კომპონენტზე. საკმარისია დაიცვან ზემოთ აღწერილი ყველა რეკომენდაცია და გაითვალისწინოთ სხვადასხვა მასალის ელექტრომაგნიტური მახასიათებლები.

უფრო მეტიც, ასეთი სტრუქტურის შესაქმნელად სპეციალური ცოდნა არ არის საჭირო. საკმარისია ძირითადი ინფორმაცია ფიზიკური პროცესების შესახებ, რომლებიც ხდება სხვადასხვა ელემენტებში, როგორიცაა ინდუქტორი.