สายอากาศแบบลูป Loop Antenna

 

สายอากาศแบบ loop เป็นสายอากาศแบบ ปิด ปลายสายทั้งสอง จะถูกต่อเข้าด้วยกัน ครบรอบวงจรพอดี สายอากาศแบบ Loop จะมีรอบเดียว หรือหลายรอบก็ได้ มี่ทั้งแบบ small loop มีความยาวรวมน้อยอาจจะน้อยกว่า 0.18 (บางตำราก็บอกว่าน้อยกว่า 0.2) ของความยาวคลื่น และแบบ large loop มีความ ยาวรวมมากกว่า 0.5 (บางตำราก็บอกว่ามากกว่า 0.2) ของความยาวคลื่น อาจจะมากถึง 1 หรือ 2 ความยาวคลื่นก็สามารถเป็นไปได้ รูปร่างของสายอากาศแบบ Loop อาจจะทำเป็น วงกลม สามเหลี่ยมหรือสี่เหลียมก็ได้ โดย การจัดวางแบบวงกลมจะได้อัตราการขยายดีที่สุด (สูงกว่าแบบอื่น ๆ ประมาณ 10 %) แต่ก็มีข้อเสียคือ จะจับยึดยาก โดยเฉพาะสายอากาศในย่านความถี่ต่ำซึ่งมีขนาดใหญ่โต ทำให้แบบสามเหลื่ยมและแบบสี่เหลี่ยมได้รับความนิยมมากกว่า ข้อดีของสายอากาศแบบ Loop อีกอย่างคือ มีกำจัดสัญญาณรบกวนได้ดี ไม่ต้องมี ground plane ให้ยุ่งยาก

สายอากาศแบบ Loop อาจจะทำเป็น วงกลม สามเหลื่ยม หรือสี่เหลียมก็ได้

 

สายอากาศแบบนี้จะมีความต้านทานการแพร่คลื่น (radiation resistance) ประมาณ 100-120 โอห์ม สามารถหาความยาวรวมได้จากสูตร

หรือ

สูตรการแปลงหน่วย

 

QUAD LOOP

มีลักษณะดังรูป คือเป็นรูปทรงสีเหลืยม จัตรัส มีอัตราการขยายมากกว่าไดโพล ประมาณ 2 dB (ค่านี้อาจจะไม่เท่ากันทุกตำรา) การเปลี่ยนขั้วคลื่น (polarization) ก็เปลี่ยนตำแหน่ง จุดป้อนสัญญาณตามรูปครับ

การเปลี่ยนขั้วคลื่น (polarization) สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนตำแหน่ง จุดป้อนสัญญาณ

DELTA LOOP

มีลักษณะดังรูป คือเป็นรูปทรงสามเหลืยม ชื่อ Delta มาจาก ลักษณะ ที่คล้าย อักษรตัวตัวใหญ่ (upper-case) ตัวที่ 4 ของอักษรกรีช Delta ความยาวรวมทั้งสามด้านก็เท่ากับ 1 ความยาวคลื่น การต่อใช้งานดังรูป สายอากาศ Delta Loop ก็สามารถป้อนสัญญาณได้หลายจุด โดยแต่ละจุดจะมีผลดังนี้

สายอากาศ Delta Loop ก็สามารถป้อนสัญญาณได้หลายแบบเช่นกัน

จุดป้อนสัญญาณ Feed impedance ประมาณ 100 โอห์ม

ในเมื่อจุดป้อนสัญญาณ มีค่า impedance ไม่เท่ากับสายนำสัญญาณที่เราใช้ เราจำเป็นต้องปรับ impedance (matching) โดยใช้ตัวแปลงที่ทำจากสาย Coaxial (Quarter-wavelength coaxial matching) ที่มีความยาว 0.25 หรือ 1/4 ของความยาวคลื่น ส่วนนี้เราจะเรียกว่า Q -section ซึ่งก็มาจาก Quarter-wavelength coaxial matching section เราสามารถหาค่า impedance ของสาย coaxial ที่จะนำมาใช้ในส่วนนี้ได้จากสูตร

โดยที่

ยกตัวอย่างเช่น สายนำสัญญาณจากเครื่องส่งวิทยุมีค่า impedance เท่ากับ 52 โอห์ม ต้องการต่อกับสายอากาศ Dela Loop ที่มีค่า impedance 100 โอห์ม สามารถแทนค่าลงไปในสูตรดังนี้

ค่าที่ออกมาคืิอ 72 โอห์ม เราสามารถใช้สาย coax 75 โอห์มที่มีขายอยู่ทั่วไปจึงเหมาะสมที่สุด และหาความยาวของสายได้จากสูตร

โดยที่ VF ตัวคูณความเร็วของสายที่ใช้ ถ้าเป็นแบบ polythene ให้ใช้ VF = 0.66 VF แต่ถ้าเป็นสาย polyfoam ให้ใช้ VF= 0.82

รูปแบบลักษณะการต่อสาย

ทดลองทำสายอากาศ DELTA LOOP แบบป้อนสัญญาณด้านข้าง ย่าน 14.2 MHz

ทำไมต้องทดลองทำย่าน 14.2 MHz นะหรือครับ ผมต้องการทำสายอากาศต้นนี้ไปใช้งานด้วย ถือเป็นการได้ประโยชน์สองต่อทั้งได้ทดลองและได้ใช้งานจริง (ท่านก็สามารถนำมาสูตรเหล่านี้ไปใช้กับความถี่อื่น ๆ ก็ได้)

ตัวอย่างสายอากาศ Delta Loop ย่าน 14 MHz

ขั้นแรกก็มาหาความยาวรวมของ Loop จากสูตรด้านบน (ชุดนี้ผมใช้สายไฟอ่อนที่มีขายทั่วไปมาเป็นลวดตัวนำ ท่านอื่นอาจจะใช้ลวดทองแดงก็ได้ แต่สำหรับผมแล้วมันยุ่งยากในการพกพา เพราะว่าลวดทองแดงจะม้วนเก็บยากกว่า)

ความยาวของสายในส่วน Q -section ใช้สายเบอร์ RG-6U (โฟม) อาจจะเปลี่ยนไปใช้สายอื่น ๆ ที่มีค่า impedance 75 โอห์มก็ได้แล้วแต่สะดวก แต่ต้องเปลี่ยนค่า VF ในสูตรด้วยครับ

สายอากาศ Delta Loop แบบป้อนสัญญาณด้านข้าง

รูปการทดลองทำสายอากาศ Delta Loop แบบป้อนสัญญาณด้านข้าง

ตัวอย่างขั้วต่อสายจาก RG-6 เป็น RG-58

ตัวอย่างขั้วต่อสายจาก RG-6 เป็น RG-58

รูปตัวอย่างการใช้งานจริง เวลาติดตั้งให้สูงจากพื้นดิน และห่างจากวัสดุรอบข้างสักหน่อย เท่านี้ค่า SWR ก็ไม่เกิน 1.5 แล้วครับ

 

สถานีวิทยุสมัครเล่น HS8JYX ตั้งอยู่บ้านเลขที่ 99/31 ถ.เจริญสุข ต.ปากน้ำ อ.เมือง จ.กระบี่ 81000 โทร คลิกที่นี่ก่อนโทร