UA120298C2 - MAGNETIC CABLE VIBRATOR - Google Patents
MAGNETIC CABLE VIBRATOR Download PDFInfo
- Publication number
- UA120298C2 UA120298C2 UAA201710295A UAA201710295A UA120298C2 UA 120298 C2 UA120298 C2 UA 120298C2 UA A201710295 A UAA201710295 A UA A201710295A UA A201710295 A UAA201710295 A UA A201710295A UA 120298 C2 UA120298 C2 UA 120298C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- loop
- magnetic
- capacitor
- active
- vibrator
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 241000234295 Musa Species 0.000 claims 1
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Магнітний шлейф-вібратор належить до радіотехніки і може бути використаний як магнітні антени радіотехнічних пристроїв різного призначення. Магнітний шлейф-вібратор складається з активного та пасивних шлейфів, зв'язаних між собою елементом зв'язку у вигляді котушки індуктивності або конденсатора ємності. Шлейфи складаються з котушки індуктивності у вигляді магнітної рамки або феритової антени та конденсатора ємності, які утворюють коливальний контур. При цьому резонансні частоти пасивних шлейфів співпадають з частотою резонансу активного шлейфа, який може налаштовуватися на паралельний або послідовний резонанс. Технічним результатом є підвищення опору випромінювання, що збільшує коефіцієнт корисної дії і розширює смугу пропускання антени.The magnetic loop vibrator belongs to radio engineering and can be used as magnetic antennas of radio engineering devices for various purposes. The magnetic loop vibrator consists of active and passive loops connected by a communication element in the form of an inductor or a capacitor capacitor. The loops consist of an inductor in the form of a magnetic frame or a ferrite antenna and a capacitor capacitor, which form an oscillating circuit. The resonant frequencies of the passive loops coincide with the resonant frequency of the active loop, which can be tuned to parallel or serial resonance. The technical result is to increase the radiation resistance, which increases the efficiency and expands the bandwidth of the antenna.
Description
Винахід стосується радіотехніки і може бути використаний як магнітні антени радіотехнічних пристроїв різного призначення.The invention relates to radio engineering and can be used as magnetic antennas for radio engineering devices of various purposes.
Існують магнітні антени |1)Ї, що складаються з рамкової котушки або з котушки та феромагнітного осердя. Основним недоліком магнітних антен є вкрай малий коефіцієнт корисної дії. Причиною вказаного недоліку є дуже низьке значення опору випромінювання.There are magnetic antennas |1)І consisting of a frame coil or a coil and a ferromagnetic core. The main disadvantage of magnetic antennas is an extremely low efficiency. The reason for this drawback is a very low value of radiation resistance.
Існують електричні шлейф-вібратори (21, опір випромінювання яких збільшується за рахунок приєднання до активно пасивних шлейфів згідно з формулою.There are electric loop vibrators (21), the radiation resistance of which increases due to the connection to active passive loops according to the formula.
Потужність, що випромінюється шлейф-вібратором, складаєThe power emitted by the plume-vibrator is
Ру - (2)2Ву -Іг4ВУ, (1) де: Ру - потужність що випромінюється шлейф-вібратором, | - струм у шлейфі, Ву. - опір випромінювання кожного шлейфа.Ru - (2)2Vu -Ig4VU, (1) where: Ru - power radiated by the plume-vibrator, | - current in the loop, Vu. - radiation resistance of each loop.
Таким чином, імпеданс та опір випромінювання шлейф-вібратора дорівнює 4 значенням відповідних показників вібратора.Thus, the impedance and radiation resistance of the loop vibrator is equal to 4 values of the corresponding indicators of the vibrator.
При збільшенні кількості пасивних шлейфів у шлейф-вібраторі його імпеданс та опір випромінювання зростають згідно з таблицеюWhen the number of passive loops in the loop vibrator increases, its impedance and radiation resistance increase according to the table
Таблиця т 7777111 Ї7771717141111111528...Й | Щщ 6 | 7 де: п - кількість пасивних шлейфів, т - коефіцієнт зростання опору випромінювання та імпедансу шлейф-вібратора.Table t 7777111 Y7771717141111111528...Y | Shshch 6 | 7 where: n is the number of passive loops, t is the growth factor of the radiation resistance and impedance of the loop vibrator.
Найближчим аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до пропонованого технічного рішення є антена магнітна |З), що складається з котушки індуктивності та конденсатора ємності, які утворюють коливальний контур. Залежно від конструкції котушка індуктивності може бути виконана у вигляді магнітної рамки або у вигляді феритової антени.The closest analogue in terms of technical essence and the result that is achieved to the proposed technical solution is a magnetic antenna |Z), consisting of an inductance coil and a capacity capacitor, which form an oscillating circuit. Depending on the design, the inductor can be made in the form of a magnetic frame or in the form of a ferrite antenna.
