Гогцооны антенн гэж юу вэ?
Гогцоо антенн нь нэг буюу хэд хэдэн дамжуулагч элементүүдийг хаалттай замд байрлуулж, бүтцэд RF дохиог өгөх замаар үүсдэг. Гогцоо нь дугуй, дөрвөлжин, тэгш өнцөгт, гурвалжин, эллипс хэлбэртэй эсвэл тодорхой механик болон цахилгааны шаардлагыг хангахын тулд өөр хэлбэрээр зохион бүтээгдсэн байж болно.
Цахилгаан гүйдлийн элементтэй холбоотой уламжлалт диполь антеннаас ялгаатай нь цахилгааны хувьд жижиг гогцоо нь соронзон дипольтой ойролцоо ажилладаг. Үүний ажиллагаа нь цахилгаан соронзон долгионы соронзон орны бүрэлдэхүүн хэсэгтэй нягт холбоотой тул гогцоо антеннуудыг хүлээн авах, чиглэл олох, ойрын талбайн мэдрэгч, RFID болон цахилгаан соронзон хэмжилтийн системд онцгой ашигтай болгодог.
Гогцооны антенн нь ганц давтамжийн хүрээнд хязгаарлагдахгүй. Тэдгээрийн ажиллах давтамж нь долгионы урттай харьцуулахад гогцооны тойрог, эргэлтийн тоо, дамжуулагчийн хэмжээс, ачааллын бүрэлдэхүүн хэсгүүд, тэжээлийн бүтэц, хүрээлэн буй орчны суурилуулалтаас хамаарна. Тиймээс гогцооны загварыг бага давтамжийн хүлээн авах системээс эхлээд UHF болон богино долгионы хэрэглээ хүртэл олж болно.
Үндсэн бүтэц ба үйл ажиллагааны зарчим
Радио давтамжийн гүйдэл нь дамжуулагч гогцооны эргэн тойронд урсах үед гогцооны хавтгайд ойролцоогоор перпендикуляр соронзон орон үүсгэдэг. Хүлээн авах ажиллагааны үед гогцооноор дамжин өнгөрөх өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь түүний терминалуудад хүчдэл үүсгэдэг.
Хүлээн авсан дохионы хүч чадал нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна:
Гогцооны хэсэг
Ээлжийн тоо
Ажиллах давтамж
Ирж буй талбартай харьцуулахад чиглэл
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
Сүлжээг тохируулах болон тохируулах
Бамбай болон ойролцоох металл байгууламжууд
Цахилгааны хувьд жижиг гогцооны хувьд гүйдлийн хэмжээ болон фазыг дамжуулагчийн эргэн тойронд ойролцоогоор жигд гэж үзэж болно. Тойрог нэмэгдэх тусам энэ ойролцоолол нь нарийвчлал багатай болдог. Резонанстай том гогцоонд гүйдлийн тархалт нь бүтцийн эргэн тойронд мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж, жижиг соронзон гогцооныхоос өөр цацрагийн шинж чанарыг үүсгэдэг.
Жижиг гогцооны антеннууд
Жижиг гогцоотой антенны тойрог нь ажиллах долгионы уртаас хамаагүй бага байдаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг инженерийн ойролцоолол нь:
C≤0.1λ
энд C нь гогцооны тойрог ба λ нь долгионы урт юм.
Жижиг цахилгаан хэмжээнээс шалтгаалан жижиг гогцоо нь ерөнхийдөө цацрагийн эсэргүүцэл багатай байдаг. Тиймээс дамжуулагчийн алдагдал нь нийт оролтын эсэргүүцлийн чухал хэсгийг бүрдүүлж, антенныг дамжуулахад ашиглах үед цацрагийн үр ашгийг бууруулдаг.
Жижиг гогцоонууд нь мөн өндөр индуктив бөгөөд ихэвчлэн тохируулгын конденсатор эсвэл тохирох сүлжээ шаарддаг. Резонанст тохируулсан үед тэдгээр нь ашигтай хүлээн авах мэдрэмжийг өгч болох боловч тэдгээрийн өндөр чанарын хүчин зүйл нь харьцангуй нарийссан ажиллагааны зурвасын өргөнийг бий болгож болзошгүй юм.
Эдгээр шинж чанарууд нь жижиг гогцоонуудыг муу антенн болгодоггүй. Үүний оронд тэдгээр нь авсаархан хэмжээ, соронзон орны хариу үйлдэл, чиглэлийн тэг утга эсвэл нарийн зурвасын сонгомол чанар нь өндөр цацрагийн үр ашгаас илүү чухал байдаг хэрэглээнд онцгой тохиромжтой болгодог.
Том гогцоотой антеннууд
Заримдаа резонансын гогцоо гэж нэрлэгддэг том гогцоо нь цахилгааны хувьд жижиг байхаа больсон тойрогтой байдаг. Нийтлэг загварт нэг долгионы урттай ойролцоо тойрог ашигладаг:
C≈λ
Энэ тохиолдолд гүйдэл нь гогцооны эргэн тойронд жигд биш байна. Түүний далайц ба фаз нь дамжуулагчийн дагуу өөрчлөгдөж, илүү төвөгтэй талбайн тархалтыг бий болгодог.
