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Models
612 and 625Loop Arrays
S p e c t r u m M o n i t o r i n g & M a n a g e m e n t S y s t e m s | B r o a d c a s t & C o m m u n i c a t i o n A n t e n n a s | C o m m u n i c a t i o n I n t e l l i g e n c e | D i r e c t i o n F i n d i n g S y s t e m s
TC I I n t e r n a t i o n a l , I n c . | 3 5 4 1 G a t e w a y B l v d . | F r e m o n t , C A 9 4 5 3 8 | + 1 . 5 1 0 . 6 8 7 . 6 1 0 0 | w w w . t c i b r . c o m
Electr ical ly Smal l AntennasE l e c t r i c a l l y s m a l l a n t e n n a s c a n b e u s e d t o a d va n t a g e i n a w i d e r a n g e o f r e c e i v i n g a p p l i c a t i o n s . Th e i n e f f i c i e n c i e s i n h e r e n t i n s m a l l a n t e n n a s h a ve t h e s a m e e f fe c t a s o t h e r s o u r c e s o f n o i s e o n t h e s i g n a l - t o - n o i s e r a t i o . W h e n ex t e r n a l n o i s e i s g r e a t e r t h a n t h e n o i s e f r o m a n t e n n a i n e f f i c i e n c y ( a n d i n t e r n a l e l e c t r o n i c s , i f p r e s e n t ) , a n a n t e n n a i s s a i d t o b e “ ex t e r n a l l y n o i s e l i m i t e d . ” I n t h i s c a s e , t h e h i g h e r l eve l o f ex t e r n a l n o i s e d o m i n a t e s t h e sys t e m s i g n a l - t o - n o i s e r a t i o , r e n d e r i n g t h e i n t e r n a l n o i s e i n s i g n i f i c a n t . Th u s , w h e n ex t e r n a l n o i s e i s r e l a t i ve l y h i g h , s m a l l r e c e i v i n g a n t e n n a s c a n w o r k a s w e l l a s f u l l - s i ze , f u l l y e f f i c i e n t a n t e n n a s . ( Th i s a l s o m e a n s t h a t f u l l y e f f i c i e n t a n t e n n a s n e e d b e l o c a t e d a t e l e c t r i c a l l y q u i e t s i t e s t o a c h i eve t h e i r f u l l p o t e n t i a l . )
Loop AntennasA l o o p a n t e n n a f u n c t i o n s a s a m a g n e t i c d i p o l e . A n i n c i d e n t e l e c t r o m a g n e t i c w a ve i n d u c e s a c u r r e n t i n t h e l o o p ; a m a t c h i n g t r a n s fo r m e r i n s i d e t h e l o o p c o u p l e s t h e i n d u c e d c u r r e n t i n t o a 5 0 Ω l o a d , e i t h e r a n a m p l i f i e r o r a l e n g t h o f c o a x r u n n i n g t o t h e r e c e i ve r .
O n e a d va n t a g e o f l o o p s ove r d i p o l e s i s t h e i r l o w i n p u t i m p e d a n c e . A l o o p ’s p e r fo r m a n c e i s r e l a t i ve l y u n a f fe c t e d by b u i l d i n g s , t r e e s , s n o w , e t c . , w h i c h t e n d t o s h o r t o u t r a d i a t i o n e n e r g y n e a r t h e e l e m e n t . M o r e ove r , s i n c e t h e r a d i a t i o n r e s i s t a n c e o f e l e c t r i c a l l y s m a l l a n t e n n a s i s l o w , m u t u a l e f fe c t s a r e g e n e r a l l y i n s i g n i f i c a n t , e n a b l i n g l o o p s t o b e c o n f i g u r e d i n va r i o u s a r r a ys t h a t t a i l o r t h e i r p e r fo r m a n c e t o p a r t i c u l a r r e c e i v i n g r e q u i r e m e n t s . Lo o p s a r e o f t e n a r r a ye d i n r o w s , o r “ a r m s ” o f fo u r , e i g h t , o r s i x t e e n l o o p s t o p r ov i d e a g r e a t va r i e t y o f r a d i a t i o n p a t t e r n s .