Для підвищення ефективності магнітної антени її налаштовують у резонанс на робочій частоті.To increase the efficiency of the magnetic antenna, it is tuned into resonance at the operating frequency.
Основним недоліком найближчого аналога є вкрай малий коефіцієнт корисної дії (менше 1,3х10- 595), обумовлений дуже низьким значенням опору випромінювання. Технічною задачею винаходу є збільшення опору випромінювання магнітної антени та підвищення її коефіцієнта корисної дії.The main disadvantage of the nearest analogue is the extremely small efficiency factor (less than 1.3x10-595), due to the very low value of the radiation resistance. The technical objective of the invention is to increase the radiation resistance of the magnetic antenna and increase its efficiency.
Для вирішення поставленої задачі у магнітному шлейф-вібраторі, що включає котушку індуктивності та конденсатор ємності і утворюють коливальний контур та активних шлейф, згідно з винаходом, антена додатково містить елемент зв'язку та пасивні шлейфи, що також складаються з котушки індуктивності та конденсатора ємності і які також утворюють коливальніTo solve the problem in a magnetic loop vibrator, which includes an inductor and a capacitor and form an oscillating circuit and an active loop, according to the invention, the antenna additionally contains a communication element and passive loops, which also consist of an inductor and a capacitor and which also form oscillating
Зо контури. При цьому котушки індуктивності активного та пасивних шлейфів можуть бути виконані у вигляді магнітної рамки або у вигляді феритової антени, а частоти резонансу додаткових пасивних шлейфів дорівнюють частоті резонансу активного шлейфа. Додання до активного шлейфа низки пасивних підвищує опір випромінювання антени згідно з формулою (1) та таблицею. Підвищення опору випромінювання збільшує коефіцієнт корисної дії антени згідно з формулоюFrom the contours. At the same time, the inductance coils of active and passive loops can be made in the form of a magnetic frame or in the form of a ferrite antenna, and the resonance frequencies of additional passive loops are equal to the resonance frequency of the active loop. Adding a series of passive ones to the active loop increases the radiation resistance of the antenna according to formula (1) and the table. Increasing the radiation resistance increases the efficiency of the antenna according to the formula
Ву, пт- Ву, /Ну, В, поитедит ІВ (2) 1 де: Ву, - опір випромінювання шлейф-вібратора, В, - опір теплових втрат.Vu, pt- Vu, /Nu, V, poitedite IV (2) 1 where: Vu, - radiation resistance of the plume-vibrator, V, - heat loss resistance.
Збільшення опору випромінювання сприяє також і розширенню смуги пропускання магнітної антени, що є вкрай важливим, враховуючи малу смугу пропускання відомих магнітних антен.The increase in radiation resistance also contributes to the expansion of the bandwidth of the magnetic antenna, which is extremely important, considering the small bandwidth of known magnetic antennas.
Суть винаходу пояснюється кресленнями.The essence of the invention is explained by drawings.
Фіг. 1. Конструкція магнітного шлейф-вібратора; а - з котушками у вигляді рамки, 6 - з котушками у вигляді феритових антен.Fig. 1. Design of a magnetic train vibrator; a - with coils in the form of a frame, 6 - with coils in the form of ferrite antennas.
Фіг. 2. Схема електрична магнітного шлейф-вібратора з паралельним резонансом активного шлейфа; а - з елементом зв'язку у вигляді котушки індуктивності, б - з елементом зв'язку у вигляді конденсатора ємності.Fig. 2. Scheme of an electric magnetic loop-vibrator with parallel resonance of an active loop; a - with a communication element in the form of an inductance coil, b - with a communication element in the form of a capacity capacitor.
Фіг. 3. Схема електрична магнітного шлейф-вібратора з послідовним резонансом активного шлейфа; а - з елементом зв'язку у вигляді котушки індуктивності, б - з елементом зв'язку у вигляді конденсатора ємності.Fig. 3. Scheme of an electric magnetic loop-vibrator with serial resonance of an active loop; a - with a communication element in the form of an inductance coil, b - with a communication element in the form of a capacity capacitor.