Цахилгааны хувьд жижиг гогцоотой харьцуулахад резонансын гогцоо нь ихэвчлэн цацрагийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, дамжуулах үр ашгийг сайжруулдаг. Тэдгээрийг практик дамжуулах эсвэл хүлээн авах антен болгон ашиглаж болох боловч тэдгээрийн импеданс, туйлшрал болон цацрагийн хэв маяг нь тойрог, хэлбэр, тэжээлийн байрлал болон суурилуулах орчноос ихээхэн хамаардаг.
Дугуй болон дөрвөлжин бүтэн долгионы гогцоо нь нийтлэг тохиргоо юм. Дөрвөлжин гогцоо нь үйлдвэрлэх, суурилуулахад илүү хялбар байдаг бол дугуй гогцоо нь жигд, тэгш хэмтэй геометрийг өгдөг. Хоёулаа ижил төстэй цахилгаан тойрогтой үед тэдгээрийн ерөнхий гүйцэтгэл нь харьцуулж болох боловч яг тодорхой импеданс болон хэв маягийн шинж чанарууд нь өөр өөр байх болно.
Зураг 1. Дугуй болон дөрвөлжин гогцоотой антенны тохиргооны жишээнүүд.
Цацрагийн хэв маяг
Цахилгааны хувьд жижиг гогцооны цацрагийн хэв маяг нь идеал соронзон диполынхтой төстэй. Цацраг нь гогцооны хавтгайд перпендикуляр тэнхлэгийн дагуу хамгийн бага бөгөөд гогцооны хавтгай дотор орших чиглэлд хамгийн хүчтэй байдаг.
Гурван хэмжээст загварт идеалчилсан хээ нь гогцооны тэнхлэгийг тойрсон тортой төстэй байдаг. Жижиг гогцоог босоо байдлаар суурилуулахад түүний хэвтээ хавтгайд үзүүлэх хариу үйлдэл нь ихэвчлэн найм хэлбэртэй байдаг бөгөөд гогцооны хавтгайд хэвийн хоёр гүн тэг цэг байдаг.
Эдгээр тэг утга нь чиглэл олох болон хөндлөнгийн оролцоог дарахад хэрэгтэй. Хүлээн авсан дохио хамгийн бага хэмжээнд хүрэх хүртэл антенныг эргүүлснээр оператор нь дохионы эх үүсвэр рүү чиглэсэн эсвэл түүнээс холдох чиглэлийн шугамыг тодорхойлж чадна.
Хамгийн их хариу үйлдлийн чиглэл, тэг гүн болон туйлшрал нь гогцооны чиглэл, тэжээлийн зохион байгуулалт, суурилуулах өндөр, дамжуулагчийн геометр болон ойролцоох байгууламжаас хамаарна. Тиймээс туйлшралыг зөвхөн тэжээлийн цэгийн байршлаар нь тодорхойлж болохгүй.
Зураг 2. Өөр өөр өндрийн өнцөгт байрлах гогцоо антенны цацрагийн дүрслэл.
Тэжээл, тохируулга болон импеданс тохируулга
Гогцооны антенны оролтын эсэргүүцэл нь түүний цахилгаан хэмжээнээс ихээхэн хамаардаг.
Жижиг гогцоо нь ихэвчлэн индуктив эсэргүүцэл ба бага цацрагийн эсэргүүцэлтэй байдаг. Шаардлагатай давтамж дээр резонансын хэлхээ үүсгэхийн тулд хувьсах эсвэл тогтмол конденсаторыг холбож болно. Трансформаторын холболт, гамма тохируулга, багтаамжийн холболт эсвэл идэвхтэй өсгөгчийн хэлхээг антенныг хүлээн авагч эсвэл 50 ом RF системтэй холбоход ашиглаж болно.
Дамжуулах хэрэглээний хувьд дамжуулагчийн алдагдал, конденсаторын алдагдал болон гүйдэл дамжуулах чадварыг сайтар авч үзэх шаардлагатай. Оролтын чадал дунд зэрэг харагдаж байсан ч тохируулсан гогцоонд өндөр эргэлтийн гүйдэл үүсч болно.
Том резонансын гогцоо нь цацрагийн эсэргүүцэл өндөр боловч тэжээлийн байршил болон импедансын хувиргалтыг зохих ёсоор шаарддаг. Тэжээлийн кабель цацрагийн системийн нэг хэсэг болохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэнцвэртэй тэжээл эсвэл баллон шаардлагатай байж болно.
Гогцооны хэлбэр ба эргэлтийн тоо
Гогцоотой антенн нь төгс дугуй хэлбэртэй байх албагүй. Тойрог, дөрвөлжин болон тэгш өнцөгт гогцоонууд нь тооцоолох, үйлдвэрлэхэд харьцангуй хялбар тул хамгийн түгээмэл байдаг.
