ทำไมเสาอากาศวิทยุบางตัวจึงต้องการเส้นทางไปยังพื้นดินและบางเสาไม่ทำ

ขณะนี้ฉันกำลังเรียนรู้พื้นฐานของวิทยุและสังเกตว่าวิทยุบางชนิดเช่นวิทยุคริสตัลมีเสาอากาศโมโนโพลที่เป็นสายลวดฝังอยู่ในพื้นดิน อย่างไรก็ตามวิทยุอื่น ๆ เช่นอุปกรณ์พกพาหนึ่งที่นั่งอยู่บนโต๊ะของฉันทำไม่ได้ เสาอากาศจำเป็นต้องต่อสายดินหรือไม่?

ขอโทษสำหรับคำตอบที่ยาว - มันเป็นเรื่องที่ซับซ้อน ฉันพยายามที่จะมุ่งเน้นไปที่ประเด็นหลัก มันไม่ได้หมายถึงการรักษาเสาอากาศที่ครอบคลุม

พื้นดินและโลก

หากโดย 'กราวด์' คุณหมายถึงการเชื่อมต่อทางกายภาพกับโลกดังนั้นคำตอบนั้นไม่ชัดเจนมิฉะนั้นการสื่อสารผ่านดาวเทียมหรือยานสำรวจอวกาศจะไม่ทำงาน ถ้าโดย 'กราวด์' คุณหมายถึงจุดหนึ่งในวงจรที่แรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ทั้งหมดในวงจรถูกอ้างถึง (0V) คำตอบคือใช่

เสาอากาศทำงานโดยการส่งหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ดู Maxwell, Hertz และอื่น ๆ )

คลื่น EM - ชนิดและรูปร่างของเสาอากาศ:

EM คลื่นสามารถตรวจจับได้จากสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก (หรือทั้งคู่) คลื่นยังสามารถเป็นโพลาไรซ์เพื่อให้เสาอากาศสามารถปรับให้เหมาะสมสำหรับการโพลาไรซ์นี้เช่นกัน 'gain' ของเสาอากาศสามารถเพิ่มได้โดยกำหนดทิศทางเพิ่มองค์ประกอบพิเศษให้กับมันหรือใช้ตัวสะท้อนรูปทรง ดังนั้นรูปร่างและขนาดที่หลากหลายและการออกแบบที่ดูแปลกตาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรับ (หรือการส่ง) ที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน

โมโนโพล 'แบบง่าย'

เสาอากาศแนวตั้ง (ที่ใช้กับชุดคริสตัล) ตรวจจับสนามไฟฟ้า สิ่งนี้จะทำการเคลื่อนย้ายประจุ 'ขึ้นและลง' อากาศจะสร้างกระแสสลับขนาดเล็ก แต่สามารถวัดได้ ผลกระทบจะยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อขนาดทางกายภาพของอากาศตรงกับความยาวคลื่นของคลื่น EM (ดูผลกระทบเสียงสะท้อน) มันไม่จำเป็นต้องว่าอากาศจะเชื่อมต่อกับอะไร

เสาอากาศประเภทนี้เป็นรอบทิศทาง

การเชื่อมต่อสัญญาณ (อ่อน) กับตัวรับสัญญาณจะต้องมีการปรับและจับคู่อิมพิแดนซ์ สำหรับเสาอากาศนี้จะดำเนินการกับวงจรปรับ LC (ถัง) วงจรที่ปรับจะขยายวงความถี่แคบที่เลือกไว้หนึ่งวง (ดูตัวประกอบ Q) (เช่นในหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ) หรือสามารถใช้ขดลวดแยกเพื่อปรับการโหลดบนอากาศให้เหมาะสมเนื่องจากพลังงานบางส่วนถูกถ่ายโอนไปยังวงจร 'วิทยุ' การใช้พลังงานมากเกินไปจะทำให้การตอบสนองลดลง การรักษาปัจจัย Q สูงช่วยให้คุณสามารถแยกการส่งสัญญาณแต่ละรายการได้อย่างง่ายดาย (หัวกะทิ)

เพื่อให้เกิดผลสูงสุดนี้ความยาวของเสาอากาศควรสัมพันธ์กับความยาวคลื่นของสัญญาณ พื้นดิน (โลก) ทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสะท้อนแสง ( ไม่ใช่ตัวนำตัวนำคืน ) และสามารถเพิ่มความยาวของเสาอากาศได้เป็นสองเท่า ผลกระทบระนาบพื้นนี้สามารถปรับปรุงได้โดยใช้แผ่นโลหะ (ตัวนำที่ดี) หรือแม้กระทั่งลวด

อาร์เรย์ยากิทั่วไป (ทีวีทางอากาศ) แสดงให้เห็นถึงความคิดนี้ สัญญาณถูกนำมาจากไดโพลแบบพับ องค์ประกอบอื่น ๆ คือไดโพล (โพลาไรซ์แนวนอนหรือแนวตั้งหรือทั้งสองอย่าง) เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศแบบพาสซีฟและส่งคลื่นที่เข้ามาใหม่ด้วยการเปลี่ยนเฟสเพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณที่เสารับสัญญาณหลัก ยากินั้นไวต่อทิศทาง

วิทยุพกพา

การรับสัญญาณทางอากาศในวิทยุแบบพกพา aa คือขดลวดพันรอบแถบเฟอร์ไรต์ (เสาอากาศห่วง) และตรวจจับองค์ประกอบสนามแม่เหล็กของคลื่น EM สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวด คอยล์จะเป็นวงจรที่ปรับจูนด้วยตัวเก็บประจุแบบแปรผัน ขดลวด 'เอาท์พุท' ที่สองหรืออาจ 'แตะ' ที่ความต้านทานขดลวดปฐมภูมิตรงกับวงจรเครื่องขยายเสียงโดยไม่ต้องโหลดวงจรปรับแต่ง

เสาอากาศแบบวนรอบเป็นทิศทางที่คุณจะสังเกตได้ง่ายโดยหมุนวิทยุพกพา 360 องศา

โปรดทราบว่าปลายด้านหนึ่งของวงจรที่ปรับแล้วจะเชื่อมต่อกับ 'กราวด์' หรือ 0V ของส่วนที่เหลือของวงจรวิทยุ คุณสามารถเพิ่มเสาอากาศตัวที่สอง (ความยาวของสายไฟหรือเสาอากาศ 'แส้') โดยปกติแล้วจะเชื่อมต่อโดยตัวเก็บประจุขนาดเล็กเข้ากับปลาย 'ร้อน' ของขดลวดหรืออาจเป็นขดลวดแยกต่างหากบนแถบเฟอร์ไรต์ สิ่งนี้จะดึงส่วนประกอบของสนามไฟฟ้าของสัญญาณและปรับปรุงการรับสัญญาณ

วิทยุแบบพกพาที่ใช้มีเสาอากาศห่วงเฟอร์ไรต์ - ซึ่งเป็นขดลวดพันรอบแกนเฟอร์ไรต์ เสาอากาศเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีกราวด์ แต่ขดลวดเป็นทิศทางดังนั้นคุณอาจต้องหันวิทยุไปในทิศทางที่แน่นอนเพื่อรับสัญญาณที่ดี

เสาอากาศยากิ (ลำแสง) ไม่ต้องการพื้นดิน แต่เสาอากาศสายยาวแบบเรียบง่าย (สำหรับชุดคริสตัลของคุณ) ต้องใช้สายดิน

ทุกอย่างขึ้นอยู่กับการออกแบบของเสาอากาศ