Antena de laço: trabalho, padrão de radiação e suas aplicações

Os sistemas de banda larga são a melhor solução em várias aplicações eletromagnéticas, como radares multipadrão de alta resolução, detectores de sinal e comunicações. Para sistemas de banda larga, uma antena bow-tie foi identificada como a melhor solução para sistemas devido à sua impedância de entrada de banda larga e forma planar simples. Também é considerado um sistema de antenas de alto ganho de banda larga, uma vez que estão associadas a campos magnéticos artificiais. condutores . Atualmente, esses antenas são usados ​​em matrizes de banda larga e direcionáveis ​​por feixe. Porém, a geometria do laço deve ser escolhida com cautela se um ganho necessário tiver que ser mantido em uma direção específica em toda uma faixa de frequência de interesse. Mesmo assim, esta seleção é freqüentemente problemática, porque vários tipos de gravatas-borboleta freqüentemente usam parâmetros diferentes, como comprimento de radiadores, impedância de referência, ângulo de alargamento, configurações de medição e materiais. Portanto, este artigo discute uma visão geral de um antena de laço – trabalhando com aplicativos.

O que é uma antena de gravata borboleta?

Uma antena disposta em uma configuração de gravata borboleta com dois pedaços triangulares de arame rígido ou duas placas metálicas planas triangulares através de um ponto de alimentação no espaço entre os vértices dos triângulos é conhecida como antena de gravata borboleta. Este é um tipo comum de antena com um design bicônico bidimensional. Essas antenas são frequentemente usadas para recepção de TV UHF de curto alcance e também para aplicações GPR porque possuem um conjunto de desempenhos de antena rigorosos, como desempenho de banda ultralarga, baixa frequência de operação, menos toque, planejamento, peso leve e compacto.

Existem diferentes tipos de antenas de gravata borboleta, como slot de gravata borboleta, impressão de banda larga, patch de gravata borboleta com fenda, alimentação de microfita de gravata borboleta, fenda de gravata borboleta curvada alimentada por CPW e triangular de dupla face.

Como funciona uma antena de gravata borboleta?

A antena de gravata borboleta funciona usando elementos triangulares em vez de hastes retas como os elementos da antena. Nesta antena, elementos triangulares são presos do lado de fora em dois lados para fazer uma gravata borboleta. Esses dois elementos de antena se tocam quase no centro. Às vezes, essa antena é conhecida como antena borboleta porque parece uma borboleta. Os elementos do laço contém uma barra de metal que trava a antena, por isso é conhecida como antena bigode de gato. Este tipo de antena pode se parecer com antenas log periódicas, embora não sejam consideradas antenas LP.

A faixa de frequência da antena de arco depende principalmente do tipo de gravata borboleta triangular ou arredondada. A frequência da gravata borboleta triangular varia de 2,4 a 6,0 GHz, enquanto a frequência da gravata borboleta arredondada varia de 2,4 a 6,5 ​​GHz. A antena tipo gravata borboleta é usada nas faixas HFR e UFR. Os elementos metálicos desta antena são elementos ressonantes que criam um campo elétrico entre eles. Quando uma onda eletromagnética passa por um campo elétrico e é gerada uma corrente que pode ser alimentada a um receptor de rádio ou transmitida por um transmissor de rádio.

Quando um receptor de rádio recebe a corrente, ela é amplificada e processada para entender a informação codificada nas ondas eletromagnéticas. Considerando que em um transmissor o inverso acontece onde um transmissor de rádio gera um sinal elétrico que é alimentado para a antena de gravata borboleta. O sinal elétrico excita o campo elétrico entre os braços de metal que emite as ondas eletromagnéticas no ar.

Calculadora de Antena Laço

As fórmulas a seguir são utilizadas para calcular as saídas se soubermos a frequência como comprimento de onda, largura de banda, largura, distância e altura.

Sabemos que ‘λ’ = c/f

Onde ‘λ’ é o comprimento de onda.

‘c’ é a velocidade de propagação no ar.

'f' é a frequência da portadora em MHz.

Comprimento de onda

A frequência de operação é de 2400MHz. É a frequência da onda eletromagnética transmitida e recebida pela antena.

