Antena ramowa - ktoś wie jak to jest ?

Witam,

Usiłuję oszacować pole prostokątnej anteny czytnika RFID. Przy dużej odległości kształt anteny przestaje mieć znaczenie - ważna jest tylko jej powierzchnia. Ale chciałem wiedzieć dokładniej blisko więc (według Resnick Holiday) wyprowadziłem sobie wzory na pole magnetyczne (uwaga! statyczne) w osi anteny prostokątnej. Jestem na 99,9% pewien, że tu nie popełniłem błędu, bo dla większej odległości mój wzór się redukuje do standardowej postaci dla anteny w formie koła. Ale z dawnych czasów pamiętałem, że antena ramowa najlepiej odbiera (więc i emituje) z kierunku zgodnego z płaszczyzną jej zwojów. Wyprowadziłem więc też wzór (tą samą metodą - jestem go pewien na jakieś

90%) na pole w tej płaszczyźnie i tu zaskoczenie - uzyskuję natężenie pola (w dużej odległości) około 1/2 tego co w osi.

Nie podaję wzorów - są długaśne, ale pytam, czy jest możliwe, że moje wyniki są prawidłowe ? Zakładam, że wartości pola statycznego są takie same jak pola zmiennego bliskiego. Czyżby przy przejściu do pola dalekiego zmieniały się właściwości kierunkowe ?

Ogólnie na antenach się nie znam.

Na stronie:

formatting link
samym dole rysunek sugeruje, to samo, co pamiętam 'od zawsze'.

W pliku:

formatting link
9 - widać, że antenę ramową ustawili tak, aby odbierała w osi.

W normie ETSI EN 300 330-1 (do pobrania gratis ze strony ETSI) podają (dodatek F, dla f<1MHz) tylko wzór na pole w osi anteny, co by sugerowało, że ono jest największe bo norma ogranicza pola od góry i nie byłoby sensu liczyć czegoś, co nie jest największe. To mi sugeruje, że może moje wyniki są prawidłowe, tylko jak się to ma do tej 'od zawsze' znanej kierunkowości.

Może ktoś po prostu wie dlaczego to mi się nie zgadza.

Pozdrawiam P.G.

Reply to
Piotr Gałka
Loading thread data ...

Zrobiłem jeszcze proste oszacowanie od początku zakładając małe wymiary anteny względem odległości - odpada całkowanie, bo odcinki można traktować jako małe, i sinusy są równe tangensom. Antena = kwadrat o boku a=10cm, odległość R=10m. Pomijając czynnik jednakowy dla pól od wszystkich kawałków wychodzi mi: Pole w osi od każdego kawałka = (a/R^2)*((a/2)/R). Od czterech wychodzi

2a^2/R^3 = 2E-5 Pole z boku:

- od bliższego pionowego = a/(R-a/2)^2 = 101E-5

- od dalszego pionowego = -a/(R+a/2)^2 = -99E-5

- od każdego poziomego = - (a/R^2)*((a/2)/R)=-0.5E-5 Razem wychodzi 101-99-0.5-0.5 = 1E-5

A więc pole z boku 2x mniejsze niż w osi. Co się zgadza z moim poprzednim wynikiem, ale nadal nie zgadza się z wiedzą o kierunkowości anteny ramowej.

Coś mi się wydaje, że to jest tak, że jak pole E jest pionowo, to H ma postać okręgów wokół masztu anteny. No i antenę ramową trzeba tak ustawić aby strumień przenikający przez jej powierzchnię był największy. Z tego by wynikało, że gdyby nadajnikiem była antena ramowa, to ustawienie anteny odbiorczej (powierzchnią, czy kantem do nadajnika) byłoby zależne czy jesteśmy w osi anteny nadawczej czy z jej boku.

Czy ktoś, kto się zna (jakiś krótkofalowiec) mógłby te moje domysły potwierdzić ? P.G.

Reply to
Piotr Gałka

[CIACH] Czy chodzi o antenę pętlową ? Jakoś brakuje mi informacji o długości fali. Kierunek promieniowania zależy od wymiarów anteny. Antenę o wymiarach dużych rzędu długosci fali (jak np. pętlowa antena Yagi) należy ustawiać płaszczyzną pętli prostopadle do linii łączącej nadajnik i odbiornik. Antenę małą (wymiary<<dł. fali) należy stawić płaszczyzną petli równolegle do osi łączącej nadajnik i odbiornik.

Zamiast wymyślać wzorki poszukaj gotowych programów do projektowania takich anten. Najlepiej Google i "loop antena " Irek

Reply to
Irek_K

Matematykę masz dobrze, to pamięć cię zawodzi.

