八木天线的原理和制作概要

八木天线的原理和制作概要
八木天线的原理和制作概要

八木天線的原理和製作

八木天线(YaGi Antenna)也叫引向天线或波导天线,因为八木秀次(YaGi)教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理,所以叫做八木天线,它是由HF,到VHF,UHF波段中最

常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子(Driver Element)和若干无源振子组成,所有振子都平行装制在同一平面上,其中心通常用一铅通(也可用非金属──木方)固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线(Dipole),商品八木天线──尤其是用在电视接收时,则多用折合式半段偶极天线做有源振子,好处是阻抗较高,匹配容易频率亦较宽阔,适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业余条件下,制作较难,而宽带带亦会引入较大噪音,因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至于无源振子根据它的功能可以分为反射器(Reflector)和导向器(Director)两种。通常反射器的长度比有源振子长4~5%,而导向器可以有多个,第1~4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端,都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接,但在有源振子作用下,两者都会产生感应电压表,电流,其幅度各相位则与无源振子间的距离有关,亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时,电源走过的途径距离也不同,就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时,呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度,和它与有源振子的距离,便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消,而在有源振子前方上相加。同样,适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离,可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波,在加入反射器和导向器后,将沿着导各器的方向形成较强的电磁场,亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同,间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线,特点是天线的主办窄,方向系数大,整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同,间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线,特点是天线的主瓣较宽,方向系数较少,工作频带内增益不均匀(但在UHF以上波段并不明显),但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理,则可以显著地压缩副瓣,又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。

浅谈八木天线设计

八木天线的设计主要是根据增益要求选定天线单元数后,确定各单元的长度及单元之间的距离

等参数。

一、引向器的间距选择

引向器间距的选择有两种方案:一种是引向器间距不相等,随着引向器数量序号的增加,相邻引向器的间距加大;另一种是引向器间距相等。前一种方案调整麻烦,后一种方案调整简便,因此一般都采用等间距方案。引向器间距一般在0.15-0.4波长范围内选择。间距较大时,方向图主瓣较窄,输入阻抗的频率响应较平稳,但副瓣较大;间距选得小时,副瓣较低,抗干扰性能较好,但是增益和方向性差些。若考虑前者,间距可取0.3波长;若考虑后者,间距可取小于0.2波长。不管什么情况下,第一根引向器振子与有源振子之间的距离应取得更小一些,

一般取(0.6-0.7)其他引向器间距。

二、反射器与有源振子的间距选择

反射器于有源振子之间的距离一般去0.15-0.23波长。此间距主要影响八木天线的前后场强比和输入阻抗。当间距在0.15-0.17波长时,前后比较高,但天线的输入阻抗小(约15-20欧);当间距为0.2-0.23波长时,前后比较低,但天线输入阻抗大(约50-60欧),易与同

轴电缆匹配。

三、引向器长度的选择

引向器长度的选择有两种方案。一种是各引向器等长度,约取0.38-0.44波长。这种方案优点是加工和调整较为容易,但频带较窄。另一种是,各引向器长度随序号增加有长到短渐变。先取第一根引向器长度为0.46波长,以后的引向器长度则按2-3%的缩短系数递减。这种方案的优点在于频带稍宽,但调试、加工麻烦。实用中都采用第一种方案。

四、反射器长度的选择

反射器长度一般选在0.5-0.55波长之间。其长度不能短于设计最低频率相应的1/2波长。

五、无源振子半径的确定

无源振子的半径是根据八木天线通频带要求来确定的。通常振子半径选在1/(500-80)波

长。

六、有源振子的结构和尺寸

有源振子可选单根半波振子或折合振子,一般长度取0.475波长。振子越粗,长度应短一些。

七、增益和主瓣宽度估算

增益≈10*(天线长度/波长

主瓣宽度≈55* 平方根(天线波长/长度

下面先介绍一下各振子长度的计算方法。

1.反射振子长度取0.52λ。(λ是波长)

2.馈电振子长度取0.95λ/2;馈电振子宽度取0.03λ;馈电振子接线开口宽度一般取

2.5cm。

3.引向振子长度取0.4λ(10单元以上的,最远端的3~4个引向振子长度取0.2~0.3λ)。

各振子间的间距。

1.第一根引向振子与馈电振子的间距为0.1λ。

2.第二根引向振子与第一根引向振子的间距为0.12λ。

3.第三根引向振子与第二根引向振子的间距为0.13λ。

4.第四根引向振子与第三根引向振子的间距为0.15λ。

5.第五根引向振子与第四根引向振子的间距为0.16λ。

6.第六根引向振子与第五根引向振子的间距为0.2λ。

7.第七根引向振子与第六根引向振子的间距为0.3λ。

8.其于的引向振子间的间距0.325λ。

9.反射振子与馈电振子的间距为0.15λ。

加工与安装注意事项

材料的选用:

a. 频率在400MHz以下的振子选用φ8~12的铜管或铝管。

b. 频率在400MHz以上的振子选用φ3~6的铜管或铝管。

c。天线横杆和支架可选用金属管或其他材材。

加工方法:

a. 馈电振子选用φ8~12mm铜管或铝管的可以采用热加工方法按设计的形状和尺寸把金属管内装满比较细的干沙子(注意要装实),加热后弯制成型,然后将沙子倒出既可,馈电振子选用φ3~6mm铜管或铝管的可以采用冷加工方法按设计的形状和尺寸用弯管器弯制成型。

b. 反射振子和引向振子分别焊接在天线横杆上,也可用螺丝钉固定,(注意所有振子一定要

在一个平面上和天线横杆垂直,馈电振子要和天线横杆绝缘)

安装和注意事项:

