Bir jeneratör kullanılarak faydalı bilgiler içeren bir sinyal oluşturulabilir. Gücü, bir amplifikatör yardımıyla arttırılabilir ve önemli bir mesafeden başka bir muhabire iletilebilir. Sinyal bir anten tarafından iletilir.
Anten, alma yolundaki belirli bir frekansta bir elektromanyetik dalgayı elektrik sinyaline ve ayrıca iletim yolunda ters dönüştürmeye dönüştüren bir cihazdır.
Birçok anten türü vardır. Örneğin, tasarıma veya çalışma prensibine göre sınıflandırılabilirler. İkinci durumda, elektrik ve manyetik antenler ayırt edilir. Birincisi, elektromanyetik alanın (bundan sonra EMF olarak anılacaktır) elektriksel bileşeni tarafından ve ikincisi sırasıyla manyetik olan tarafından kontrol edilir.
Bu makale manyetik antene, tasarımına ve çalışma prensibine odaklanacaktır.
Radyo dalgaları
Tüm antenler belirli bir dalga aralığında çalışır. Dalgalar uzunluk veya frekansa göre sınıflandırılabilir. Unutulmamalıdır ki uzunluk ile frekans ters orantılıdır.
Aşağıda, radyo dalgalarının türleri ile bunların uzunluk ve frekans parametreleri arasındaki karşılık gelen bir tablo bulunmaktadır.
| Dalgaların türü | Dalga boyu, m |
Sıklık |
| Ekstra Uzun | 105-104 | 3-30 kHz |
| Uzun | 104-103 | 30-300 kHz |
| Ortalama | 103-102 | 300 kHz - 3 MHz |
| Kısa | 100-10 | 3-30 MHz |
| Metre | 10-1 | 30-300MHz |
| Desimetre | 1-0, 1 | 300 MHz – 3 GHz |
| Santimetre | 0, 1-0, 01 | 3-30GHz |
| Milimetre | 0, 01-0, 001 | 30-300GHz |
Genellikle dalga adları, aralık adlarıyla değiştirilir. Örneğin, kısa dalga bandına HF bandı denir.
Metre, desimetre, santimetre ve milimetre dalgaları VHF aralığına dahildir - ultra kısa dalgalar. Desimetre dalgalarıyla çalışan cihazlara UHF antenleri denir (bundan böyle - benzetme ile anılacaktır).
Uygulama
Alanın manyetik bileşenine tepki veren anten türü geniş bir alan bulmuştur. Küçük boyutları ve alıcı-verici özellikleri nedeniyle her türlü endüstride uygulama. Tasarımları genellikle gerçekten çok basittir ve örneğin logaritmik antenlere kıyasla küçük olan bir çubuk antendir (genellikle bir araba için anten olarak kullanılır). İkinci tip anten genellikle televizyon yayınları sağladıkları konut binalarında bulunur.
Manyetik antenlerin ana avantajı, elektriksel parazitlere karşı bağışıklıktır. İkinci gerçek, elektrik sinyali yoğunluğunun yüksek olduğu herhangi bir şehirde kullanılmalarına izin verir.
Tasarım
En basit manyetik anten şunları içerir:
- çekirdek;
- indüktör;
- bobin çerçevesi.
Çekirdeğe bir çerçeve konur ve çerçeveye bir indüktör sarılır.
Böyle bir antenin çekirdeği manyetik malzemeden yapılmıştır. Çoğu zaman, daha sonra tartışılacak olan, iyi manyetik özelliklere sahip olan ferritten.
Sargı bakır gibi iletken bir malzemeden, çerçeve ise bobin ve çekirdek arasında gereksiz temasları önlemek için yalıtkan bir malzemeden yapılmıştır.
Aslında, manyetik antenin tipik bir bobin olduğu ortaya çıktı, her radyo amatörüne veya dolaylı olarak elektronikle ilgili olan kişilere bile aşina.
Alan teorisi
Böyle bir antenin çalışma prensibini anlamak için temelsinyallerin belirli bir mesafeden iletilmesiyle ilgili her şey hakkında bilgi.
İlk olarak, elektromanyetik alan adından da anlaşılacağı gibi, ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olan manyetik ve elektrik olmak üzere iki bileşen içerir ve bu alanların düzlemleri (konuşursak, terminolojik ayrıntıları atlayarak) birbirine diktir.