Rama jest kierunkowa z maksymalnym zyskiem PROSTOPADŁYM do płaszczyzny anteny. Jak się rama do długości fali zbliża, to się "szczyty ósemki" (chodzi o charakterystykę) zaczynają "wgniatać" od góry i dołu ni i trochę wypłaszczać. ale to już detale.

popatrz na antenę ferrytową - też ma maksimum prostopadle do bocznej krawędzi cewki.

czysta pętla - mam na myśli, hmm, dipol pętlowy rozciągnięty w środku promieniuje zgodnie z tym co pamiętałeś - ale wtedy nie o składową magnetyczną idzie - to jest tylko "jeden niedomknięty zwój"

MAc mrn

tak mi się przynajmniej pamięta :-)

Reply to
MAc

Użytkownik "Irek_K" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:du4k53$7fu$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

W pierwszym poście zasugerowałem (zapytałem), czy może sytuacja zmienia się przy przejściu z pola bliskiego do dalekiego. Wtedy raczej w to nie wierzyłem, bo niby czemu - jak już pole poleciało w daną stronę z jakąś mocą to dlaczego ma tu bardziej słabnąć niż w inną stronę.

Znalazłem:

formatting link
Z rysunku 2 (i wzorów przy nim) wychodzi mi, że jednak tak właśnie jest. Czyli zgodnie z tym co piszesz.

Poszukam, choć mi nie tyle chodzi o zaprojektowanie, co o wykazanie w dokumentacji (wzory i obliczenia) między innymi zgodności na przykład z Council Recommendation 1999/915/EC na temat dopuszczalnego narażania ludzi na pola elektromagnetyczne. Potrzebuję więc dość dokładnie obliczyć pole bliskie (nawet bardzo bliskie :-) ) dlatego zacząłem od wzorków. No i jak mi wyszło coś innego niż się spodziewałem to zapytałem.

Dzięki za odpowiedź - chyba mi się wszystko wyjaśniło. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

MAc napisał(a):

Chyba nie tylko Piotra ;-) Popatrz na

formatting link
ż w zawodach kosmici udziału nie brali ;-)

Tak to też wygląda na rysunku w Poradniku radioamatora. Chociaż ...

Za "Poradnik radioamatora" : Charakterystyka kierunkowości anten ferrytowych ma kształt toroidu o osi symetrii pokrywającej się z osią wzdłużną rdzenia

A zakładając mały wymiar długości cewki względem pozostałych. Czym według Ciebie różni się jeden niedomknięty zwój od np 3 niedomkniętych zwoi?

W sumie to same sprzeczności.

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

Piotr Gałka napisał(a):

Ja też tak pamiętam. A rozumowanie można przeprowadzić odwrotnie. Małe zmiany pola magnetycznego w płaszczyźnie wywołają taki sam skutek jak duże w osi ;-) Wtedy wszystko by grało.

Po przemyśleniu tak.

Nie przypuszczam.

Podobnie jak ja ;-)

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

Piotr Gałka napisał(a): [...]

Dokładnie tak jak ze sprzężeniem cewek ;-) Pewnie dlatego nazywają je anteny magnetyczne.

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

Użytkownik "MAc" <mac snipped-for-privacy@tosiewytnie.poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:du4k8g$7s2$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Sądzę, że myślimy tak samo, tylko dla mnie to jest równolegle do bocznej krawędzi - czyli w kierunku wskazywanym przez boczną krawędź cewki, lub przez płaszczyznę anteny ramowej. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Użytkownik "Irek_K" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:du4k53$7fu$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Jednak za szybko odpowiedziałem - wymiary anteny w stosunku do długości fali to nie ten sam problem, co pole bliskie i dalekie. Nigdy nie interesowałem się antenami - wiedza i doświadczenie = 0. Ja rozważam tylko antenę małą. Policzyłem dla DC (dla DC całe pole jest polem bliskim) i wyszło mi, że H jest większe w osi anteny niż z boku (zdziwiło mnie). Teraz (według tego linka co podałem) zaczynam rozumieć, że przy przejściu do pola dalekiego sytuacja się zmienia. Dlaczego sytuacja się zmienia to nie wiedziałem, ale coś zaczynam kombinować (na chłopski rozum). W fali EM E i H są prostopadłe do kierunku propagacji. Z boku anteny H jest dobrze ustawione aby się dalej propagować jako fala. W osi anteny H jest w kierunku od anteny czyli nie tak jak powinno być gdyby fala miała się rozchodzić w tym kierunku - więc (upraszczając) ginie.

P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Użytkownik "Albert Bartoszko" snipped-for-privacy@nt.kegel.com.pl> napisał w wiadomości news:du69dl$6ai$ snipped-for-privacy@atlantis.news.tpi.pl...

Teraz mi wychodzi, że to jest słuszne tylko dla pola bliskiego - czyli sprzęganie cewek. Dla pola dalekiego zawsze będzie krawędzią w kierunku nadajnika (dla anten małych w stosunku do długości fali). P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Albert Bartoszko napisał(a):

no właśnie o tym piszę :-) Może bez rysunków nam się nomenklatura pomieszała. na tej force to co nazywam "płaszczyzną anteny ramowej" jest równoległe do nieba i ziemi. Czyli wg mnie max promieniowania idzie "poziomo" ;-) (boże jeden rysunek, ale nie mam gdzie powiesić)