На фіг. 1а показана конструкція магнітного шлейф-вібратора з використанням шлейфів у вигляді магнітної рамки. Магнітний шлейф-вібратор з елементом зв'язку у вигляді котушки індуктивності складається з рамкової котушки 1 активного шлейфа, перший кінець якої приєднаний до першого кінця конденсатора ємності активного шлейфа 2 та до першого кінця джерела електричної енергії 3, другі кінці джерела та конденсатора приєднані до загального провідника 4 (заземлені), а другий кінець котушки активного шлейфа приєднаний до перших кінців котушок зв'язку 5 та рамкової котушки пасивного шлейфа 6, а їх другі кінці відповідно приєднані до загального провідника і першого кінця конденсатора пасивного шлейфа 7, другий кінець конденсатора пасивного шлейфа приєднаний до загального провідника (заземлений).In fig. 1a shows the design of a magnetic loop vibrator using loops in the form of a magnetic frame. A magnetic loop vibrator with a communication element in the form of an inductor consists of a frame coil 1 of an active loop, the first end of which is connected to the first end of the capacitor of the active loop capacity 2 and to the first end of the source of electrical energy 3, the second ends of the source and capacitor are connected to the common conductor 4 (grounded), and the second end of the coil of the active loop is connected to the first ends of the communication coils 5 and the frame coil of the passive loop 6, and their second ends are respectively connected to the common conductor and the first end of the capacitor of the passive loop 7, the second end of the capacitor of the passive loop connected to a common conductor (earthed).
Конструкція магнітного шлейф-вібратора з використанням шлейфів у вигляді феритової антени показана на фіг. 16. Магнітний шлейф-вібратор з використанням шлейфів у вигляді феритової антени та з елементом зв'язку у вигляді котушки індуктивності складається з магнітної антени у вигляді котушки 1, намотаної на феритовому осерді 8, перший кінець якої приєднаний до першого кінця конденсатора ємності 2 та першого кінця джерела електричної енергії З і утворюють активний шлейф, другі кінці джерела та конденсатора активного шлейфа приєднані до загального провідника 4 (заземлені), другий кінець котушки активного шлейфа приєднаний до перших кінців котушки зв'язку 5 та котушки б пасивного шлейфа у вигляді феритової антени, а другий кінець котушки пасивного шлейфа приєднаний до першого кінця конденсатора 7 пасивного шлейфа, другий кінець котушки зв'язку та конденсатора пасивного шлейфа приєднаний до загального провідника 4 (заземлений).The design of a magnetic loop vibrator using loops in the form of a ferrite antenna is shown in Fig. 16. Magnetic loop vibrator using loops in the form of a ferrite antenna and with a communication element in the form of an inductor consists of a magnetic antenna in the form of a coil 1 wound on a ferrite core 8, the first end of which is connected to the first end of the capacitor of the capacity 2 and the first end of the source of electrical energy C and form an active loop, the second ends of the source and capacitor of the active loop are connected to the common conductor 4 (grounded), the second end of the coil of the active loop is connected to the first ends of the communication coil 5 and the coil b of the passive loop in the form of a ferrite antenna, and the second end of the passive loop coil is connected to the first end of the passive loop capacitor 7, the second end of the communication coil and the passive loop capacitor is connected to the common conductor 4 (grounded).
Схема електричних з'єднань магнітного шлейф-вібратора при паралельному резонансі активного шлейфа показана на фіг. 2. Схема електричних з'єднань при використанні елемента зв'язку у вигляді котушки індуктивності (фіг. 2а) складається з котушки індуктивності 1 та конденсатора ємності 2 активного шлейфа, приєднаних до джерела електричної енергії 3, які утворюють коливальний контур з паралельним резонансом, котушок зв'язку 5 та пасивного шлейфа 6, з'єднаних своїми першими кінцями, їх другі кінці відповідно приєднані до загального провідника (заземлений), та до першого кінця конденсатора ємності пасивного шлейфа 7, другий кінець якого приєднаний до загального провідника 4 (заземлений).The scheme of electrical connections of the magnetic loop vibrator with parallel resonance of the active loop is shown in Fig. 2. The scheme of electrical connections when using a communication element in the form of an inductor (Fig. 2a) consists of an inductor 1 and a capacitor of capacity 2 of an active loop, connected to a source of electrical energy 3, which form an oscillating circuit with parallel resonance, coils connection 5 and passive loop 6, connected by their first ends, their second ends are respectively connected to the common conductor (grounded), and to the first end of the capacitor of the passive loop 7, the second end of which is connected to the common conductor 4 (grounded).