İkincisi, bu alanın yayılma yönü, üç boyutlu uzayda hem elektrik yoğunluğu (indüksiyon) vektörüne hem de manyetik yoğunluk (indüksiyon) vektörüne dik olan hız vektörü tarafından belirlenir.
Yoğunluk vektörü neden tümevarım vektörü ile değiştirilebilir? Çünkü bu parametrelerin değerleri bir tür alanı eşit olarak karakterize eder ve birbirleriyle orantılıdır.
L şeklindeki antenin çalışma prensibi
Salınımlar (anten tarafından iletilir) herhangi bir nesne tarafından yayılır: hem tahta bir çubuk hem de metal bir tel. Tek fark, metalin elektriği daha iyi iletmesidir, bu nedenle telin yaydığı titreşimler daha belirgindir.
Bu nedenle, en basit anten bir parça takviyeden monte edilebilir. Herkese tanıdık gelen L şeklindeki anteni ortaya çıkaracak. Elektromanyetik alanın etkisi altında, armatürde bir elektromotor kuvvet indüklenir; bu, bir şekilde (teorik ayrıntıları atlayarak) salınımların nedeni ve aynı zamanda sinyalin yükseltilmesinin temelidir.
Metal, iyi elektriksel özelliklere sahip bir malzemedir. Bu nedenle armatürde bir elektromotor kuvvet (EMF) indüklenir. Sonuç olarak,alanın elektrik bileşeninin L şeklindeki anteni kontrol edilir.
Manyetik alana tepki veren bir antenin çalışma prensibi
Mantıksal olarak, L şeklindeki metal anten alanın elektrik bileşenine yanıt veriyorsa, manyetik anten elektromanyetik alanın manyetik bileşenine yanıt verir. Bu nedenle cihaz adını aldı.
Bir anten, elbette, bir ferromagnetin uzunlamasına bir parçasından yapılabilir, ancak bu malzemeye bir çerçeve şekli vermek daha verimlidir.
Bu tasarımda, manyetik alan da bir EMF ama bir değişken yaratacaktır. Anten, EMF enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir indüktöre dönüşecektir (bu, antenin ana görevidir).
Çerçevedeki indüklenen EMF'nin değeri, yapının alan düzlemine göre konumuna bağlıdır. Yapının bobinlerinin düzlemi, sinyalle çalışan istasyona yönlendirilirse, EMF maksimumdur. Anteni dikey eksen etrafında döndürürseniz (üstten görünüm), bir devirde EMF'nin iki maksimumu ve iki minimumu (sıfır değeri) olur.
Böyle bir antenin radyasyon modeli, sonsuz veya sekiz rakamı şeklinde olacaktır.
Radyasyon modeli, kazancın belirli bir düzlemde antenin yönüne bağımlılığının grafiksel bir temsilidir.
Kazanç, çıkış sinyalinin değerinin giriş sinyalinin değerine oranı olarak hesaplanan bir değerdir. Örneğin, çıkış gücünün girişe oranıgiriş için güç veya çıkış voltajı.
Yön faktörü, bir antenin bir sinyali belirli bir noktaya yönlendirme yeteneğini karakterize eder. Örneğin, bir araba için anten olarak kullanılan bir pin anten için bu katsayı düşük seviyededir. Her yöne simit şeklinde bir dalga yayar. Ancak log-periyodik veya yansıtıcı gibi yönlü antenler için bu katsayı çok daha yüksektir.
Çerçeve şeklindeki anten de iyi bir yönlendirme özelliğine sahiptir. Bu özellik, bu tür cihazların tilki avı ekipmanı gibi özel ekipmanlarda kullanılmasına izin verir.
Tasarım Özellikleri
Endüklenen EMF'nin büyüklüğü büyük ölçüde antenin boyutuna göre belirlenir. Üzerine sarılmış dönüş sayısı önemli olsa bile, o zaman küçük boyutlarda, EMF değeri belirli alıcıların çalışması için hala yetersiz olacaktır.
Ancak manyetik antenlerin içine ferrit çekirdekler eklerseniz, EMF değeri önemli ölçüde artacaktır. Çekirdek kendi üzerinde daha fazla alan çizgisinin kapanmasına katkıda bulunacaktır, yani çekirdek sayesinde alan anten üzerinde yoğunlaşarak daha güçlü bir manyetik akı oluşturacak ve önemli bir EMF üretecektir.
Manyetik malzeme çekirdeği
Antene hangi manyetik çekirdeğin takılması gerektiğini anlamak için, belirli bir malzemedeki manyetik alanın dış alandan kaç kat daha güçlü olduğunu gösteren manyetik geçirgenlik parametresini incelemeniz gerekir.
