Chì ghjè un'antenna à loop?
Un'antenna à loop hè furmata urganizendu unu o più elementi conduttivi in un percorsu chjusu è alimentendu a struttura cù un signale RF. L'antenna à loop pò esse circulare, quadrata, rettangulare, triangolare, ellittica, o cuncipita in un'altra forma per risponde à esigenze meccaniche è elettriche specifiche.
À u cuntrariu di un'antenna dipola cunvinziunale, chì hè principalmente assuciata à un elementu di currente elettrica, un anellu elettricamente chjucu si cumporta apprussimatamente cum'è un dipolo magneticu. U so funziunamentu hè strettamente ligatu à a cumpunente di u campu magneticu di un'onda elettromagnetica, ciò chì rende l'antenne à anellu particularmente utili in a ricezione, a ricerca di direzzione, u rilevamentu di u campu vicinu, l'RFID è i sistemi di misurazione elettromagnetica.
L'antenne à loop ùn sò micca limitate à una sola gamma di frequenza. A so frequenza di funziunamentu dipende da a circunferenza di l'anello in relazione à a lunghezza d'onda, u numeru di giri, e dimensioni di u cunduttore, i cumpunenti di carica, a struttura di l'alimentazione è l'ambiente d'installazione circundante. I disinni di l'anello ponu dunque esse truvati da i sistemi di ricezione à bassa frequenza à l'applicazioni UHF è microonde.
Struttura di basa è principiu di funziunamentu
Quandu una corrente RF scorre intornu à un circuitu conduttivu, produce un campu magneticu apprussimativamente perpendiculare à u pianu di u circuitu. In ricezione, un campu magneticu variabile chì passa per u circuitu induce una tensione à i so terminali.
A forza di u signale ricevutu dipende da parechji fattori:
Zona di u ciclu
Numeru di giri
Frequenza di funziunamentu
Orientazione relativa à u campu entrante
Resistenza di u cunduttore
Rete di sintonizazione è di currispundenza
Schermatura è strutture metalliche vicine
Per un circuitu elettricamente chjucu, a magnitudine è a fase di a corrente ponu esse trattate cum'è apprussimatamente uniformi intornu à u cunduttore. Questa apprussimazione diventa menu precisa à misura chì a circunferenza aumenta. In un circuitu grande risonante, a distribuzione di a corrente varia significativamente intornu à a struttura è produce caratteristiche di radiazione diverse da quelle di un circuitu magneticu chjucu.
Antenne à Loop Piccule
Una piccula antenna à loop hà una circunferenza assai più chjuca di a lunghezza d'onda operativa. Una approssimazione ingegneristica cumunemente aduprata hè:
C≤0.1λ
induve C hè a circunferenza di l'ansa è λ hè a lunghezza d'onda.
Per via di a so piccula dimensione elettrica, un picculu circuitu hà generalmente una bassa resistenza à a radiazione. A perdita di cunduttore pò dunque rapprisintà una parte significativa di a so resistenza tutale d'ingressu, riducendu l'efficienza di a radiazione quandu l'antenna hè aduprata per a trasmissione.
I picculi circuiti sò ancu assai induttivi è spessu necessitanu un condensatore di sintonizazione o una rete di adattazione. Quandu sò sintonizzati à a risonanza, ponu furnisce una sensibilità di ricezione utile, ma u so fattore di alta qualità pò risultà in una larghezza di banda operativa relativamente stretta.
Queste caratteristiche ùn rendenu micca e piccule antenne debuli. Invece, li rendenu particularmente adatte per applicazioni induve a dimensione compatta, a risposta di u campu magneticu, i nulli direzionali o a selettività à banda stretta sò più impurtanti chè l'alta efficienza di radiazione.
Antenne à grande anello
Un grande anellu, qualchì volta chjamatu anellu risonante, hà una circunferenza chì ùn hè più elettricamente chjuca. Un cuncepimentu cumunu usa una circunferenza vicina à una lunghezza d'onda:
C≈λ
In questu casu, a corrente ùn hè micca uniforme intornu à u circuitu. A so ampiezza è a so fase cambianu longu u cunduttore, pruducendu una distribuzione di campu più cumplessa.