Rama jest kierunkowa z maksymalnym zyskiem PROSTOPADŁYM do płaszczyzny anteny. Pierdołę napisałem koszmarną, wynikającą ze swoistego pojmowania prostopadłości :-) Jeżeli przez cewkę (oś) poprowadzimy prostą, to maksimum jest prostopadłe do tej prostej :-))))))

tą samą bzdurę powtórzyłem

Za "Poradnik radioamatora" :

nie rozumiem, jestem przed kawą.

no podstawowa sprzeczność robi mi się w różnicy pomiędzy dioplem pętlowym a ramą - bo charakterystyki jakby nie patrzyć mają prostopadłe do siebie. ale (bez wkopywania się w teorię) pamięć mi mówi że tu o skłasowe e i m chodzi

MAc

Reply to
MAc

Piotr Gałka napisał(a):

- czyli w kierunku wskazywanym przez boczną krawędź cewki, lub

geometria mnie zabija :-))))

to jest antena ramowa: (w płaszczyźnie luminoforu)

----- | | | |

-----

moja antena ramowa promieniuje na boki, natomiast nie promieniuje na mnie i na szyjkę mojego kineskopu.

Gdyby to był zwykły rozciągnięty dipol pętlowy to by promieniował na mnie

:-) mac

Reply to
MAc

Piotr Gałka napisał(a):

Z pierwszego maila w wątku zrozumiałem, ze o takie warunki Ci chodzi.

Ano tak.

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

Użytkownik "MAc" <mac snipped-for-privacy@tosiewytnie.poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:du6f2b$afm$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Fajnie to ująłeś - tym razem precyzyjnie i jasno :-) P.G.

Reply to
Piotr Gałka

I dobrze myslisz. Fala el-m jest jak wiadomo poprzeczna, i wektor H/B jest prostopadly do kierunku rozchodzenia. Stad uzwojenie ustawione prostopadle [a pret anteny ferrytowej rownolegle] do kierunku fali nic nie odbierze.

Ale to przypadek fali odleglej. W przypadku RFID masz raczej pole bliskie i antena bardziej jak cewka dziala.

J.

Reply to
J.F.

Użytkownik "Albert Bartoszko" snipped-for-privacy@nt.kegel.com.pl> napisał w wiadomości news:du6eue$mce$ snipped-for-privacy@nemesis.news.tpi.pl...

Dla takich warunków wykonałem obliczenia i zastanawiałem się dlaczego są sprzeczne z tym co pamiętam o antenie ramowej. Sądziłem, że jak pole w osi (daleko względem wymiarów anteny, ale w polu bliskim) wychodzi mi większe niż z boku to przy oddalaniu się od anteny (do pola dalekiego) ta zależność kierunkowa nadal będzie taka sama. Podejrzewając błąd w obliczeniach zapytałem, czy taki wynik może być prawidłowy. Nie interesuje mnie w tej chwili pole dalekie, ale chciałem wiedzieć, że moje obliczenia pola bliskiego są prawidłowe.

Teraz to się zastanawiam, czy to, że wartości E i H w:

formatting link
ą liczbami zespolonymi to chodzi o przesunięcie fazy względem prądu w pętli czy o coś innego. Takie wzory widziałem ostatnio wieki temu.

P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Piotr Gałka napisał(a):

[...]

Chodzi o to że faza tych składowych zmienia się w zależności od odległości od źródła.

Analogicznie jak prąd sinusoidalny ma w wykładniku t tutaj masz r

Stawiam na to, że większość z nas ;-)

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

Użytkownik "Albert Bartoszko" snipped-for-privacy@nt.kegel.com.pl> napisał w wiadomości news:du6j8c$58e$ snipped-for-privacy@nemesis.news.tpi.pl...

Widzę, że ten ostatni czynnik będzie miał co lambda taką samą fazę - czyli dla odpowiednio dużych r (jak się już nawiasy zdecydują, czy są rzeczywiste czy urojone) faza jest taka sama co lambda od źródła - co się jakby zgadza. Ale nie jestem pewien względem czego jest ta faza. Jedyne co mi przychodzi do głowy to względem prądu w pętli. Czyli, jak gdzieś w przestrzeni, dla któregoś z wektorów wychodzi faza=0 to znaczy, że jest dokładnie synchroniczny z prądem w pętli. Chyba już sam siebie przekonałem, że tak jest.

Dla mnie I=sin(wt) nie ma wykładnika. Co to jest e^-j(coś tam) musiałem poszukać w książkach, ale teraz nie mam ich pod ręką, aby szukać jak można zwykły sinus równie zagmatwać :-) P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Piotr Gałka napisał(a):

We wzorach masz zespolony wynik i zespolone pobudzenie. Faza jest więc między nimi.

Dla mnie też. I nie ma w nim nic urojonego ;-)

To formalizm matematyczny mówiący dokładnie to samo. Z jednej strony gmatwasz jak mówisz, ale z drugiej bardzo ułatwiasz sobie życie. Dzięki temu można wprowadzić np. impedancję.

Spróbuj to pojęcie zinterpretować bez tego formalizmu. Dzielisz wartość napięcia w jednej chwili przez prąd w innej? A interpretacja w chwili gdy I = 0?

W sumie sytuacja podobna do transformacji Laplace'a

Albert

Reply to
Albert Bartoszko

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.