天线理论 - 环形

将射频载流线圈绕成一个环形,可用作天线,称为环形天线。通过此环形天线的电流将同相。磁场将垂直于载流的整个环路。

频率范围

环形天线的工作频率范围约为300MHz 至 3GHz。此天线在UHF范围内工作。

环形天线的构造和工作原理

环形天线是载有射频电流的线圈。根据设计者的方便,它可以是圆形、矩形、三角形、正方形或六边形等任何形状。

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。它们具有较高的辐射效率。这些天线的长度几乎等于预期波长。

$$L =\lambda$$

其中,

  • L是天线的长度

  • λ是波长

这种天线的主要参数是其周长,约为波长,应为封闭的环路。弯曲环路以减小尺寸并不是一个好主意,因为这会增加电容效应并导致效率低下。

小环天线

小环天线也称为磁环天线。它们的共振较少。这些大多用作接收器。

这些天线的尺寸为波长的十分之一。

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

其中,

  • L是天线的长度

  • λ是波长

小环天线的特点是−

  • 小环天线的辐射电阻低。如果使用多圈铁氧体磁芯结构,则可以实现高辐射电阻。

  • 由于损耗大,辐射效率低。

  • 其结构简单,体积小,重量轻。

由于其高电抗,其阻抗难以与发射器匹配。如果环形天线必须用作发射天线,那么这种阻抗不匹配肯定会成为问题。因此,这些环形天线最好用作接收天线

常用环形天线

小环形天线主要有两种类型 −

  • 圆形环形天线
  • 方形环形天线

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)也根据设计者规格制造。

常用环

上图显示圆形和方形环天线。这些类型的天线由于信噪比高而主要用作 AM 接收器。它们还易于在无线电接收器的 Q 槽电路中调谐。

环的极化

环天线的极化将根据馈电位置垂直或水平极化。垂直极化位于垂直边的中心,而水平极化位于水平边的中心,具体取决于环天线的形状。

小环天线通常是线性极化。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,它就变成了一个很棒的测向仪。

辐射模式

这些天线的辐射模式将与短水平偶极天线的辐射模式相同。

极化辐射模式

上图显示了小型高效环形天线的辐射模式。图中还清楚地说明了不同角度的环形辐射模式。 0° 处的切线表示垂直极化,而 90° 处的切线表示水平极化。

优点

以下是环形天线的优点 −

  • 体积小巧
  • 方向性强

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

以下是环形天线的应用 −

  • 用于 RFID 设备
  • 用于 MF、HF 和短波接收器
  • 用于飞机接收器用于测向
  • 用于超高频发射器