Th e b a s i c l o o p i s a l o w - i n d u c t a n c e a l u m i n u m t u b e , fe d a t i t s u p p e r m i d p o i n t v i a a b r o a d b a n d , p a s s i ve m a t c h i n g n e t w o r k . Th e n e t w o r k o u t p u t fe e d s a c o a x i a l c a b l e t h a t r u n s t h r o u g h o n e o f t h e t u b e s t o t h e b a s e w h e r e i t ex i t s t h e l o o p , a s s u r i n g e l e c t r i c a l b a l a n c e a t a l l f r e q u e n c i e s . Th e b r o a d b a n d m a t c h i n g n e t w o r k i s d e s i g n e d t o p r ov i d e a n o p t i m u m i m p e d a n c e m a t c h fo r m a x i m u m p o w e r t r a n s fe r ove r t h e 2 – 3 2 M H z b a n d w i d t h . A l l c o m p o n e n t s a r e w a t e r p r o o f a n d i m p e r v i o u s t o t h e e f fe c t s o f s a l t s p r a y a n d u l t r a v i o l e t r a d i a t i o n .
Radiat ion PatternsTh e a z i m u t h a l p a t t e r n o f a s i n g l e l o o p ( M o d e l 6 1 2 - 1 ) i s a f i g u r e - e i g h t ( r = c o s q ) a t t h e h o r i zo n , i n c r e a s i n g l y o m n i d i r e c t i o n a l a t h i g h e r a n g l e s o f a r r i va l , a n d v i r t u a l l y i n d e p e n d e n t o f a z i m u t h a t a n g l e s o f a r r i va l a b ove 4 5 d e g r e e s . Th e m a x i m u m g a i n o f a s i n g l e l o o p a t t h e h o r i zo n i s 5 d B i , t h e s a m e a s t h a t o f a ve r t i c a l l y p o l a r i ze d w h i p . Th e ove r h e a d g a i n i s a l s o 5 d B i , m a k i n g t h e s i n g l e l o o p a n exc e l l e n t c h o i c e fo r s h o r t - r a n g e c o m m u n i c a t i o n s . ( Th e w h i p h a s a n u l l ove r h e a d , l i m i t i n g i t s u s e f u l n e s s fo r s h o r t r a n g e s . ) Th e s i g n a l f r o m t w o o r t h o g o n a l l o o p s ( 6 1 2 - 2 o r 6 2 5 L ) c a n b e c o m b i n e d t o p r ov i d e a p e r fe c t l y o m n i d i r e c t i o n a l p a t t e r n a t a l l a z i m u t h s ( s i n 2 q + c o s 2 q = 1 ) , w i t h a g a i n o f 2 d B i .
Beam FormingS i g n a l s f r o m m u l t i p l e l o o p s c a n b e c o m b i n e d i n p h a s e , o r “ b e a m fo r m e d , ” w i t h a r e s u l t i n g d i r e c t i o n a l p a t t e r n h a v i n g a m a x i m u m g a i n a t s o m e a n g l e b e l o w t h e ze n i t h . A d d i n g l o o p e l e m e n t s i n c r e a s e s g a i n a n d d i r e c t i o n a l i t y . B e a m fo r m i n g i s a c c o m p l i s h e d by b r i n g i n g t h e fe e d c a b l e s f r o m e a c h e l e m e n t i n a n a r r a y t o a d e l a y / c o m b i n e r u n i t , o r b e a m fo r m e r , l o c a t e d a t t h e a r r a y ’s p hys i c a l c e n t e r . I n u n i d i r e c t i o n a l b e a m fo r m i n g , s i g n a l s f r o m e a c h e l e m e n t a r e d e l a ye d by m e a n s o f a p p r o p r i a t e l e n g t h s o f c o a x i a l c a b l e , o r d e l a y l i n e s , t h e n s u m m e d i n a hy b r i d c o m b i n e r . I n b i d i r e c t i o n a l b e a m fo r m i n g , t h e s i g n a l s a r e s p l i t a n d fe d i n t o t w o s e p a r a t e s e t s o f d e l a y l i n e s , t h e n s u m m e d i n t w o s e p a r a t e c o m b i n e r s .
• E a s y t o i n s t a l l
• E a s y t o t r a n s p o r t
• C o m p a c t , l o w p r o f i l e
• C o n f i g u r a b l e f o r m a n y d i f f e r e n t a p p l i c a t i o n s
• I d e a l f o r s m a l l s i t e s
FEATURES
Model 612-1
6 1 2 - 6 2 5 - 0 6 - 1 0 - 1 0
Ampli f iersA m p l i f i e r s a r e o f t e n u s e d w i t h l o o p a r r a ys t o b o o s t t h e s i g n a l p r i o r t o i n s e r t i o n i n t o t h e c a b l e r u n . Th ey a r e g e n e r a l l y r e c o m m e n d e d w h e n a t t e n u a t i o n i s exc e s s i ve o w i n g t o l o n g r u n s o f fe e d e r o r i n a d e q u a t e r e c e i ve r s e n s i t i v i t y . A m p l i f i e r s fo l l o w t h e hy b r i d c o m b i n e r s a n d d e t e r m i n e t h e sys t e m n o i s e l eve l a t t h a t p o i n t .