Схема електричних з'єднань магнітного шлейф-вібратора при паралельному резонансіDiagram of electrical connections of a magnetic loop vibrator with parallel resonance
Зо активного шлейфа з елементом зв'язку у вигляді конденсатора ємності (фіг. 26) складається з котушки індуктивності 1 та конденсатора ємності 2 активного шлейфа, приєднаних до джерела електричної енергії З які утворюють коливальний контур з паралельним резонансом, конденсатора зв'язку 9, котушки індуктивності пасивного шлейфа б та конденсатора ємності пасивного шлейфа 7.Z of an active loop with a communication element in the form of a capacitance capacitor (Fig. 26) consists of an inductance coil 1 and a capacitance capacitor 2 of an active loop connected to a source of electrical energy Z which form an oscillating circuit with parallel resonance, a coupling capacitor 9, a coil the inductance of the passive loop b and the capacitor of the capacity of the passive loop 7.
На фіг З показана схема електрична магнітного шлейф-вібратора з послідовним резонансом активного шлейфа. Схема електричних з'єднань при використанні елемента зв'язку у вигляді котушки індуктивності (фіг. За), складається з котушки індуктивності 1 та конденсатора ємності 2 активного шлейфа приєднаних до джерела електричної енергії З і утворюючих коливальний контур з послідовним резонансом, котушок зв'язку 5 та пасивного шлейфа 6 і конденсатора ємності пасивного шлейфа 7.Fig. C shows a diagram of an electric magnetic loop-vibrator with a series resonance of an active loop. The scheme of electrical connections when using a communication element in the form of an inductance coil (Fig. 3a), consists of an inductance coil 1 and a capacitor of capacity 2 of an active loop connected to a source of electrical energy C and forming an oscillating circuit with series resonance, communication coils 5 and passive loop 6 and passive loop capacity capacitor 7.
Схема електричних з'єднань магнітного шлейф-вібратора з послідовним резонансом активного шлейфа та з елементом зв'язку у вигляді конденсатора ємності (фіг. 36) складається з котушки індуктивності 1 та конденсатора ємності 2 активного шлейфа, приєднаних до джерела електричної енергії З і утворюючих коливальний контур з послідовним резонансом, конденсатора зв'язку 9, котушки індуктивності пасивного шлейфа б та конденсатора ємності пасивного шлейфа 7.The scheme of electrical connections of a magnetic loop-vibrator with a series resonance of an active loop and with a communication element in the form of a capacity capacitor (Fig. 36) consists of an inductor 1 and a capacity capacitor 2 of an active loop connected to a source of electrical energy C and forming an oscillating circuit with series resonance, coupling capacitor 9, passive loop inductor b and passive loop capacitance capacitor 7.
Працює магнітний шлейф-вібратор наступним чином. З джерела електричної енергії З (фіг. 1-3) електрична енергія поступає у активний шлейф що складається з котушки індуктивності 1 і конденсатора ємності 2 та збуджує у них електричні коливання. Протікаючи крізь елемент зв'язку 5 (це може бути котушка індуктивності або конденсатор ємності) електричні коливання активного шлейфа збуджують у пасивних шлейфах електричні коливання з частотою коливань активного шлейфа. Синхронні електричні коливання активного та пасивних шлейфів (згідно з формулою (1) та таблиці) збільшують опір та ефективність випромінювання магнітної антени.The magnetic loop vibrator works as follows. From the source of electrical energy C (Fig. 1-3), electrical energy enters the active loop consisting of an inductance coil 1 and a capacitor of capacity 2 and excites electrical oscillations in them. Flowing through the communication element 5 (it can be an inductor or a capacitor), the electric oscillations of the active loop excite in the passive loops electric oscillations with the frequency of oscillations of the active loop. Synchronous electrical oscillations of the active and passive loops (according to formula (1) and the table) increase the resistance and radiation efficiency of the magnetic antenna.
Кількісне збільшення опору випромінювання магнітного шлейф-вібратора і відповідне зростання коефіцієнта корисної дії його випромінювання та смуга пропускання залежать від кількості пасивних шлейфів. Таким чином, змінюючи кількість пасивних шлейфів можливо отримати потрібні електричні характеристики магнітної антени. Відомо |4)|, що вигляд амплітудно- частотної характеристики, коефіцієнт передачі та смуга пропускання зв'язаних контурів залежить від коефіцієнта зв'язку. Це правило розповсюджується і на магнітний шлейф-вібратор.The quantitative increase in the radiation resistance of the magnetic loop-vibrator and the corresponding increase in the efficiency of its radiation and bandwidth depend on the number of passive loops. Thus, by changing the number of passive loops, it is possible to obtain the desired electrical characteristics of the magnetic antenna. It is known |4)| that the shape of the amplitude-frequency characteristic, the transmission coefficient and the bandwidth of the coupled circuits depends on the coupling coefficient. This rule also applies to the magnetic loop vibrator.