In paragone cù i circuiti elettricamente chjuchi, i circuiti risonanti furniscenu nurmalmente una resistenza à a radiazione più alta è una migliore efficienza di trasmissione. Puderanu esse aduprati cum'è antenne di trasmissione o di ricezione pratiche, ancu s'è a so impedenza, a polarizazione è u schema di radiazione dipendenu assai da a circunferenza, a forma, a pusizione di l'alimentazione è l'ambiente d'installazione.
I circuiti circulari è quadrati à onda piena sò cunfigurazioni cumuni. Un circuitu quadratu pò esse più faciule da fabricà è muntà, mentre chì un circuitu circulare furnisce una geometria liscia è simmetrica. Quandu tramindui anu una circunferenza elettrica simile, e so prestazioni generali ponu esse paragunabili, ancu se l'impedenza esatta è e caratteristiche di u mudellu saranu diverse.
Figura 1. Esempi di cunfigurazioni d'antenna à loop circulari è quadrate.
Schema di radiazione
U diagramma di radiazione di un circuitu elettricamente chjucu hè simile à quellu di un dipolo magneticu ideale. A radiazione hè minima longu l'asse perpendiculare à u pianu di u circuitu è più forte in e direzzioni chì si trovanu approssimativamente in u pianu di u circuitu.
In trè dimensioni, u mudellu idealizatu s'assumiglia à un toru chì circunda l'asse di u ciclu. Quandu un picculu ciclu hè muntatu verticalmente, a so risposta in u pianu urizzuntale hà tipicamente una forma à ottu, cù dui nulli prufondi nurmali à u pianu di u ciclu.
Questi nulli sò utili per a ricerca di direzzione è a soppressione di l'interferenze. Ruotendu l'antenna finu à chì u signale ricevutu ghjunghje à u minimu, un operatore pò determinà una linea di rilevamentu versu o luntanu da a fonte di u signale.
A direzzione di a risposta massima, a prufundità nulla è a polarizazione dipendenu da l'orientazione di u circuitu, a dispusizione di l'alimentazione, l'altezza di l'installazione, a geometria di u cunduttore è e strutture vicine. A polarizazione ùn deve dunque micca esse descritta solu secondu a pusizione di u puntu di alimentazione.
Figura 2. Diagrammi di radiazione illustrativi di un'antenna a loop à diversi anguli di elevazione.
Alimentazione, Sintonizazione è Corrispondenza d'Impedenza
L'impedenza d'entrata di un'antenna à loop dipende assai da a so dimensione elettrica.
Un picculu circuitu presenta nurmalmente una reattanza induttiva è una bassa resistenza à a radiazione. Un condensatore variabile o fissu pò esse cunnessu per furmà un circuitu risonante à a frequenza necessaria. L'accoppiamentu di trasformatore, l'adattamentu gamma, l'accoppiamentu capacitivu o i circuiti amplificatori attivi ponu ancu esse aduprati per interfacciare l'antenna cù un ricevitore o un sistema RF di 50 ohm.
Per l'applicazioni di trasmissione, a perdita di cunduttore, a perdita di condensatore è a capacità di gestione di a corrente richiedenu una attenta considerazione. Una corrente circulante elevata pò accade in un loop sintonizatu ancu quandu a putenza d'ingressu pare moderata.
I grandi circuiti risonanti anu una resistenza à a radiazione più alta, ma richiedenu sempre un piazzamentu adattatu di l'alimentazione è una trasfurmazione d'impedenza. Una alimentazione equilibrata o un balun pò esse necessariu per impedisce chì u cavu di alimentazione diventi parte di u sistema radiante.
Forma di u cappiu è numeru di giri
Un'antenna à loop ùn hà micca bisognu di esse perfettamente circulare. L'antenna circulare, quadrata è rettangulare hè a più cumuna perchè hè relativamente simplice da calculà è fabricà.