Oran ne kadar yükseksegeçirgenlik, manyetik malzeme alanı kendi üzerinde daha iyi yoğunlaştırır.
Alıcı manyetik antenin çekirdeği genellikle dikdörtgen veya yuvarlak bir bölüme sahiptir. Birincisi, üretim kolaylığı nedeniyle. İkincisi, bu şekle sahip çekirdeklerin manyetik çizgileri kendi üzerlerinde daha iyi yoğunlaştırması nedeniyle.
Son gerçek, etkili manyetik geçirgenlik gibi bir parametreyi etkiler. Genellikle çekirdek belgelerinde belirtilen ilk manyetik geçirgenlik ile çakışmayabilir. Ancak, etkili geçirgenlik ilkine bağlıdır.
Dolayısıyla, çekirdeğin etkin geçirgenliği aşağıdaki göstergelere bağlıdır:
- temel boyutlar;
- çekirdek şekli;
- Bu çekirdeğin yapıldığı malzemenin ilk manyetik geçirgenliği.
Örneğin, aynı kesit alanına ancak farklı uzunluklara sahip çekirdekleri düşünürsek, o zaman daha uzun bir numunenin efektif geçirgenlik değeri daha büyük olacaktır.
Bu arada, örneğin bir ferrit çekirdeğin uzunluğuna etkili geçirgenliğin bağımlılığı doğrusal değildir. Çekirdek uzunluğunun belirli bir değerine kadar, çoğu ferrit derecesi için geçirgenlik artar, ancak daha sonra bazıları doygunluğa girer ve büyüme durur. Örneğin, 1000НН, 600НН ve 400НН işaretli ürünler, 100НН ve 50ВЧ'den farklı olarak uzun süre doygunluğa girmez. Ev yapımı bir anten oluştururken bunu dikkate almak önemlidir.
Anten verimliliği
Manyetik alana tepki veren bir alıcı antenin verimliliği,doğrudan gerçek yükseklikle ilgilidir. Bu, anten tarafından yayılan salınımın çıktığı noktanın, dünya yüzeyindeki belirli bir noktanın üzerindeki yüksekliğidir.
Gerçek yükseklik, antende üretilen EMF'yi etkiler. Buna göre, değeri ne kadar yüksek olursa, EMF o kadar büyük olur, antenin alabileceği sinyaller o kadar zayıf olur.
EMF'nin manyetik bileşenine yanıt veren antenin etkin yüksekliğini ne belirler?
- Etkili geçirgenlikten.
- Çekirdeğin kesit alanı.
- Bobin dönüş sayısı.
- Bobini oluşturan sargının uzunluğu.
- Sarma çapı.
- Çalışma dalga boyu.
Antenin efektif yüksekliği, yukarıdaki listenin ilk dört parametresi ne kadar büyük olursa ve aynı zamanda anten çekirdeği ve sargı teli çapları arasındaki fark o kadar küçük olur. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, yükseklik de o kadar yüksek olur.
Anten bobini
Yukarıdaki verilerden, manyetik alana yanıt veren herhangi bir antenin (örneğin, bir HF manyetik anten) alma ve iletme özellikleri üzerindeki indüktörün etkisinin önemi hakkında sonuca varabiliriz.
İndüktörün kalitesi ne kadar yüksek olursa, anten o kadar iyi çalışır. Bobinin kalite parametresi, kalite faktörü kullanılarak tahmin edilir. Kalite faktörü, bobinin AC'ye direncinin endüktif elemanın DC'ye direncine oranı olarak hesaplanan bir parametredir.
Bir AC bobininin direnci her ikisine de bağlıdır.bobinin kendisinin endüktansı ve akımın frekansı. Bobinin kalite faktörünü ve bununla birlikte bir manyetik alana yanıt veren antenin alma-verme özelliklerini artırmak için, direncini doğru akıma değiştirebilirsiniz. Örneğin, bobinin veya sarıldığı telin kendisinin ortaya çıkan dönüşlerinin çapını artırmak için.
FM Anteni
Bu, bir manyetik alana tepki veren bir anten türüdür. FM dalgası, 88 ile 108 MHz arasında bir frekansta bir sinyaldir.
