هوائي حلقي

وصفه الرياضي

إذا كان الجهد Ue عند طرفيه، ومقاومة البث Rs والحث

L للهوائي الحلقي فتصفه المعادلة التالية:

,

حيث:

تكوينه

وفي هذا السياق، يمكن للهوائي الإرسال كذلك: إذا أمررنا فيه تيارا مترددا فيحدث حوله حقلا متغيرا وتخرج منه موجة كهرومغناطيسية.

علاوةً على ذلك، يكون محيط الهوائي الحلقي عادة أقل كثيرا من نصف الموجة المراد استقبالها. ومن خصائص الهوائي الحلقي أن توزيع التيار الكهربائي الحادث فيه يكون متساويا، هذا بعكس هوائي ثنائي الأقطاب الذي يكون الجهد أعلى ما يمكن عند طرفيه في حين أن يكون التيار في وسطه قيمة قصوى. ومقاومته تكون صغيرة وتبلغ بين 130 و 1 أوم بحسب عدد اللفات. ولكي يتم استقبال الموجة الكهرومغناطيسية يوفق الهوائي عن طريق توصيله بمكثف دوراني على التوازي. وعند حدوث الرنين (التوافق) يبقى الهوائي حساسا للاستقبال.

علاوةً على ذلك، وتوضح الهوائي الحلقي لظاهرة الحث حيث يكون جهد الحث متناسبا طرديا مع تغير التيار المتسبب في الحث. وعن طريق جعل دائرة الهوائي كبيرة مع زيادة عدد اللفات يمكن التوصل إلى جهد حث كبير.

في هذا الإطار، وكما هو الحال مع الهوائيات المغناطيسية فيتميز الهوائي الحلقي بأنه حساس لاتجاه قدوم الموجات إليه - فإذا كانت حلقة رأسية فيكون لها حساسية على شكل (8) في الاتجاه الأفقي.

E = شدة المجال الكهربائي للموجة الساقطة

ومن ناحية أخرى، أي أن الجهد الناشئ يتناسب مع مطال المجال الكهربائي للموجة. كما يشتد الجهد كذلك بزيادة مساحة الحلقة وعدد اللفات.

n = عدد اللفات.

λ = طول الموجة،

• وبالنسبة لمقاومة البث فتبنق عليها المعادلة:
• ومعادلة الحث:
• حيث:

A = مساحة الهوائي،

تطبيقاته

كذلك، كذلك تستعمل الهوائيات الحلقية لقياس تأثير الموجات الكهرومغناطيسية على العاملين والسكان بالقرب من هوائيات البث.

من جانب آخر، لا تزال لاستقبال الراديو تستعمل هوائيات حلقية ويكون اتساع حلقتها نحو 10 سنتيمتر. وهو يوضع بجوار جهاز الاستقبال أو عليه ويتم توجيهه للحصول على أحسن نتيجة.

وفي هذا الصدد، يقوم بعض هواة استقبال الراديو ببنا هوائيهم الخاص لاستقبال الموجات المتوسطة وكذلك الموجات القصيرة. وأحيانا تصل حلقة الهوائي عدة أمتار لزيادة الحساسية.

وعلى صعيد آخر، كانت الهوائيات الحلقية تستعمل في الماضي للاستقبال وإرسال الموجات القصيرة على السفن، وكانت تدار لضبط اتجاه قدوم الموجة الراديوية أو إتجاه الإرسال. واستغلت الهوائيات الحلقية لتحديد اتجاه مصدر الإرسال. فتكون الإشارة القادمة أقوى ما يمكن عندما يكون مستوى الحلقة في اتجاه المرسل. وإذا كان اتجاه مستوى الحلقة عموديا على اتجاه قدوم الموجة فيصل استقبالها إلى الصفر.

: قطر الحلقة

تزيد مقاومة سلك الهوائي عن مقاومة البث زيادة كبيرة،

( > 20 μV/m).

• و : قطر السلك.
• وبافتراض أن طول السلك , ومقاومته k' فتكون القدرة Pgmax :
• تقول تلك المعادلات الآتي:

علاوةً على ذلك، وهو لا يصلح بالنسبة للاستخدام في الإرسال حيث أن كفاءته على البث ضعيفة.

عدد اللفات n يحسن القدرة تناسبيا.

من جانب آخر، يمكن زيادة القدرة (زيادة الجهد المتولد) بزيادة مساحة حلقة الهوائي،

مقاومة العمل تكون صغيرة عندما تكون مساحة الهوائي صغيرة.

ومن ناحية أخرى، لهذا يكون استخدام الهوائي الحلقي لاستقبال التردد المنخفض وعنما تكون شدة المجال عالية

تحديد اتجاه المصدر

كذلك، تدار الحلقة للبحث عن اتجاه نقطة الصفر. ونظرا لأن نقط لصفر تظهر في مكانين، أمام وخلف الهوائي، فلا بد من استعمال وسيلة أخرى لتعيين أيهما يمثل الاتجاه المضبوط. ومنها طريقة هي استخدام هوائي حلقي ثاني موضوع في مكان آخر، أو إزاحة الهوائي الوحيد لدينا إلى مكان آخر. تقاطع الاتجاهين يحدد اتجاه المصدر.

• المراجع
• اقرأ كذلك
• هوائي
• هوائي حرف تي
• هوائي قفصي
• حوض تأريض

علاوةً على ذلك، كما يمكن تعيين اتجاه المصدر باستخدام هوائي ثنائي القطب أو هوائي رأسي إلى جانب الهوائي الحلقي. هوائي ثنائي القطب يرسم «منحنى قلبي» للأشعة المستقبلة ومنه تستخلص الاتجاه التقريبي للمصدر. ثم يشغل الهوائي الحلقي لتعيين الاتجاه بالضبط.

في هذا الإطار، نظرا لأن استجابة الهوائي الحلقي الصغير تبلغ الصفر عندما يكون مسطح الحلقة متعامدا مع اتجاه قدوم الموجة الكهرومغناطيسية فيستعمل لتعيين اتجاه مصدر إرسال الراديو عند الموجات الطويلة.