O comprimento de onda é calculado como λ' = c/f.

Sabemos que ‘c’ = 3×10^8m/s que é a velocidade da luz.

Substitua esses valores na equação de comprimento de onda acima.

λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.

largura de banda

Para calcular a largura de banda, a fórmula B = 0,33xf => 0,33 x 2400 = 792 MHz.

Largura

Para calcular a largura, a fórmula é w = 0,375 x λ x 1000mm

L = 0,375 x 125 x 1000 mm => 46,875 mm.

Distância

Para calcular a distância, temos uma fórmula como D = 0,02066 x λ.

D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.

Altura

Para calcular a altura, temos uma fórmula como H= 0,25 x λ.

H= 0,25 x 125 => 31,25 mm.

Padrão de radiação de antena de gravata borboleta

No projeto da antena, o padrão de radiação é a dependência angular da força das ondas de rádio da antena. Então, é o desvio da potência irradiada através de uma antena conforme a função de direção para longe da antena. O padrão de radiação da antena mostrará a distribuição de energia irradiada pela antena no espaço.

O termo Radiação é usado para significar a emissão ou resposta de onda na antena para especificar sua força. Pode ser plotado graficamente como uma função de posição angular e distância radial da antena. Então, essas são representações esquemáticas da distribuição de energia irradiada no espaço como uma função de direção. O padrão de radiação desta antena é semelhante ao da antena dipolo. A polarização da antena de gravata borboleta é vertical e receberá sinais na direção de um cone ou as asas de borboleta são apontadas.

Características

As características da antena bowtie são discutidas abaixo.

• Esta antena usa elementos triangulares como os elementos da antena.
• Este tipo de antena possui uma polarização vertical por isso receberá sinais no caminho das asas ou cone.
• Essas antenas são moldadas através de um fio condutor dobrado.
• Esta antena tem uma largura de banda muito melhor em comparação com uma antena dipolo de fio fino.
• Esses tipos de antenas possuem eletrodos em diferentes formas, como Sharp BT, Asymmetric BT, Broad BT, Doubled BT e Blunted BT.

Vantagens

As vantagens da antena de laço incluem o seguinte.

• As antenas de laço são leves.
• O design e a fabricação são fáceis.
• Melhor equilíbrio dentro da radiação.
• Tem uma estrutura plana e tamanho compacto.
• A largura de banda desta antena será aprimorada com elementos triangulares acima dos retos.
• Essas antenas recebem sinais frequentemente de um ângulo de 60 graus.
• Seu design é muito mais forte.
• Estes não são caros.
• O refletor de malha dentro desta antena é muito eficiente em comparação com as antenas yagi.

As desvantagens da antena de laço incluem o seguinte.

• Essas antenas têm baixa eficiência de transmissão na extremidade inferior de sua faixa de frequência.
• Essas antenas têm reflexos de fogo final, características de dispersão, largura de banda limitada, baixo ganho e eficiência.

Formulários

O aplicações de antenas de gravata borboleta inclui o seguinte.

• No momento, essas antenas ainda são usadas em muitas aplicações, como 5G, WLAN/LTE/WiMAX multibanda, polarimetria IR, radares de curto alcance e penetração no solo.
• Uma antena de gravata borboleta é usada em todos os aplicativos UWB, como radar de penetração no solo, Wi-Fi, sem fio e aplicativos baseados em imagens de micro-ondas.
• Essas antenas são amplamente utilizadas para aplicações GPR
• Estes são freqüentemente usados ​​para recepção de TV UHF de curto alcance.
• As aplicações da antena Bowtie são as mesmas das antenas dipolo, exceto com largura de banda mais ampla.
• Esta antena é normalmente utilizada em aplicações de comunicação sem fio, como antenas de satélite, estações base de telefones celulares, etc.
• Esta antena também é uma escolha perfeita onde é necessária transmissão e recepção de médio a longo alcance.

Assim, esta é uma visão geral de uma gravata borboleta antena - funcionando com aplicações. Esta antena é considerada uma antena bicônica de versão bidimensional que possui vários elementos que se projetam em um padrão de 360 ​​graus em duas direções. Aqui está uma pergunta para você, o que é um conjunto de antenas ?