Bu tasarımı yapmak için şunlara ihtiyacınız olacak:
- antenin takılacağı bağlantı elemanları (örneğin bir boru);
- Yapıya (boru üzerine) konulabilen ferrit çekirdek;
- sargı ve kontaklar için bakır tel;
- anteni alıcı cihaza bağlamak için bağlantı pimleri;
- bakır folyo.
Bobini sarmadan önce, elektrik bandı veya ferrit etrafına sarılmış kağıt ile çekirdekten izole etmek gerekir. Daha sonra yalıtımın üzerine bir folyo tabakası yerleştirilir. 1 cm'lik bir dönüşle örtüşür ve örneğin aynı elektrik bandı kullanılarak örtüşme alanında izole edilir. Bu şekilde, 25 dönüşün sarıldığı ve 7., 12. ve 25. dönüşlerde uçlarla bir bobin oluşturan FM anten ekranı oluşturulur.
Yukarıdan, sarım benzer bir folyo ekranla kaplanmıştır. Ekranlar - harici ve dahili - birbirine bağlıdır.
Sargı telinin uçları bağlantı kontaklarında düzenlenmelidir. 12. ve 25. dönüşlerden elde edilen sonuçlar alıcıya ve 7. dönüşten - zemine bağlanmalıdır.
Döngü Anten
Bir koaksiyel kablo ve birkaç aksesuar yardımıyla farklı frekans bantlarında çalışabilen bu anteni yapabilirsiniz. Her şey yapının boyutlarına bağlıdır. Bu cihazı temel alarak bir UHF anteni oluşturabilirsiniz.
80 m'ye kadar bir mesafeye bir sinyal iletmek için kullanılabilir ve avantajları, üretim ve kurulum kolaylığının yanı sıra yüksek sinyal iletim kararlılığını içerir.
Döngü anteni yapmak için hangi malzemelere ihtiyacınız var?
- Koaksiyel kablo.
- Ahşap çubuklar.
- 100pF kapasitanslı bir kapasitör.
- Koaksiyel konektör.
Antenin stabil çalışabilmesi için kapasitörün kararlılığını sağlamak yani mekanik, hava ve diğer etkilerden izole etmek gerekir.
Anten, bir kapasitöre bağlı bir kablo döngüsüdür. Birçok frekans aralığında çalışabilir. Örneğin, HF bandı ile. Döngünün alanı ne kadar büyükse (yuvarlaksa daha iyi), alınan sinyalin kapsamı o kadar büyük olur.
Tasarım, çubuklardan yapılmış ahşap bir stand üzerine monte edilmiştir. Anten nasıl bağlanır? Çıkış kablosuna bağlı bir koaksiyel konektör ile.
Ayrıca, bazen devreye bir uyumlu transformatör dahildir.
GSM standardı
Manyetik dalgalara tepki veren bir antene dayalı olarak, cihazlar GSM standardının bir sinyalini alacak şekilde oluşturulur,mobil iletişimde kullanılır.
Birçok radyo amatörü bağımsız olarak manyetik GSM antenlerini monte eder ve bunları hücresel sinyalin zayıf alındığı yerlere kurar. Örneğin, kulübede.
GSM iletişim standardı ile çalışmak için bir anten, plastik bir su borusundan, tek taraflı folyo fiberglastan (kalınlık - 1.5-2 mm, genişlik - 10 mm) ve bakır telden (çap - 1.5-2) yapılabilir., 5 mm).
Anten formatı günlük periyodiktir. Böyle bir ev yapımı antenin yüksek kazancı ve dar bir radyasyon modeli vardır.
Ardından, anten vibratörlerini (kesilmiş tel) toplama hatlarına (iki şerit fiberglas) bağlamanız gerekir. Her toplama hattına vibratörler lehimlenmeli ve ardından hatlar koaksiyel kablo ile birbirine bağlanmalıdır. Çizgiler plastik bir boruya sabitlenmiştir.
Bu tür bir anten nasıl bağlanır? Kablo çıkışı, TV cihazı şeklinde bir yüke bağlanabilir.
Sonuç
Böylece, EMF'nin manyetik bileşenine yanıt veren kendi anteninizi monte etmek hiç de zor değil. Yukarıda açıklanan tüm önerileri takip etmek ve çeşitli malzemelerin elektromanyetik özelliklerini dikkate almak yeterlidir.
Ayrıca böyle bir yapı oluşturmak için özel bir bilgiye gerek yoktur. İndüktör gibi çeşitli elementlerde meydana gelen fiziksel süreçler hakkında temel bilgiler yeterlidir.