用于接收电视信号,振子和地面平行安装。用于接收调频广播信号或用于业余电台的发射和接

收时振子和地面要垂直安装。

支架的安装一定要稳固抗风,同时要注意防雷电,如果支架是金属管的可在金属管上直接安装一个比天线高1.5m的金属杆,做避雷针,注意支架必须接地可靠。

馈线的连接:

连接馈电振子的馈线可用300Ω扁馈线直接连接,如果用75Ω或50Ω同轴馈线,须加阻抗变换器。

八木天线的原理和制作

八木天线的原理和製作Post By:2008-12-11 22:00:11 八木天线(YaGi Antenna)也叫引向天线或波导天线,因为八木秀次(YaGi)教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理,所以叫做八木天线,它是由HF,到VHF,UHF波段中最常用的方向性天线。 八木天线是由一个有源激励振子(Driver Element)和若干无源振子组成,所有振子都平行装製在同一平面上,其中心通常用一铅通(也可用非金属──木方)固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线(Dipole),商品八木天线──尤其是用在电视接收时,则多用折合式半段偶极天线做有源振子,好处是阻抗较高,匹配容易频率亦较宽阔,适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业餘条件下,製作较难,而宽频带亦会引入较大噪音,因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至於无源振子根据它的功能可以分为反射器(Reflector)和导向器(Director)两种。通常反射器的长度比有源振子长4~5%,而导向器可以有多个,第1~4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。 由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端,都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接,但在有源振子作用下,两者都会產生感应电压表,电流,其幅度各相位则与无源振子间的距离有关,亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时,电源走过的途径距离也不同,就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时,呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度,和它与有源振子的距离,便可使反射器和有源振子產生的电磁场在反射器后方相互抵消,而在有源振子前方上相加。同样,适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离,可以使导向器和有源振子在主方向上產生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波,在加入反射器和导向器后,将沿著导各器的方向形成较强的电磁场,亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同,间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线,特点是天线的主办窄,方向系数大,整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同,间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线,特点是天线的主瓣较宽,方向系数较少,工作频带内增益不均匀(但在UHF以上波段并不明显),但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理,则可以显著地压缩副瓣,又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。

2.4G八木天线的制作方法

2.4G八木天线的制作方法 好长时间没有上来更新了。一则单位事儿多,没空;二则,自己心情也不太好,没兴致。上周查单子时突然发现家里的ADSL快到期了,想想邻居家里的AD是2M的,自己用不了怪可惜的,不如我跟他合用,但是距离太原,无法拉网线,从网上得知可以用无线路由器及无线网卡组件无线局域网,时间长距离的无线传输,于是在网上查找资料,研究可行性。网上这方面的资料还真不少,但是国内的资料大部分都是照抄国外的,于是直接上国外网站查找,国外无线电爱好者对于2.4G的网络研究比国内要早好多年,因此各种数据比较准确,图纸资料也比较全。2.4G的定向天线有很多种:罐头盒式,反射板式,八木天线,卫星天线,裂隙天线,螺旋天线,以及厨房用具的简单天线。根据天线的制作难易程度以及取材方面考虑,罐头盒式和反射式太简单,厨房用具的那些玩玩倒可以不实用,螺旋天线还要分左旋和右旋,卫星天线和裂隙天线太专业,手工制作不现实。最后决定制作八木天线,虽然要求精度也很高,制作精度要求不低于0.1MM,但是取材和工艺还是能满足的。 第一步选材;根据图纸计算材料,1根12MM的有机玻璃棒,市场上没有12.7MM的,这个尺寸没有问题。直径3.3的铜棒,宽4MM厚1MM的铜条,50欧--5的电缆,虽然比不上--7的电缆,但是只需要1米,效果还是能保证的。由于没有3.3的规格的铜棒,只好用3.2的铜焊条挂上一层焊锡,尺寸比较接近了。 第二步钻孔:给有机玻璃棒上钻15个孔,根据图纸用游标卡尺在有机玻璃棒上画好线,标注好孔位置,这一步很关键,孔的位置将直接影响到后续的工艺精度,钻孔时也要注意,要用台钻,一气呵成,保证所有孔在一条直线上,孔的间距要满足尺寸要求,并且孔的垂直度要保证,否则装上振子后就会发现振子不在一个平面上了。钻头用3.2MM的。 第三步制作振子:根据图纸用钢锯将振子裁好,注意尺寸稍微留长一点,然后用锉刀和砂轮将振子长度调整到标准尺寸,要求精度不小于0.1MM。主振子用铜条打磨弯形挂锡,焊上电缆待用。 第四步安装振子:由于孔是3.2MM多一点的,振子也是3.2MM多一点,因此有些振子安装上后会发现松动,无法固定在孔内,这是可以将振子上再挂点锡,用锉刀修磨到能紧配安装。主振子安装时要求距离第一个振子的位置要固定,上下位置也要固定,但是还不用用任何金属材料来固定,我是用短有机玻璃棒根据振子尺寸锯上缺口,使主振子卡在两个振子之间。 第五步装外壳:根据天线的尺寸使用相应的PVC管将之套入,两头用PVC堵头封住,电缆孔用密封胶封住。 到此为止,一个2.4G的八木天线算是大功告成,据说增益能达到15dbi,剩下的事儿就是用设备调试了。 因为还没有相中合适的设备,所以实验还要过几天做。先把部分照片放上,完全是个人爱好,不正之处欢迎拍砖。 材料

