آنتن میله ای فریت یک آنتن حلقه مغناطیسی کوچک است. که در رادیوهای ترانزیستوری و مدار مجتمع در قسمت گیرنده سیگنال رادیویی برای دریافت باند موج متوسط و بلند می شود.
میله فریت از یک ماده مغناطیسی مبتنی برآهن طراحی شده است و شامل یک سیم پیچ در اطراف میله فریت و با کمک یک خازن متغیر مدار رزونانس را تشکیل می دهدند که دربخش تانگ تیونر مدارات گیرنده رادیویی AM کاربرد دارد.
هنگامی که آنتن با یک هسته فریت مناسب ساخته می شود، نتایج عالی در فرکانس های موج کوتاه می دهد. هسته به تمرکز میدان مغناطیسی امواج رادیویی کمک می کند و سیگنال قوی تری نسبت به آنتن هسته هوا با اندازه مشابه می دهد. نام های دیگر این آنتن ها عبارتند از: آنتن فرود، میله فریت، هوایی یا لوپ استیک. ferrod, ferrite rod aerial, or loopstick antenna.
در این وبلاگ قصد داریم جنبه های اساسی آنتن میله فریت و پارامترهای آن را بررسی کنیم که باید قبل از استفاده از آن برای برنامه های RF خود در نظر بگیرید.
آنتن میله فریت چگونه کار می کند؟
آنتن فریت برای کاربردهای قابل حمل ایده آل است زیرا سبک و کوچکتر است. آنتن برای باندهای موج متوسط و بلند موثر است، اما در باندهای موج کوتاه برای فرکانس های پایین تر نیز استفاده می شود.
از نظر عملکرد و پاسخ فرکانس، به دلیل تلفات در هسته فریت به خطر می افتد. بنابراین آنتن در فرکانس های 2 تا 3 مگاهرتز کار می کند.
در درجه اول، یک آنتن میله فریت برای دریافت سیگنال های فرکانس پایین بین 50 هرتز تا 50 کیلوهرتز استفاده می شود. این به عنوان آنتن های فرستنده برای کاربردهایی عمل می کند که با سطوح پایین قدرت و راندمان پایین مناسب هستند. اگر سطح قدرت بالا باشد، میله فریت ممکن است دچار مشکلات اتلاف گرما شود.
با این حال، اندازه جمع و جور و راحتی به مزایای آن می افزاید و تقاضای آن را برای برنامه های RFID افزایش می دهد.
چگونه طراحی شده است؟
آنتن را می توان با استفاده از ترکیب های مختلف پارامترها نیز طراحی کرد. در نتیجه، یک سیم پیچ کوتاه تر و عریض تر با چرخش های بیشتر می تواند ولتاژ خروجی مشابه یک سیم پیچ طولانی تر و نازک تر با چرخش های کمتر و نفوذپذیری مغناطیسی بالاتر تولید کند.
هر پیکربندی از مواد متفاوتی استفاده می کند، بنابراین هزینه ممکن است متفاوت باشد. هدف اصلی ارائه ولتاژ خروجی و توان هدف در حالی که محدودیت هایی مانند ابعاد فیزیکی و فاکتور Q را برآورده می کند. این می تواند به شما کمک کند تا بهترین پیکربندی را پیدا کنید که کمترین هزینه را داشته باشد و تمام محدودیت های طراحی را برآورده کند.
پارامترهای آنتن میله فریت
‘Q’ مدار تنظیم شده و مقاومت در برابر تابش دو پارامتر مهم آنتن میله فریت هستند. این پارامترها مکان هایی را که ممکن است آنتن ها در آن استفاده شوند و همچنین طراحی مدارهایی که از آنها استفاده می کنند تنظیم می کنند.
اهمیت پارامتر ‘Q’
پارامتر “Q” یا کیفیت طراحی مدار که سیم پیچ آنتن میله فریت در آن قرار می گیرد یک نکته مهم است. برای عملکرد کارآمد، مدار باید Q بالایی در فرکانس هایی داشته باشد که آنتن قرار است روی آن کار کند.
اگر فرکانس در چند صد کیلوهرتز باشد، یک ماده نفوذپذیری متوسط در آنتن میله فریت قرار می گیرد که به حفظ مقدار Q تقریبا 1000 کمک می کند. اکنون، در این مقدار، آنتن برای کار بر روی فرکانس بالاتر نیاز به تنظیم دارد.
مقدار Q هسته فریت در میله نیز بیشتر از مقدار ماده خواهد بود، زیرا مدار مغناطیسی باز است. این مقدار رابطه مستقیمی با حداکثر فاصله عملیاتی دارد.
اگر فرکانسی را انتخاب کنید، اندوکتانس آنتن باید تحمل کمی نسبت به فرکانس تشدید داشته باشد. هرچه تحمل کمتر باشد، فرکانس های بالاتری در این فاصله قرار می گیرند. اگر نفوذپذیری خیلی کم نباشد ، اندوکتانس با ابعاد مکانیکی و تعداد چرخش تعیین می شود.
چه چیزی بر مقاومت تابشی موثر است؟
آنتن شامل یک حلقه کوچک است که کمتر از طول موج است و اگر بدون فریت باشد، مقاومت تابشی کمی دارد. از این رو، تلفاتی که به دلیل مقاومت سیم رخ می دهد بسیار زیاد خواهد بود.
برای غلبه بر این مشکل، یک هسته فریت در سیم پیچ قرار می گیرد تا مقاومت در برابر تابش آنتن میله فریت افزایش یابد. این مقاومت در برابر تابش را به سطح قابل قبولی می رساند و تلفات مقاومتی را که به دلیل سیم رخ می دهد کاهش می دهد.
در حالی که میله فریت برای افزایش مقاومت در برابر تابش در آنتن ها مهم است، تلفات دیگری را به همراه دارد. فریت انرژی را جذب می کند که برای تأثیرگذاری بر تراز مغناطیسی در ساختار دانه ای هسته فریت مورد نیاز است.
اگر فرکانس بیشتر (بالا)باشد، تعداد تغییرات بیشتر است و از این رو، تلفات بیشتر است. به همین دلیل، آنتن های میله فریت در فرکانس های بالاتر استفاده نمی شوند، بلکه فقط در فرکانس های پایین استفاده می شوند. رنج رادیو AM
AM اشاره به مدولاسیون دامنه هست و محدوده فرکانس کاری امواج متوسط از فرکانس ۵۳۰ تا ۱۷۰۰ کیلوهرتز میباشد .
نتیجه
آنتن میله فریت از نظر کارایی، فرکانس و تنظیم انتخاب خوبی است. محبوبیت و تقاضای آنها به عنوان آنتن های RF برای رادیوهای قابل حمل AM در سراسر جهان مورد استفاده میباشد.
جمله کلیدی برای جستجوی بیشتر
An Introduction to Ferrite Rod Antenna