Олон эргэлт нэмэх нь өдөөгдсөн хүлээн авах хүчдэл болон индуктив чанарыг нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь дамжуулагчийн алдагдал, тархсан багтаамж болон өөрийн резонансын нөлөөллийг нэмэгдүүлдэг. Илүү олон эргэлт нь автоматаар илүү сайн өргөн зурвасын гүйцэтгэлийг бий болгодоггүй.
Феррит саваа эсвэл соронзон цөмийг ихэвчлэн авсаархан MF болон AM хүлээн авах антеннуудад ашигладаг. Соронзон материал нь ороомгоор дамжуулан соронзон урсгалыг төвлөрүүлдэг бөгөөд энэ нь физикийн хувьд жижиг бүтэц нь ашигтай хүлээн авах мэдрэмжийг өгөх боломжийг олгодог.
Илүү өндөр давтамжтай үед хэвлэмэл гогцоо, микро зурвасын гогцоо болон нэгдсэн гогцооны бүтцийг RFID, утасгүй мэдрэгч, холбооны терминал болон RF хэмжих төхөөрөмжүүдэд зориулсан хэлхээний самбар дээр шууд үйлдвэрлэж болно.
Гогцооны антенны давуу талууд
Гогцооны антенн нь хэд хэдэн практик давуу талыг санал болгодог:
- Авсаархан механик бүтэц
- Олон төрлийн хэлбэр, суурилуулах формат
- Соронзон орны мэдрэг чанар
- Жижиг гогцоотой загвар дахь гүн чиглэлтэй хоосон зай
- Чиглэл олох болон хөндлөнгийн оролцоог няцаахад тохиромжтой
- Тохируулга болон идэвхтэй хэлхээтэй хялбар нэгтгэх
- LF, HF, VHF, UHF болон богино долгионы загваруудад зориулж өргөтгөх боломжтой
Дизайны хязгаарлалтууд
Чухал хязгаарлалтууд нь:
- Цахилгаан багатай загварт цацрагийн эсэргүүцэл багатай
- Дамжуулагчийн алдагдал мэдэгдэхүйц үед дамжуулалтын үр ашиг буурдаг
- Өндөр Q тохируулсан гогцоон дахь нарийн зурвасын өргөн
- Ойролцоох металл объектуудад мэдрэмтгий байдал
- Эргэлтийн гүйдэл ба хүчдэл өндөр байж болзошгүй
- Импедансыг сайтар тохируулах шаардлагатай байна
- Тэжээлийн кабель болон угсралтын байгууламжаас үүдэлтэй хэв маягийн гажуудал
Ердийн хэрэглээ
Гогцооны антеннуудыг дараахь зүйлд өргөн ашигладаг.
- AM, MF, HF болон богино долгионы хүлээн авагчид
- Радио чиглэл тодорхойлох төхөөрөмж
- RFID болон ойрын зайн холбооны системүүд
- Цахилгаан соронзон орон ба цахилгаан соронзон оронгийн хэмжилт
- Спектрийн хяналт ба талбайн хүчлэгийн туршилт
- Индуктив холбоо болон утасгүй цахилгаан системүүд
- Зөөврийн болон тээврийн хэрэгсэлд суурилуулсан хүлээн авах тавцангууд
- Хэвлэсэн RF болон богино долгионы хэлхээ
- Антенны судалгаа, тохируулга ба хэмжилт
Цахилгаан соронзон долгион болон талбайн хүчийг хэмжихэд тохируулсан гогцоо антенн нь RF орчны соронзон орны бүрэлдэхүүн хэсгийг үнэлэх шаардлагатай үед онцгой ашигтай байдаг. Харилцаа холбоо болон хяналтын системд тэдгээрийн чиглэлийн тэг утга нь хөндлөнгийн оролцоог багасгах эсвэл үл мэдэгдэх дохионы чиглэлийг тодорхойлоход тусалдаг.
Инженерийн ач холбогдол
Гогцооны антеннууд нь цахилгаан хэмжээ, гүйдлийн тархалт, соронзон орны холболт болон импедансын тохируулга нь антенны гүйцэтгэлд хэрхэн нөлөөлдөг болохыг харуулдаг.
Физикийн хувьд төстэй гогцоо нь тойрог болон ажиллах давтамжаас хамааран авсаархан соронзон хүлээн авах антенн, нарийн зурвасын резонансын мэдрэгч, бүтэн долгионы дамжуулагч антенн эсвэл ойрын талбайн холболтын элемент болж ажиллах боломжтой.
RF MISO нь RF туршилт, харилцаа холбоо, радар, антенны хэмжилт болон системийн интеграцчилалд зориулсан антенн болон богино долгионы бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шийдлүүдийг санал болгодог. Давталтын антенн гэх мэт үндсэн бүтцийг ойлгох нь инженерүүдэд антенны системийг сонгох эсвэл хөгжүүлэхдээ давтамжийн хүрээ, олшруулалт, туйлшрал, импеданс, зурвасын өргөн, цацрагийн үр ашиг болон чиглэлийн хариу үйлдлийг үнэлэхэд тусалдаг.
Антенны талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл дараах хаягаар зочилно уу.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 7-р сарын 31