八木天线的原理和制作

八木天線的原理和製作 八木天线(YaGi Antenna)也叫引向天线或波导天线,因为八木秀次(YaGi)教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理,所以叫做八木天线,它是由HF,到VHF,UHF波段中最常用的方向性天线。 八木天线是由一个有源激励振子(Driver Element)和若干无源振子组成,所有振子都平行装制在同一平面上,其中心通常用一铅通(也可用非金属──木方)固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线(Dipole),商品八木天线──尤其是用在电视接收时,则多用折合式半段偶极天线做有源振子,好处是阻抗较高,匹配容易频率亦较宽阔,适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业余条件下,制作较难,而宽带带亦会引入较大噪音,因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至于无源振子根据它的功能可以分为反射器(Reflector)和导向器(Director)两种。通常反射器的长度比有源振子长4~5%,而导向器可以有多个,第1~4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。 由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端,都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接,但在有源振子作用下,两者都会产生感应电压表,电流,其幅度各相位则与无源振子间的距离有关,亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时,电源走过的途径距离也不同,就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时,呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度,和它与有源振子的距离,便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消,而在有源振子前方上相加。同样,适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离,可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波,在加入反射器和导向器后,将沿着导各器的方向形成较强的电磁场,亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同,间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线,特点是天线的主办窄,方向系数大,整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同,间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线,特点是天线的主瓣较宽,方向系数较少,工作频带内增益不均匀(但在UHF以上波段并不明显),但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理,则可以显著地压缩副瓣,又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。

2.4G 天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试)

本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况,并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。为了使性能最佳,PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。 1、简介 天线是无线系统中的关键组件,它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。为低成本、消费广的应用设计天线,并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。 对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统,它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序,并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。

图1.典型的近距离无线系统 设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。从无线模块发送的能量越大,在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下,传输的距离也越大。另外,天线还有其他不太明显的优点,例如:在某个给定的范围内,设计优良的天线能够发射更多的能量,从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。同样,接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。 最佳天线可以降低PER,并提高通信质量。PER越低,发生重新传输的次数也越少,从而可以节省电池电量。 2、天线原理 天线一般指的是裸露在空间内的导体。该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时,它可作为天线使用。因为提供给天线的电能被发射到空间内,所以该条件被称为“谐振”。 图2. 偶极天线基础 如图2所示,导体的波长为λ/2,其中λ为电信号的波长。信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。按照这个长度,将在整个导线上形成电压和电流驻波,如图2所示。 输入到天线的电能被转换为电磁辐射,并以相应的频率辐射到空中。该天线由天线馈电供电,馈电的特性阻抗为50Ω,并且辐射到特性阻抗为377Ω的空间中。

2.4G_各式各样WiFi天线的DIY试验

2.4G WiFi 天线的DIY试验 初学者型奶粉罐天线 一、选型 先上网收集天线资料,看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门!有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。经过再三筛选,最终把制作目标锁定在罐头天线上。选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高!十分适合初学者制作。 二、制作 圆筒天线之所以取材方便,是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。笔者就是随便拿了一个奶粉罐制作的。 下面是参照外国WIFI网站的图片而画的制作图。 各数据如下: 中心频点=2.445G 圆筒直径=127mm 圆筒长度=111mm 振子长度=31mm 振子距圆筒底部边距=37mm 从图片可以看出,馈线的屏蔽网连接金属圆筒,信号通过圆筒反射到振子上,当然振子就是馈线的芯线了,芯线与金属筒是绝缘的,这点必须注意! 在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时,笔者加入了自己的想法:很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座,然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头,用于连接。但笔者觉得虽然该方法对使用十分方便,但同时也对信号造成了损耗(估计1-2DBI),尤其在2.4G 的频段更加明显!因此,mr7决定把屏蔽网直接焊在圆筒上(焊接前先把外壳打磨光滑),而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。这样一来把损耗减到最低。有点专线专用的味

道了! 建议大家最好在焊接前找根直径稍比馈线粗一点的小铜管和热缩套管,先把铜管套在馈线上,然后跟屏蔽网一起焊牢在金属圆筒的外壳上,然后用热风筒把热缩套管来回吹多次,把馈线固定在铜管上,这样一来可以很好的减低由于调节天线时给馈线和振子带来的影响!