Th e s t a n d a r d a m p l i f i e r u s e d by TC I i n l o o p a r r a ys h a s 2 3 d B o f g a i n ; o t h e r va l u e s a r e a va i l a b l e t o m e e t s p e c i f i c r e q u i r e m e n t s . D C p o w e r i s f u r n i s h e d t o t h e a m p l i f i e r t h r o u g h t h e R F c o a x . H i g h - p a s s f i l t e r s t o b l o c k i n t e r fe r e n c e f r o m M F s t a t i o n s o r l o w - p a s s f i l t e r s t o b l o c k T V a n d F M s i g n a l s c a n b e i n c o r p o r a t e d i n t o t h e a m p l i f i e r a s r e q u i r e d .
TC I u s e s t h e b e s t a m p l i f i e r s a va i l a b l e ; n eve r t h e l e s s , a m p l i f i e r s a r e s u s c e p t i b l e t o ove r l o a d , s o m e t i m e s g e n e r a t e i n t e r m o d u l a t i o n p r o d u c t s , a n d a l w a ys a d d t o sys t e m n o i s e . U n l e s s a m p l i f i e r s a r e r e q u i r e d , c o nve r s i o n t o a p a s s i ve sys t e m m a y b e a d v i s a b l e .
Large Arrays of LoopsM u l t i p l e s m a l l a r r a ys a r e o f t e n c o m b i n e d i n r o s e t t e c o n f i g u r a t i o n s . O n e c o m m o n r o s e t t e c o n s i s t s o f fo u r b i d i r e c t i o n a l a r m s ex t e n d i n g f r o m a c o m m o n c e n t e r , w i t h e a c h a r m c o n s i s t i n g o f e i g h t l o o p s . Th i s 4 - a r m , 3 2 - l o o p c o n f i g u r a t i o n c a n p r o d u c e e i g h t b e a m s , o n e fo r e a c h 4 5 d e g r e e s o f a z i m u t h . S o m e a r r a ys u s e o n l y fo u r e l e m e n t s p e r a r m ; o t h e r s fo r l o n g - r a n g e a p p l i c a t i o n s u s e a s m a ny a s s i x t e e n fo r h i g h d i r e c t i o n a l g a i n a t l o w a n g l e s o f a r r i va l .
D e s i g n N o t e s
Th e fo l l o w i n g d e s i g n n o t e s s h o u l d b e c o n s i d e r e d i n p l a n n i n g a l o o p a r r a y :
Th e b e s t f r o n t - t o - b a c k r a t i o i s a c h i eve d by m a k i n g t h e a r r a y o n e - h a l f w a ve l e n g t h l o n g a t i t s l o w e s t f r e q u e n c y .
E l e m e n t s p a c i n g s h o u l d n o t exc e e d o n e - h a l f w a ve l e n g t h a t t h e h i g h e s t f r e q u e n c y t o p r eve n t g r a t i n g l o b e s i n t h e p a t t e r n .
Th e g a i n o f a n e n d - f i r e a r r a y i n c r e a s e s w i t h t h e s q u a r e r o o t o f i t s e l e c t r i c a l l e n g t h ; ove r a r a n g e o f 2 t o 3 2 M H z t h e a r r a y g a i n i n c r e a s e s by a fa c t o r o f fo u r ( 6 d B ) .
A m p l i f i e r s a d d sys t e m n o i s e ( 3 . 8 d B fo r t h e 2 3 d B u n i t ) .
Model 612Th e M o d e l 6 1 2 , w i t h a n o m i n a l d i a m e t e r o f t w o m e t e r s , i s t h e s m a l l e s t e l e m e n t i n t h e TC I fa m i l y o f l o o p a n t e n n a s . Th e 6 1 2 l o o p s t a n d s a b o u t 7 fe e t ( 2 . 2 m ) t a l l , d e p e n d i n g o n m o u n t i n g t y p e . M o d e l 6 1 2 l o o p s fo r t e m p o r a r y o r t r a n s p o r t a b l e a p p l i c a t i o n s a r e m o u n t e d o n s t e e l t r i p o d s ; fo r p e r m a n e n t o r h i g h w i n d / i c e a p p l i c a t i o n s , t h ey a r e m o u n t e d o n a l u m i n u m p o s t s b o l t e d t o c o n c r e t e p a d s .
Model 625 and Model 625LM o d e l 6 2 5 l o o p s h a ve a n o m i n a l d i a m e t e r o f t h r e e m e t e r s a n d a r e a r r a ye d i n t h e s a m e m a n n e r a s 6 1 2 l o o p s . Th e 6 2 5 e l e m e n t s a r e u s e d w h e r e t h e i r l o w e r n o i s e f i g u r e i s a d va n t a g e o u s , i e , a t q u i e t s i t e s a w a y f r o m u r b a n a r e a s ( s e e N o i s e F i g u r e Ta b l e ) .