L'aghjunta di parechji giri aumenta a tensione di ricezione indotta è l'induttanza. Tuttavia, aumenta ancu a perdita di u cunduttore, a capacità distribuita è l'effetti di autorisonanza. Più giri ùn producenu micca automaticamente prestazioni di banda larga megliu.
E barre di ferrite o i nuclei magnetichi sò spessu usati in antenne di ricezione MF è AM compatte. U materiale magneticu cuncentra u flussu magneticu attraversu l'avvolgimentu, permettendu à una struttura fisicamente chjuca di furnisce una sensibilità di ricezione utile.
À frequenze più alte, i circuiti stampati, i circuiti microstrip è e strutture di circuiti integrati ponu esse fabbricati direttamente nantu à i circuiti stampati per RFID, rilevamentu wireless, terminali di cumunicazione è dispositivi di misurazione RF.
Vantaghji di l'antenne à loop
L'antenne à loop offrenu parechji vantaghji pratichi:
- Struttura meccanica compatta
- Parechje forme è furmati d'installazione pussibuli
- Sensibilità utile à u campu magneticu
- Nulli direzionali profondi in disinni à picculi loop
- Adattu per a ricerca di direzzione è u rifiutu di l'interferenze
- Facile integrazione cù circuiti di sintonizazione è attivi
- Scalabile per disinni LF, HF, VHF, UHF è microonde
Limitazioni di cuncepimentu
E limitazioni impurtanti includenu:
- Bassa resistenza à a radiazione in disinni elettricamente chjuchi
- Efficienza di trasmissione ridotta quandu a perdita di cunduttore hè significativa
- Larghezza di banda stretta in circuiti sintonizzati à alta Q
- Sensibilità à l'oggetti metallichi vicini
- Potenzialmente alta corrente è tensione circulante
- Bisognu di una adattazione d'impedenza attenta
- Distorsione di u mudellu causata da i cavi di alimentazione è e strutture d'installazione
Applicazioni tipiche
L'antenne à loop sò largamente aduprate in:
- Ricevitori AM, MF, HF è à onde corte
- Apparatu di radiogoniometria
- RFID è sistemi di cumunicazione di campu vicinu
- Misure di campu magneticu EMI è EMC
- Monitoraghju di u spettru è prova di forza di campu
- Sistemi di cumunicazione induttiva è di alimentazione senza filu
- Piattaforme di ricezione portatili è muntate nantu à veiculi
- Circuiti stampati RF è microonde
- Ricerca, calibrazione è misurazione di l'antenna
Per a misurazione di l'EMI è di l'intensità di u campu, l'antenne à loop calibrate sò particularmente utili quandu a cumpunente di u campu magneticu di un ambiente RF deve esse valutata. In i sistemi di cumunicazione è di monitoraghju, i so nulli direzionali ponu aiutà à riduce l'interferenze o à identificà a direzzione di un segnale scunnisciutu.
Significanza di l'ingegneria
L'antenne à loop mostranu cumu a dimensione elettrica, a distribuzione di a corrente, l'accoppiamentu di u campu magneticu è l'adattazione d'impedenza influenzanu e prestazioni di l'antenna.
Un circuitu fisicamente simile pò cumportassi cum'è un'antenna ricevente magnetica compatta, un sensore risonante à banda stretta, un'antenna trasmittente à onda piena o un elementu di accoppiamentu à campu vicinu, secondu a so circunferenza è a frequenza di funziunamentu.
RF MISO furnisce suluzioni di cumpunenti d'antenna è di microonde per test RF, cumunicazione, radar, misurazione d'antenna è integrazione di sistemi. A capiscitura di e strutture fundamentali cum'è l'antenna à loop aiuta l'ingegneri à valutà a gamma di frequenza, u guadagnu, a polarizazione, l'impedenza, a larghezza di banda, l'efficienza di radiazione è a risposta direzionale quandu selezziunanu o sviluppanu un sistema d'antenna.
Per sapenne di più nantu à l'antenne, visitate:
Data di publicazione: 31 di lugliu di u 2026