调频信号八木天线制作

八木五单元FM天线的制作 发表日期:2003年12月21日出处:调频发烧作者:甘铭晓【编辑录入:飞奔】 天线是接收机捕捉信号的工具,用于远程调频广播接收的天线大部分采用八木(YAGI)天线,八木天线的单元数接影响了接收范围,单元数越多,则方向越尖锐,增益越高,直距离越远. 中国的调频广播频段为87.5-108MHZ,而电视五频道的中心频率为88MHZ,所以五频道天线基本适合于远程调频广播接收.爱好者可购五频道电视天线代用,要求高的爱好者可将五频道电视天线稍加改后用.我建议用五单元的好,它具有较高的增益,且体积不大.普通的五频道五单元八木天线才十多元,购后改动最合算. 以下我介绍我使用天线的一些处理方法: 1.天线的匹配问题,一般天线的输出为300欧,而电缆多为75欧,阻抗不同就得进行匹配,否则高频信号是很难传输的.天线匹配器多为变压器式和U型半波环式,变压器式匹配器制作较复杂,线和磁环的选取直接影响匹配系数.而U型半波环式只需一段75欧的电缆就可以了.我应用时觉得U型半波环式好些. 2.天线的调试问题,安装好天线后并不是就有立杆见影的效果,需进行调试后才有不可思义的效果.首先要确定要接收电台的方向(因为天线为定向天线),将天线引子的方向对准电台方向.用接收机试收电台,然后找相应方向的一个最弱的信号调节天线的高度,找一个信号最强的位置后将天线定住. 3.使用天线放大器应注意的问题,目前市场上的天线放大器多为两个9018组合的,由于9018的工作噪声较大,要"发烧"最好将9018改用C3358或C3355低噪管.若使用放大器时在多个频点上出现不明的数码声(音频脉冲)干扰其它电台的信号,这是传呼发射台的谐波再生造成的,是由于天线放大器的滤波器问题,最好在输入端加一个BPF(88-108MHZ滤波器),可从旧的调频收音机上拆(形状如电视6.5MHZ滤波器).亦可在第一级放大器的耦合电容前对地加一个5-45P的电容. 4.天线与电缆的接头应注意防锈,天线一般架设在天台,日晒风吹后天线接口很易生锈,这样会影响信号的传输和天线的匹配,使接收效果变差.若有天线放大器的天线极易使放大器自激,最好在天线安装时将接口涂上防锈漆. 5.电缆安装时尽量拉直不要卷在一起,引入屋后最好在刚入屋处安个插座,打雷时可很快拔下. 6.天线架设时应注意防雷,高层建筑一般都有避雷针,避雷范围是以针尖为原点与针成45度角的伞形空间,天线应在此空间内才安全. 7.天线的保养,由于天线受风吹,日晒,雨淋后很快会被氧化,有时间可一年将天线洗一次,我是一年换一付天线的.电缆的所有接口一样要用95%的酒精清洗. 8.天线的反射器,振子和引向器不能和支架导通,要用塑料隔开! 9.大部分收音头是300欧输入的,可以将收音头里的300-75欧的匹配器断开成75欧接口. 一个调频接收系统并不是有了好天线,高级电缆就有很好的接收效果.而是要在天线,电缆和接收机相互配合下才可能的.就如我们音响发烧一样,音源,功放,线材,音箱相互搭配好才有好的效果一样.我们选择接收机时应注意,目前市场上的很多收音机都不适宜进行远程调频接收,普通的微型收音机主要是设计为了能收本地和邻近电台,它在调谐的工艺上花较少的工夫,邻频处理不好,它主要花在外形设计上.普通的收音头我认为手调的要比数调的好,目前国产的普通数调收音头主要设计在它的功能上,而不是求它的高灵敏度,手调收音机是我国民族工业的成熟产品,显然普通手调收音头比数调的好.但一些国产的数调机还是不错的,已可和一些进口产品比美了.在我的使用中发现汽车调频接收机相当好,不论是手调的还是数调的,它的灵敏度和邻频处理都很好,中强度信号在0.2MHZ完全可分离,主要它是用了一体化调谐器,一体调谐器不象普通调谐一样与中放和立体声解调设计在同一块板上,而是由专业厂家另外生产的,它不论工艺还是技术都是较好的.使用WALKMEN时,我认为手调的比数调的好,比如松下,爱华,索尼的收音功

微波课设八木天线设计

微波课设八木天线设计文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

课设报告 课程名称:微波技术与天线 课设题目:八木天线的仿真设计 课设地点:电机馆跨越机房 专业班级:信息1002班 学号: 学生姓名: 指导教师: 2013/6/27 目录 1、设计摘要 2、设计原理 3、八木天线参数选择及设计要求 4、八木天线的HFSS10仿真 (1)建立模型 (2)确认设计 (3) S参数(反射参数) (4)2D辐射远区场方向图 (5)3D Polar 5、仿真结果分析 6、实验中的问题 7、心得体会

一、设计摘要 八木天线又称引向天线,它由一个有源振子及若干无源振子组成的线形端射天线。其结构示意图如下,在无源振子中较长的一个为反射器,其余的均为引向器,它被广泛应用于米波、分米波波段的通信、雷达、电视、及其它无线电系统中。 六元八木天线示意图 八木天线中,有源振子可以是半波振子,也可以是折合振子一般常用折合振子,以提高八木天线的输入阻抗,以便和馈电线匹配。主要作用是提高辐射能量。无源振子是若干孤立的金属杆,它与馈线和有源振子不直接相连,作用是使辐射的能量集中到天线的端向。 二、设计原理: 八木天线的工作原理是:有源振子被馈电后,向空间辐射电磁波,使无源振子中的产生感应电流,从而也产生辐射。改变无源振子的长度及其与有源振子之间的距离,无源振子上的感应电流的幅度和相位也随着改变,从而影响有源振子的方向图。若无源振子与有源振子之间的距离小于λ/4,无源振子比有源振子短时,整个电磁波能量将在无源振子方向增强;无源振子比有源振子长时,将在无源振子方向减弱。比有源振子稍长一点的称反射器,它在有源振子的一侧,起着消弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用;比有源振子略短的称引向器,它位于有源振子的另一侧,它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。通常反射器的长度比有源振子长4%~5%,而引向器可以有多个,第1~4个引向器的长度通常比有源振子顺序递减2%~5%。 本设计就是基于八木天线的基本理论的基础上,设计一个六元八木天线。三、八木天线参数选择及设计要求

