Konštrukčný výpočet Bi-Quad antény

Bi-Quad anténa je jednoduchý, ale účinný typ slučkovej antény. Prvýkrát bola navrhnutá a popísaná v roku 1945 inžiniermi Georgem Brownom a Carlom H. Petersonom v časopise "Proceedings of the Institute of Radio Engineers". Táto anténa získala popularitu pre svoju jednoduchosť, dobrý zisk a širokopásmovú charakteristiku. Bi-Quad anténa je založená na princípe slučkovej antény, kde vstupné a výstupné signály prechádzajú cez slučku s vhodnými rozmermi a tvoria elektromagnetické pole. Hlavnou charakteristikou Bi-Quad antény je jej konštrukcia pozostávajúca z dvoch štvorcových slučiek, ktoré sú umiestnené vedľa seba.
Každá štvorcová slučka je tvorená štyrmi rovnakými stranami a je propojená fázovou linkou. Táto konfigurácia vytvára dva priečne polarizované smery vyžarovania, čo umožňuje anténe dosahovať dobrý zisk a širokopásmovú charakteristiku. Vďaka tejto štruktúre je Bi-Quad anténa vhodná pre rôzne aplikácie, ako sú bezdrôtové komunikácie, WLAN, Wi-Fi, Bluetooth a ďalšie.
Hlavnou výhodou Bi-Quad antény je jej jednoduchosť a možnosť vlastnej výroby. Konštrukcia s rovnými a pravidelnými tvarmi umožňuje relatívne jednoduchú výrobu a prispieva k jej nízkym výrobným nákladom. Bi-Quad anténa tiež poskytuje dobrý zisk a široké spektrum frekvencií, čo ju robí atraktívnou vo viacerých aplikáciách. Vzhľadom k jednoduchej konštrukcii a dobrým výkonom sa Bi-Quad anténa stala populárnou vo vedeckom a amatérskom rádiovom komunitnom. Jej výhody a jednoduchosť ju robia zaujímavou pre rôzne projekty a experimenty v oblasti rádiového vysielania a prijímania, nakoľko je schopná pracovať v rôznych pásmach a je vhodná pre frekvencie v rozsahu od nízkych MHz až po vysoké GHz.
Bi-Quad anténa je vhodná pre rôzne frekvenčné pásma v závislosti od jej veľkosti a konkrétnej konštrukcie. Avšak je najčastejšie používaná pre nasledujúce frekvenčné pásma:
- ISM pásma: Bi-Quad anténa je často využívaná pre frekvenčné pásma ISM (Industrial, Scientific, and Medical). Tieto pásma zahŕňajú frekvencie okolo 900 MHz, 2,4 GHz a 5,8 GHz, ktoré sa často používajú pre bezdrôtové komunikácie, WiFi siete, Bluetooth, bezdrôtové senzory a podobné aplikácie.
- Mikrovlnné pásma: Bi-Quad anténa môže byť tiež použitá pre pásma v mikrovlnnej oblasti, napríklad pre frekvencie v rozsahu od 1 GHz až po 30 GHz. Tieto pásma sú bežné v rádiových prenosoch, satelitných komunikáciách, radaroch a iných vysokofrekvenčných aplikáciách.
- Rôzne frekvenčné pásma: V závislosti od veľkosti a konštrukcie antény môže byť Bi-Quad anténa prispôsobená pre rôzne frekvenčné pásma v rádiovej a mikrovlnnej oblasti. Je možné ju upraviť pre špecifické frekvencie alebo frekvenčné pásmo podľa požiadaviek konkrétnej aplikácie.
Pre výpočet rozmery a parametre Bi-Quad antény môžete použiť nasledujúce vzorce:
-
Dĺžka strany štvorcovej smyčky (L): L = (λ/2) / √2
kde λ je vlnová dĺžka signálu, pre ktorý je anténa navrhnutá.
-
Dĺžka fázového vodiča (W): W = λ/4
kde λ je vlnová dĺžka signálu, pre ktorý je anténa navrhnutá.
-
Šírka pásma (BW): BW = 0.1 / λ
kde λ je vlnová dĺžka signálu, pre ktorý je anténa navrhnutá.
Je dôležité mať na pamäti, že tieto vzorce poskytujú približné hodnoty a skutočné rozmery a parametre antény sa môžu líšiť v závislosti od konkrétnej aplikácie a požadovaných vlastností antény.