Th e M o d e l 6 2 5 L i s a p a i r o f o r t h o g o n a l l o o p s m o u n t e d o n a c o m m o n a x i s . W i t h a d i a m e t e r o f 3 . 6 6 m e t e r s , t h e 6 2 5 h a s t h e l a r g e s t a p e r t u r e o f t h e TC I l o o p s . I n d i v i d u a l o u t p u t s f r o m e a c h l o o p p r ov i d e b i d i r e c t i o n a l s i g n a l s ; o u t p u t s c a n a l s o b e c o m b i n e d t o p r ov i d e o m n i d i r e c t i o n a l c ove r a g e .
Radiation Patternfor Model 612-1 and 625-1
(directive gain in dBi)
Plan and Elevation ViewModel 625 L
Specifications shown in tables
Plan and Elevation ViewModel 612-1 one element only
Model 612-2 both elements
Power Supply Mult icoupler Unit (PSM)A c o m b i n a t i o n p o w e r s u p p l y a n d H F m u l t i c o u p l e r u n i t ( PS M ) i s n o r m a l l y m o u n t e d i n a r a c k i n t h e r e c e i ve r b u i l d i n g . Th e PS M s u p p l i e s D C fo r t h e a r r a y p r e a m p s v i a t h e u s e r ’s R F c o a x . Th e PS M a l s o “ p i c k s o f f ” t h e R F f r o m t h e c o a x a n d d i s t r i b u t e s i t t o t h e s t a t i o n ’s r e c e i ve r s v i a a n u m b e r o f B N C c o n n e c t o r s ( u s u a l l y fo u r ) o n t h e b a c k o f t h e u n i t . S ys t e m s w i t h o u t a m p l i f i e r s n o r m a l l y r e t a i n t h e PS M c h a s s i s a s a c e n t r a l s o u r c e fo r t h e a r r a y ’s R F o u t p u t , w h i c h m a y i n c l u d e p o w e r s p l i t t e r s t o fe e d m u l t i p l e r e c e i ve r s .
Model Numbering SystemLo o p e l e m e n t s c a n b e a r r a ye d i n m a ny c o n f i g u r a t i o n s . TC I n o m e n c l a t u r e d e s c r i b e s t h e m a s fo l l o w s :
1 s t t e r m : n u m b e r o f a r m s i n t h e a r r a y
2 n d t e r m : e l e m e n t t y p e , 6 1 2 o r 6 2 5
3 r d t e r m : n u m b e r o f l o o p e l e m e n t s i n e a c h a r m
4 t h t e r m : s p a c i n g b e t w e e n e l e m e n t s , i n m e t e r s
5 t h t e r m : o p e r a t i o n m o d e o f t h e e l e m e n t ( U , u n i d i r e c t i o n a l , o r B , b i d i r e c t i o n a l )
Th u s , a n a r r a y o f fo u r b i d i r e c t i o n a l a r m s , e a c h h a v i n g e i g h t e l e m e n t s s p a c e d fo u r m e t e r s a p a r t w o u l d b e d e s i g n a t e d a s a M o d e l 4 - 6 1 2 - 8 - 4 - B . Th i s i s t h e 8 - d i r e c t i o n r o s e t t e d e s c r i b e d a b ove i n “ La r g e A r r a ys o f Lo o p s . ”
TC I I n t e r n a t i o n a l , I n c . | 3 5 4 1 G a t e w a y B l v d . | F r e m o n t , C A 9 4 5 3 8 | + 1 . 5 1 0 . 6 8 7 . 6 1 0 0 | w w w . t c i b r . c o m
SPECIFICATIONS
Power Supply Multicoupler UnitFrequency Range: 2–32 MHz
RF Impedance: 50Ω
VSWR: 1.2:1 maximum
Connection located on rear panel: BNC–jacks
Power Requirements: 115/220 V, 1.3/0.7 A, 50–60 Hz, single phase
TCI Model 612-1Composed of a single loop w/amplifier and power supply. Multicoupled outputs available, optionally.
Frequency: 2–32 MHz
Directive Gain: 5 dBi
TCI Model 612-2Composed of two single loops disposed orthogonally and fed either individually or with a hybrid combiner to form an omni azimuthal pattern. (Supplied with 1 amplifier and 1 power supply.) Multicoupled outputs available, optionally.
Frequency: 2–32 MHz
Directive Gain: 5 dBi when fed individually 2 dBi when fed with hybrid combiner.