八木天线470MHZ

一、设计说明:作为电磁换能元件,天线在整个无线电通信系统中位置十分重要,质量好坏直接影响着收发信距离的远近和通联效果,可以说没有了天线也就没有了无线电通信。作为一款经典的定向天线,八木天线在HF、VHF以及UHF波段应用十分广泛,它全称为“八木/宇田天线”,英文名Y AGI,是由上世纪二十年代日本东北帝国大学的电机工程学教授八木秀次,在与他的学生宇田新太郎研究短波束时发明的。相对于基本的半波对称振子或者折合振子天线,八木天线增益高、方向性强、抗干扰、作用距离远,并且构造简单、材料易得、价格低廉、挡风面小、轻巧牢固、架设方便。通常八木天线由一个激励振子(也称主振子)、一个反射振子(又称反射器)和若干个引向振子(又称引向器)组成,相比之下反射器最长,位于紧邻主振子的一侧,引向器都较短,并悉数位于主振子的另一侧,全部振子加起来的数目即为天线的单元数,譬如一副五单元的八木天线就包括一个主振子、一个反射器和三个引向器,结构如图1所示。主振子直接与馈电系统相连,属于有源振子,反射器和引向器都属无源振子,所有振子均处于同一个平面内,并按照一定间距平行固定在一根横贯各振子中心的金属横梁上。 二、系统规划传输方式:单向传输节目源:本系统电视节目包括无线电视和自办节目(一套)等。无线电视无线电视无线电视无线电视::::通过八木天线接收到的信号送到电视机,收看电视机节目。示意图如下(图一): 三、技术参数天线的性能直接影响电视机收看电视节目的质量重要因素,主要的技术参数有输入阻抗、工作频率、天线增益及方向性等。A.输入阻抗在谐振状态,天线如同一只电阻接在馈线端。常用馈线阻抗为50 ,如果天线输入阻抗也是50 ,那就达到了“匹配”,就能将天上的信号全部接收下来,所以在制作天线的时候一定要注意阻抗匹配的问题。二分之一波长偶极天线的输入阻抗约为67 ,二分之一波长折合振子的输入阻抗则高于前者4倍,当加了引向器、反射器后,阻抗关系就变得复杂起来了,总的来说八木比仅有基本振子的阻抗要低很多,且八木各单元间距大则阻抗高,反之阻抗变低,同时天线效率降低。有资料介绍,引向器与主振子间距0.15波长时阻抗最低,0.2-0.25时阻抗高,效率提高。这

(整理)天线原理与设计习题集解答_第8_11章.

第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方 法。 答:把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分: ①. 天线的内部问题; ②. 天线的外部问题; 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时,通常把条件理想化,然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有: 辅助源法、矢量法,这两种是严格的求解方法; 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法,这些都是近似方法。 (8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答:在均匀的媒质中,几何光学假设能量沿着射线传播,而且传播的波前(等相位面)处处垂直于射线,同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中,射线为直线,当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时,便发生反射和折射,而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度: 在任何两个给定的波前之间,沿所有射线路径的光程长度必须相等,这就是光程定律。''PdA P dA = 应用: ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统,求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时,天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统,口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解:惠更斯元产生的场: (1cos )2SP j r S SP jE dE e r βθλ-?= ?+?? 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)

天线原理与设计习题集

天线原理与设计习题集 第一章 天线的方向图 1.如图1为一元天线,电流矩为Idz ,其矢量磁位表 示为A r j 0r 4Idz ?βπμ?=e z A ,试求解元天线的远区辐射电磁场。 ?θH E ,2.已知球面波函数r e r j /βψ?=,试证其满足波动方程: 022=+?ψβψ 3.如图2所示为两副长度为λ=A 2的对称线天线,其上的电流分别为均匀分布和三角形分布,试采用元天线辐射场的叠加原理,导出两天线的远区辐射场,方向图函数?θH E ,),(?θf 和归一化方向图函数),(?θF ,并分别画出它们在yoz 平面和xoy 平面内的方向图的示意图。 4.有一对称振子长度为,其上电流分布为:A 2|)|(sin )(z I z I m ?=A β试导出: (1) 远区辐射场; ?θH E ,(2) 方向图函数),(?θf ; (3) 半波天线(2/2λ=A )的归一化方向图函数),(?θF ,并分别画出其E 面 和H 面内的方向图示意图。 (4) 若对称振子沿y 轴放置,导出其远区场表达式和E 面、H 面方向图 函数。 H E , 5.有一长度为2/λ=A 的直导线,其上电流分布为,试求该天线的 方向图函数z j e I z I β?=0)(),(?θF ,并画出其极坐标图。 6.利用方向性系数的计算公式: ∫∫ = ππ ? θθ?θπ 20 2 sin ),(4d d F D 计算:(1) 元天线的方向性系数; (2) 归一化方向图函数为 ???≤≤≤≤=其它,0 0,2/,csc ),(0 0??πθθθ?θF 的天线方向性系数。

(3) 归一化方向图函数为: ?? ?≤≤≤≤=其它,0 20,2/0,cos ),(π ?πθθ?θn F n=1和2时的天线方向性系数。 7.如图3所示为二元半波振子阵,两单元的馈电电流关系为/212j I I e π=,要求导出二元阵的方向图函数),(?θT f ,并画出E 面(yz 平面)和H 面(xy 平面)方向图。 8.有三付对称半波振子平行排列在一直线上,相邻振子 间距为d ,如图4所示。 (1) 若各振子上的电流幅度相等,相位分别为 ββ,0,?时,求xy 面、yz 面和H 面方向图函数。 (2) 若4/λ=d ,各振子电流幅度关系为1:2:1,相位 关系为2/,0,2/ππ?时,试画出三元阵的E 面和H 面方向图。 9. 由四个元天线组成的方阵,其排列如图5所示。每个单元到阵中心的距离为8/3λ,各单元的馈电幅度相等,单元1和2同相,单元3和4同相但与1和2反相。试导出该四元阵的方向图函数及阵因子,并草绘该阵列xoy 平面内的方向图。 10. 设地面为无限大理想导电平面。图6所示为由等幅同相馈电的半波振子组成的水平和垂直二元阵,试求其 E 面方向图函数,要求: (1) 对图(a)求出xz 面和yz 面方向图函数,并画出xz 面的方向图; (2) 对图(b) 求出xz 面、yz 面 和xy 面方向图函数,并画出这三个面内的方向图;。 11.一半波对称振子水平架设在理想导电平面上,架设高度为。试分别画出h 0.25,0.5h λλ=两种情况下的E 面和H 面方向图,并比较所得结果。 12.由长为4/λ=A 的单极天线组成的八元天线阵如图7所示,各单元垂直于地