Таким чином, змінюючи коефіцієнт зв'язку між активним та пасивними шлейфами можливо регулювати електричні характеристики магнітного шлейф-вібратора.Thus, by changing the coupling coefficient between the active and passive loops, it is possible to adjust the electrical characteristics of the magnetic loop vibrator.
Впровадження магнітних антен у вигляді шлейф-вібратора дозволяє покращити їх електричні характеристики (збільшити опір випромінювання та коефіцієнт корисної дії, розширити смугу пропускання). Покращення електричних характеристик малогабаритних магнітних антен, розширює сферу їх застосування та покращує електричні параметри засобів бездротового зв'язку, що має значні технічний і економічний ефекти.The introduction of magnetic antennas in the form of a loop vibrator allows to improve their electrical characteristics (increase the radiation resistance and efficiency, expand the bandwidth). Improving the electrical characteristics of small-sized magnetic antennas expands the scope of their application and improves the electrical parameters of wireless communication devices, which has significant technical and economic effects.
Джерела інформації: 1. Хомич В.И. Ферритовье антеннь. - М.: Знергия, 1969, стр. 7. 2. Писторкольс А.А. Антеннь. - М.: Госиздат, 1947, стр. 403. 3. Хомич В.И. Ферритовне антеннь. - М.: Знергия, 1969, стр. 56-58. 4. Основьі теории цепей Г.В. Зевеке, П.А. Монкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. - М.:Sources of information: 1. Khomych V.I. Ferrite antennas. - M.: Znergia, 1969, p. 7. 2. Pystorkols A.A. Antenna. - M.: Gosizdat, 1947, p. 403. 3. Khomych V.Y. Ferrite antenna. - M.: Znergia, 1969, pp. 56-58. 4. Basics of circuit theory G.V. Zeveke, P.A. Monkin, A.V. Netushil, S.V. Insurance - M.:
Знергоатомиздат, 1989, стр. 126.Znergoatomizdat, 1989, p. 126.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201710295A UA120298C2 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | MAGNETIC CABLE VIBRATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201710295A UA120298C2 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | MAGNETIC CABLE VIBRATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA120298C2 true UA120298C2 (en) | 2019-11-11 |
Family
ID=71112579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201710295A UA120298C2 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | MAGNETIC CABLE VIBRATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA120298C2 (en) |
-
2017
- 2017-10-25 UA UAA201710295A patent/UA120298C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102578392B1 (en) | Multi-coil large-area wireless power system | |
| JP5698626B2 (en) | Wireless power receiving device, wireless power feeding device, and wireless power feeding system | |
| RU2008135269A (en) | DEVICE AND METHOD OF WIRELESS TRANSFER OF ENERGY AND / OR DATA BETWEEN THE SOURCE DEVICE AND AT LEAST ONE TARGET DEVICE | |
| RU2008112129A (en) | COIL OF VARIABLE INDUCTIVITY IN INTEGRAL PERFORMANCE | |
| JP5764032B2 (en) | Wireless power feeding device, power receiving device and power feeding system | |
| RU175975U1 (en) | Near Field Magnetic Communication Antenna | |
| WO2019208253A1 (en) | Antenna device and communication terminal apparatus | |
| CN105186720A (en) | Transmitting coil structure and wireless electric energy transmitting terminal applying transmitting coil structure | |
| US9948147B2 (en) | Magnetic resonance type wireless charging circuit | |
| CN106961165B (en) | Wireless power transmission circuit, wireless power transmitting terminal and wireless power receiving terminal | |
| KR20180092980A (en) | Class E2 Amplifier | |
| RU2566608C2 (en) | High-frequency antenna | |
| US20170085130A1 (en) | Multifilament transmitter coupler with current sharing | |
| US2354365A (en) | Coupling device for adjustable coupling systems | |
| US2199045A (en) | Electromagnetic resonator | |
| UA120298C2 (en) | MAGNETIC CABLE VIBRATOR | |
| US2474898A (en) | Electromagnetic resonator of the magnetron type | |
| US2250308A (en) | System for feeding a single utilization circuit with energy at two frequencies | |
| CN205029441U (en) | Transmitting coil structure and use its wireless power transmitting terminal | |
| US2279441A (en) | Ultra short wave generator | |
| JP2012191697A (en) | Non-contact power transmission apparatus | |
| CN109845033B (en) | Antenna with ferromagnetic rods wound and coupled together | |
| US2471401A (en) | Neutrodyning for short waves | |
| RU173338U1 (en) | Alternator in inductor | |
| RU172332U1 (en) | AC GENERATOR IN Inductance Coil |