Co sprawia, że ​​ekranowane anteny pętlowe są tak świetne w odrzucaniu lokalnego hałasu?

9

Wśród amatorskich radiooperatorów istnieje ludowa mądrość, że jeśli masz dużo hałasu na HF, na przykład w mieście, to użycie ekranowanej anteny magnetycznej pętli do odbioru jest naprawdę świetne do odrzucenia tego szumu. Oto przykład takiej anteny:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

( pełny opis )

Istnieje wiele odmian tego tematu, ale wspólne punkty wydają się następujące:

  1. Mała pętla
  2. Jakaś osłona wokół tej pętli (często zbudowana z koncentrycznego)
  3. (zwykle) przerwa w osłonie naprzeciwko punktu zasilania

Czy istnieje pomysł stworzenia anteny, która odbiera pole B, ale nie pole E, w oparciu o teorię, że antena znajduje się w pobliżu pola o przeważnie elektrostatycznych źródłach szumu, takich jak szczotki łukowe? Czy ta antena różni się od sondy pola B? Czy istnieją inne konstrukcje sond w polu B, które byłyby bardziej skuteczne jako antena odbiorcza zaprojektowana do odrzucania lokalnego hałasu?

Co ponadto wyróżnia ekranowaną antenę pętlową? Nie mogę znaleźć na ten temat wielu informacji, które nie są anegdotyczne. Czy istnieje jakiś mechanizm uzasadniający tę dodatkową złożoność, czy jest to po prostu folklor?

Phil Frost
źródło
1
Nieekranowana antena pętlowa będzie nieco wrażliwa na pola elektrostatyczne. Tarcza tłumi pole E, ale przerwa zapobiegnie działaniu zwarcia i tłumi pole magnetyczne. Zrobiłem małą wersję wykonaną z półsztywnej koncentrycznej sondy działającej jako sonda EMI bliskiego pola do „wąchania” pól magnetycznych.
MikeJ-UK
@ MikeJ-UK, dlaczego zatem różnica naprzeciwko punktu zasilania? Dlaczego nie w punkcie zasilania? Jeśli chodzi o to, aby zrobić gdzieś szczelinę, czy nie byłoby wygodniej, gdyby znajdowała się w punkcie zasilania, abyśmy mogli fizycznie uzyskać dostęp do środkowego przewodnika?
Phil Frost
1
Głównie dlatego, że chcesz uziemić tarczę, a najskuteczniej to zrobić w jej środku, naprzeciwko szczeliny. Jeśli umieścisz szczelinę w punkcie zasilania / uziemienia, wówczas druga strona szczeliny będzie elektrycznie dalej od ziemi.
Dave Tweed
Dobre pytanie. W przypadku sondy polowej B jest ona sztywniejsza mechanicznie (po prostu wyginasz koniec kawałka kabla koncentrycznego SR w okrąg i lutujesz rdzeń i ekran razem - tworząc słaby punkt). Co do anteny, nie wiem (właśnie widziałem komentarz Dave'a, który wydaje się odpowiadać na to pytanie).
MikeJ-UK
Chcesz, aby uziemienie było symetryczne do obu połówek (lewej i prawej na zdjęciu powyżej) pętli i przylegało do punktu doprowadzenia kabla. Tylko na tej podstawie nie widzę innego sposobu na zrobienie tego.
Andy aka

Odpowiedzi:

4

Po pierwsze, co nie czyni tej anteny lepszą od innych?

Tarcza nie blokuje pól elektrycznych podczas przechodzenia pól magnetycznych. W przypadku pól magnetycznych AC jest to niemożliwe .

Antena ta lub dowolna mała pętla elektryczna ma niską impedancję pola w polu bardzo bliskim, co oznacza, że ​​stosunek pola magnetycznego do pola elektrycznego będzie wysoki. Jest to przeciwieństwo krótkiego dipola, który jest odwrotnie. Ale dalej, ale nadal w bliskim polu, impedancja pola anteny pętlowej jest w rzeczywistości wyższa niż w przypadku krótkiego dipola. W dalekim polu są identyczne. Możliwe więc, że niektóre źródła hałasu bliskiego pola są wychwytywane przez pętlę mniej niż inne dipole, ale trudno to przewidzieć. Zmiany są najprawdopodobniej wynikiem szczęścia niż cokolwiek innego.

To, co sprawia, że ​​małe anteny pętlowe są ogólnie przydatne w hałaśliwym otoczeniu, polega na tym, że we wzorze promieniowania występują dwie bardzo głębokie wartości zerowe, każda prostopadła do płaszczyzny pętli. Źródła hałasu można następnie bardzo skutecznie zerować.

Tarcza nie zmienia bezpośrednio wzoru małej anteny pętlowej. Jeśli weźmie się przewodnik, zgina go w obręczy z małą szczeliną i mierzy sygnał w poprzek przerwy, powstaje idealny wzór z głębokimi zerami. Problem polega na tym, że jest to naprawdę trudne w praktyce. Linia zasilająca, chyba że dokładnie symetryczna, nie wyważa anteny. Linia zasilająca działa wtedy jak antena pionowa, a wzór promieniowania jest kombinacją idealnej małej pętli i pionu. Nie dostaniesz głębokich zer.

W praktyce bardzo trudno jest zapewnić symetrię. Koncentryczny nie jest opcją, ponieważ nie jest symetryczny. Ziemia i pobliskie obiekty mogą zakłócać równowagę.

Owinięcie anteny „osłoną” to sprytna sztuczka, aby uczynić bardziej praktyczną budowę zrównoważonej anteny. Tarcza nie jest tak naprawdę tarczą - to antena. Przerwa w tarczy stanowi punkt zasilania. Prądy krążące w pętli są naszym sygnałem zainteresowania, a prądy te tworzą różnicę napięć w szczelinie. W tym momencie mamy naszą idealną małą antenę pętlową, ale nie mamy niczego podłączonego do punktu zasilania, więc nie jest to przydatne.

Prowadząc przewodnik w pętli wewnątrz tego ekranu, różnica napięć w szczelinie może indukować prąd w tym przewodniku. Ale w jakiś sposób potrzebujemy przewodów. I prawdopodobnie chcemy, aby wyszli z wnętrza tarczy (tj. Koncentrycznej), w przeciwnym razie niczego nie rozwiązaliśmy, ponieważ wszystko w pobliżu linii zasilającej spowoduje dalsze niezrównoważenie. Jedyne miejsce, w którym tarcza może wyjść, znajduje się naprzeciwko szczeliny, ponieważ każdy inny punkt byłby niezrównoważony. Oto wynik:

ekranowana antena pętlowa

Pochodzi z linii transmisyjnych, anten i falowodów , które nie są już chronione prawem autorskim.

Teraz przerwa jest punktem zasilania, osłona jest anteną, a antena (osłona) jest symetryczna względem ziemi. Nasz przewód zasilający jest również ekranowany, a my mamy solidną, zbalansowaną antenę, która może dostarczyć idealną małą pętlę w praktycznych warunkach.

Phil Frost
źródło