八木天线的原理和制作tm

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八木天线的原理和制作 八木天线(YaGi Antenna)也叫引向天线或波导天线,因为八木秀次(YaGi)教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理,所以叫做八木天线,它是由HF,到VHF,UHF波段中最常用的方向性天线。 八木天线是由一个有源激励振子(Driver Element)和若干无源振子组成,所有振子都平行装制在同一平面上,其中心通常用一铅通(也可用非金属──木方)固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线(Dipole),商品八木天线──尤其是用在电视接收时,则多用折合式半段偶极天线做有源振子,好处是阻抗较高,匹配容易频率亦较宽阔,适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业余条件下,制作较难,而宽带带亦会引入较大噪音,因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至于无源振子根据它的功能可以分为反射器(Reflecto r)和导向器(Director)两种。通常反射器的长度比有源振子长4~5%,而导向器可以有多个,第1~4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。 由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端,都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接,但在有源振子作用下,两者都会产生感应电压表,电流,其幅度各相位则与无源振子间的距离有关,亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时,电源走过的途径距离也不同,就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时,呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度,和它与有源振子的距离,便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消,而在有源振子前方上相加。同样,适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离,可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波,在加入反射器和导向器后,将沿着导各器的方向形成较强的电磁场,亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同,间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线,特点是天线的主办窄,方向系数大,整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同,间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线,特点是天线的主瓣较宽,方向系数较少,工作频带内增益不均匀(但在UHF以上波段并不明显),但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理,则可以显着地压缩副瓣,又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。

八木天线制作教程

八木天线制作教程 八木天线是一种引向天线,由一个有源振子和多个无源振子放臵在同一平面上,并且垂直于连接它们中心的金属杆。一般一个无源振子为反射器,其余的无源振子为引向器。因为金属杆通过振子上的压波节点,并垂直于天线,所以,金属杆对天线的近场影响很小。而有源振子必须与金属杆绝缘。 通过下表的数据可以看到,八木天线的增益高于垂直天线及偶极天线。(摘自《天线与电波传播》,北方交通大学徐坤生、蒋忠涌编著) 天线形式反射器数引向器数有源振子数方向性系数 偶极0010dB 二单元八木1013~4.5dB 二单元八木0013~4.5dB 三单元八木1116~8dB 四单元八木1217~10dB 五单元八木1319~11dB 从上表上可知,八木天线的单元越多,方向性越强。但是单元的增加不与方向性成正比。单元过多时,导致工作频带变窄,整个天线尺寸也将偏大。 在短波波段,波长较长,自制八木天线比较困难,在超短波波段(V/U),因波长短,可以比较方便的自制低成本的八木天线。 八木天线的数学计算复杂,不过很多工程或理论书籍都给出它的尺寸,只要依照这些数据,就可以自制出一副不错的YAGI!五单元八木天线的尺寸如图1

如果自制四单元八木天线,只要不安装引向器D就可以,天线也会显得小巧一点。如果想做成七单元,在上图的基础上加两个引向器单元,长度分别是半波长的84%,82%。新加的单元的间隔仍是波长的0.2倍。 我做的70CM波段八木天线,最初是四单元的,各个振子及其连接的金属杆,用BG4RUV提供的铜焊条(直径2.5mm)制成。大约一个月后,买了一段2米长,直径4mm的铜条,又制了一可拆卸的四单元八木天线(找到一段矩形铜管作为连接各个振子的支杆,各个振子均用螺丝与支杆固定,便于携带)。第一支天线的谐振点比预计的中心频率(435兆赫)低了约2兆赫,但在430至440兆赫内的SWR不高,最低的SWR〈1.1,最高的SWR也不大于1.4。第二支天线的SWR在整个70CM频段内的起伏不大,最高约1.2。后来,我对这支可拆卸的天线作一些改动,利用剩下的材料又作成三个引向器,就这样我的这支天线既可以拼装成四单元八木天线,也可以拼装成七单元八木。如果想做一支八木天线,但不要求方向性强,可以试试,动手做一支三单元八木天线。在此给处其尺寸(图2)。

木天线的原理和制作tm

八木天线的原理和制作 八木天线(YaGi Antenna)也叫引向天线或波导天线,因为八木秀次(YaGi)教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理,所以叫做八木天线,它是由HF,到VHF,UHF波段中最常用的方向性天线。 八木天线是由一个有源激励振子(Driver Element)和若干无源振子组成,所有振子都平行装制在同一平面上,其中心通常用一铅通(也可用非金属──木方)固定。有源振子就是一个基本半波偶极天线(Dipole),商品八木天线──尤其是用在电视接收时,则多用折合式半段偶极天线做有源振子,好处是阻抗较高,匹配容易频率亦较宽阔,适合电视讯号的8MHz通频带。但折合式振子在业余条件下,制作较难,而宽带带亦会引入较大噪音,因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。至于无源振子根据它的功能可以分为反射器(Reflector)和导向器(Director)两种。通常反射器的长度比有源振子长4~5%,而导向器可以有多个,第1~4 个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。 由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。通常收发机的天线输出端,都只是接到八木天线的有源振子。反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接,但在有源振子作用下,两者都会产生感应电压表,电流,其幅度各相位则与无源振子间的距离有关,亦和无源振子的长度有关。因为当振子间的距离不同时,电源走过的途径距离也不同,就会形成不同的相位差。当无源振子的长度不同时,呈现的阻抗也不同。适当地安排反射器的长度,和它与有源振子的距离,便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消,而在有源振子前方上相加。同样,适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离,可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。这样由有源振子幅射的电波,在加入反射器和导向器后,将沿着导各器的方向形成较强的电磁场,亦即单方向的幅射了。导向器的长度相同,间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线,特点是天线的主办窄,方向系数大,整个频带内增益均匀。而当八木天线各个导向器的长度不同,间距亦不等时叫做非均匀导向八木天线,特点是天线的主瓣较宽,方向系数较少,工作频带内增益不均匀(但在UHF以上波段并不明显),但工作频带较宽。但如果将非均匀的导向八木天线的结构设计合理,则可以显着地压缩副瓣,又不致太大扩宽主瓣和降低方向系数。

什么是八木天线

上个世纪二十年代,日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发明了这种天线,被称为“八木宇田天线”,简称“八木天线”。 八木天线的确好用。它有很好的方向性,较偶极天线有高的增益。用它来测向、远距离通信效果特别好。如果再配上仰角和方位旋转控制装置,更可以随心所欲与包括空间飞行器在内的各个方向上的电台联络,这种感受从直立天线上是得不到的。 典型的八木天线应该有三对振子,整个结构呈“王”字形。与馈线相连的称有源振子,或主振子,居三对振子之中,“王”字的中间一横。比有源振子稍长一点的称反射器,它在有源振子的一侧,起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用;比有源振子略短的称引向器,它位于有源振子的另一侧,它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。引向器可以有许多个,每根长度都要比其相邻的并靠近有源振子的那根略短一点。引向器越多,方向越尖锐、增益越高,但实际上超过四、五个引向器之后,这种“好处”增加就不太明显了,而体积大、自重增加、对材料强度要求提高、成本加大等问题却渐突出。通常情况下有一副五单元八木(即有三个引向器,一个反射器和一个有源振子)就够用了。 每个引向器和反射器都是用一根金属棒做成。无论有多少“单元”,所有的振子,都是按一定的间距平行固定在一根“大梁”上。大梁也用金属材料做成。这些振子的中点要与大梁绝缘吗?不要。原来,电波“行走”在这些约为半个波长长度的振子上时,振子的中点正好位于感应信号电压的零点,零点接“地”,一点也没问题。而且还有一个好处,在空间感应到的静电正好可以通过这些接触点、天线的金属立杆再导通到建筑物的避雷地网去。 八木天线的工作原理是这样的(以三单元天线接收为例):引向器略短于二分之一波长,主振子等于二分之一波长,反射器略长于二分之一波长,两振子间距四分之一波长。此时,引向器对感应信号呈“容性”,电流超前电压90°;引向器感应的电磁波会向主振子辐射,辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°,恰好抵消了前面引起的“超前”,两者相位相同,于是信号迭加,得到加强。反射器略长于二分之一波长,呈感性,电流滞后90°,再加上辐射到主振子过程中又滞后90°,与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°,起到了抵消作用。一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。发射状态作用过程亦然。 有源振子是关键的一个单元。有两种常见形态:折合振子与直振子。直振子其实就是二分之一波长偶极振子,折合振子是其变形。有源振子与馈线相接的地方必需与主梁保持良好的绝缘,而折合振子中点仍与大梁相通。 仿制一副天线,但总还需要进行适当的调整。调什么?为什么要调?这就需要我们去了解所做天线的原理。 天线的一个重要特征,那就是“输入阻抗”。在谐振状态,天线如同一只电阻接在馈线端。常用馈线阻抗为50Ω,如果天线输入阻抗也是50Ω,那就达到了“匹配”,电台输出的信号就能全部从天线上发射出去;如果不“匹配”,一部分功率就会反射回电台的功放电路。 二分之一波长偶极天线的输入阻抗约为67Ω,二分之一波长折合振子的输入阻抗则高于前者4倍。当加了引向器、反射器后,阻抗关系就变得复杂起来了。

八木天线研究进展及辐射原理

八木天线研究进展及辐射原理 研究报告 1.历史沿革 八木天线又称引向天线,它是由日本东北大学的八木和宇用共同实验和研制成的。1926年八木在辛:家学会宣讲了题为“Pr四ector of the Sharpest Be枷of Electricwaves”(电波的最锐波束发射器)的论文,同年又在东京举行的第三届泛太平洋会议(the nird Pall.Pacmc Congress)上宣讲了题为“0n the Feasibilitv of PowertransmiSSion by Electric whvcs”(论电波功率传输之可行性)的论文,提出利用多引向器周期性结构的导向作用,即所谓的“波渠”(wave chaIlnel),可以产生短波的窄波束,用于短波的功率传输。此后八木和宇田继续在合作下从事天线的研究,八木曾于1928年旅美期间,对无线电工程师协会(mE)纽约、华盛顿、哈佛等地的分会进行演讲,并在“Proccedings ofthe mE”上发表了他的著名论文“Beam11ransmi 蚓on of ultra Short wjves”(超短波的波束传输),该天线随即被称为“八木天线”。八木天线已经被广泛的应用于米波及分米波段的通讯,雷达、电视及其它无线电技术设备中。 2.工作原理及特点 相对与基本的半波对称振子天线和折合振子天线,八木天线增益高,方向性强,抗干扰,作用距离远,并且价格低廉,构造简单,通常八木天线由一个激励振子,一个反射振子,和若干个引向振子组成,相比之下,反射振子最长,位于紧邻主振子一侧,引向都比较短,位于另一侧。主振子与馈电系统相连,属于有源振子,其他反射和引向振子都属于无缘振子,所有振子处于同一个平面内,并且按一定间距平行固定在一根横贯各振子的中心金属横梁上,除了有源振子馈电点必须与金属杆绝缘外,无源振子则都与金属秆短路连接。因为金属杆与各个振子垂直,所以金属杆上不感应电流,也不参与辐射。引向天线的最大辐射方向在垂直于各个振子且由有源振子指向引向器的方向,所以它是一种端射式天线阵。 八木天线的工作原理是这样的(以三单元天线接收为例):引向器略短于二分之一波长,主振子等于二分之一波长,反射器略长于二分之一波长,两振子间距四分之一波长。此时,引向器对感应信号呈“容性”,电流超前电压90°;引向器感应的电磁波会向主振子辐射,辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°,恰好抵消了前面引起的“超前”,两者相位相同,于是信号迭加,得到加强。反射器略长于二分之一波长,呈感性,电流滞后90°,再加上辐射到主振子过程中又滞后90°,与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°,起到了抵消作用。一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。发射状态作用过程亦然。天线的一个重要特征,那就是“输入阻抗”。在谐振状态,天线如同一只电阻接在馈线端。常用馈线阻抗为50Ω,如果天线输入阻抗也是50Ω,那就达到了“匹配”,电台输出的信号就能全部从天线上发射出去;如果不“匹配”,

DIY无线天线大集合

DIY无线天线大集合 1, 网络覆盖范围小、无线信号不稳定,经常出现断线现象,你只能提着笔记本电脑在一个狭小的区域移动,不断改变无线路由、无线AP的位置……在使用无线网络的时候,你肯定会遇到或即将遇到这些令人不爽的问题。解决这些问题,除了减少遮挡物、减少同频段设备的干扰外,最有效的方法就是更换高增益的天线了,用天线加强无线网络的传输效果、覆盖范围。然而,购买无线增益天线需要掏出不少银子,可能花费上百元甚至上千元的费用。不想花钱又要提高信号覆盖范围,是否能找到鱼与熊掌兼得的办法?对于DIY用户来说,这个问题非常简单、也非常有趣,因为在我们日常生活仲很多日用品、甚至废弃物都可以作为制作无线天线的材料,人人都可动手制作性能出色的无线天线,下面我们就来为大家摘录一些网友们自己制作天线的文章,希望对大家会有所帮助。 奶粉罐天线 一、选型 先上网收集天线资料,看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门!有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。经过再三筛选,最终把制作目标锁定在罐头天线上。选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高!十分适合初学者制作。 二、制作 圆筒天线之所以取材方便,是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。笔者就是随便拿了一个奶粉罐制作的。

在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时,笔者加入了自己的想法:很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座,然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头,用于连接。但笔者觉得虽然该方法对使用十分方便,但同时也对信号造成了损耗(估计1-2DBI),尤其在2.4G的频段更加明显!因此,mr7决定把屏蔽网直接焊在圆筒上(焊接前先把外壳打磨光滑),而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。这样一来把损耗减到最低。有点专线专用的味道了! 建议大家最好在焊接前找根直径稍比馈线粗一点的小铜管和热缩套管,先把铜管套在馈线上,然后跟屏蔽网一起焊牢在金属圆筒的外壳上,然后用热风筒把热缩套管来回吹多次,把馈线固定在铜管上,这样一来可以很好的减低由于调节天线时给馈线和振子带来的影响!

常见八木天线的设计

常见八木天线的设计 【摘要】介绍八木天线的基本设计原理,设计思路,各关键指标的确认。满足初学者对八木天线设计知识的初步需求。 【关键词】八木天线基本特性;原理;设计 1.八木天线的基本特性 八木天线又称为引向天线或波渠天线,由一个有源振子与若干无源振子组成。有源振子与馈线直接相连,引向器和反射器都是无源振子。有源振子被馈电后在空问产生电磁波,通过耦合在无源振子上产生感应电流并发生辐射。改变振子长度与问距时,无源振子上感应电流的幅度和相位也随着变化,适当的调整各振子的长度与间距,就可获得良好的方向图、阻抗等电气指标。若无源振子与有源振子的问距小于λ/4,长度短于有源振子时,方向图指向无源振子一侧,相应的无源振子称为引向器,比有源振子长的无源振子称为反射器。八木天线具有结构简单、馈电方便、制作简便等突出优点,广泛用于米波、分米波波段的通信、雷达、电视及其它无线电设备中。八木天线缺点是调整较难,频段较窄,一般在5%以内。 2.八本天线的设计 根据给定的电气指标:增益、波瓣宽度、副瓣电平、前后辐射比、输入端驻波比以及工作带宽等设计天线时,设计任务是确定振子单元数目N,反射器、引向器、有源振子的尺寸和相对位置等,最后要验证是否满足规定的电气指标。天线的指标在工作频带的低端容易达到,而在高端变化较快,因此设计频率通常选为高于中心频率。天线的各部分对各项指标的影响程度不同,有时某些指标之问存在着矛盾,因此设计过程中要折衷处理。 2.1单元数目N的确定 振子数目N主要根据增益或方向性系数来确定。由于八本天线的效率一般达90%以上,因此增益近似等于方向性系数。八木天线是慢波结构的行波天线,因此它的增益可用行波天线公式计算,即G≈10L/λ。 根据增益要求先确定天线总长L/λ,然后利用引向器和反射器常用的间距确定N,或者由经验数据直接选择N。图1的曲线是从大量的实测数据综合出来的,其中图1是天线增益G与N的关系曲线,由G确定N。 通常引向器的振子数目为6~12比较适宜,若再增加引向器数目对提高增益没有显著效果。对于更高的增益要求,可使用八木天线阵列来实现。通常认为单个八木天线总长取L≈(3~3.5)λ,甚至有时为了使天线结构紧凑,阵列中八木天线单元增益限制在10dB左右。

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