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原创:关于对数周期天线LPDA的几个认识误区 [复制链接]

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离线bg7muv
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2009-05-20
通过大量的实践和理论探讨,谈谈对数周期天线lpda的几个认识误区:

1、对数周期天线因为带宽大,所以噪音也大???

个人认为这个观点很滑稽,对数周期天线工作原理我这里就不再罗嗦了,但要说说对数周期天线“带宽”的问题,对数周期天线“带宽”应该一分为二:

一是广义带宽,可以理解为跨波段带宽,是对数周期天线总的工作频率范围,如log-uv11的广义带宽是130-470mhz(共340mhz),根据对数周期天线原理,广义带宽在一定的设计范围内是不会影响天线的效率,在广义带宽内的每一频率,都有相应的振子参与谐振,是一个谐振的系统,不存在会增加干扰信号的进入说法。

二是狭义带宽,可以理解为单波段带宽,如log-uv11,在v业余波段,驻波小于1.5的频率是141-149mhz(共8mhz),这就是我们通常所说的狭义带宽,狭义带宽是天线效率的重要参考数据之一,设计优良的对数周期天线,都有较大的狭义带宽,基本可以全覆盖所在波段的所有频率,这样确保在某一业余波段的所有频率都可以高效工作,高狭义带宽,这是对数周期天线无可比拟的优势。

恰恰相反,采用加感缩短、陷波器等方式缩短的天线,如采用了陷波器多波段短波八木、多波段正v、多波段gp倒v、多波段gp,采用了加感缩短单波段gp等,狭义带宽往往比较小,天线的缩短率越大,带宽约窄,效率越差。

钻石的cp6短波gp天线,采用了大量的陷波器(连地网都含缩短器),虽然实现了多短波在一个天线上工作,价格一点也不便宜(2000多元),但效收发效率非常低,在20米波段,它的狭义带宽只有150k(对数周期天线在该段轻易可以实现900k以上狭义带宽),将就ssb就无法满足cw,这是一个典型的例子。

更为突出的例子是高缩短率的车载短波天线,如我现在使用钻石hf20fx车载短波,狭义带宽只有不到80k,使用他和对数周期天线作通联对比,对方说钻石hf20fx过去的声音象蚊子叫,而对数周期天线象大炮轰鸣,这比喻虽然有点过了,但说明了鲜明的对比。

这就是为什么我们在各大比赛基地,都几乎看不到含陷波器、加感缩短的天线,原因有三:狭义带宽窄、效率低下、承受功率小。

回到主题,对数周期天线因为带宽大(!),所以噪音也大???(!)

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2、对数周期天线增益小???

个人认为,这是很片面的观点,或者说形而上学。

众周所知道,对数周期天线几个重要表现因数是中心点夹角、振子数目、振子间距和主梁长度等,我们知道,中心点夹角越小,增益越大,振子数目越多、增益越大,而影响这是表现因数的主要两个参数为tau和sigma,可以在一定范围内调整这些参数,设计出高增益的天线,理论上,设计出自由空间9.5dbi增益的天线是可行的,这个天线架设为1/2波长高度的地面时,实际增益可大于15dbi,前后比可接近30db。

请问这增益还小吗?

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3、对数周期天线没有八木好???

这是一个看菜吃饭的问题。

a、单波段:

给三根振子,要做一个天线,做什么好?这个时候,做一个三单元单波段的八木天线是非常不错的举措,制作简单,技术含量低,效率高;

要是使用这三根振子做一个单波段对数周期天线,性能也能八木类似,缺点就是必须付出多一半成本用于绝缘、馈电和匹配上,优点是狭义带宽变宽了,广义带宽多了两段可使用的频率。

在这个层面上对比,八木应该比对数周期好,最简单的方法实现目标策略。


b、多波段:

这个时候情况就不一样了。

八木天线要实现多波段,莫非有两种办法,方法一是象a4s一样使用,方法二是象c4一样使用把多个单波段八木天线组合在一个主梁上。

方法一使用陷波器,优点是天线外形结构简单,容易安装,但狭义带宽窄,天线效率大打折扣,而且承受功率很难突破千瓦级,所以近年来这类型天线越来越不流行了。

方法二使用组合方式,优点是保证了天线的狭义带宽、增益和承受功率等性能,缺点是结构复杂,容易出现各波段振子相互抑制的现象,在天线仿真软件的电流分布图上,我们经常看到这一现象,效率仍无法比拟单波段八木。

对数周期天线就是为多波段的而诞生的,一个11单元的14-30mhz对数周期天线,可完成5套单波段4单元八木天线所能做的工作(14、18、21、24、28-29mhz),即使是庞大的c19xr 11单元八木,也只能实现三波段。

对数周期天线是一个积木结构系统,即使是裁掉天线一截,剩下的部分依然能继续工作,对数周期天线带宽大、承受功率大,目前市面上有不少能承受30千瓦的对数周期天线。

在这一层面上对比,对数周期天线的优势明显些。在美国,越来越多火腿使用对数周期天线,包括很多大型竞赛俱乐部,欧洲和日本也开始流行。

c、全波段:
这个对比有点不公平,因为八木天线无法实现全波段覆盖,而对数周期天线是全波段覆盖的专家。


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以上纯属个人观点,冒失之处,请批评指正!
离线bd4jk
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只看该作者 1楼 发表于: 2009-05-21
俺的数学不好。请详解??

理论上,设计出自由空间9.5dbi增益的天线是可行的,这个天线架设为1/2波长高度时,实际增益可大于15dbi,
离线bg7muv
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1099
只看该作者 2楼 发表于: 2009-05-21
'
俺的数学不好。请详解??
理论上,设计出自由空间9.5dbi增益的天线是可行的,这个天线架设为1/2波长高度时,实际增益可大于15dbi,
'

这与数学无关,自由空间是电磁概念,是在理想真空的状态下,没有地面影响的一种环境,这个增益的计算方法是一种衡量标准;

而天线实际是要架设在真实地面上的,这个时候的增益将因为架设高度而发生改变,受地面反射等影响,增益会增大,架设增益是天线使用中的实际增益。

地面增益又分为理想地面和实际地面。

实际地面根据大地导电系数的不同,如湿地、沙漠、海洋、湖泊等导电系数都不统,导电性能好的地面,天线架设之后的增益会越高,这就是为什么海岛通联效果普遍回比较好的原因。

在城市使用uv段中继,每当雨后,信号都会变的更好,这是我们深圳很多火腿的感受,是因为大地的导电性能变好了。

天线增益的标注一般都会说明条件,自由空间条件下或是某一架设高度下。

建议你看看这个贴:http://www.hellocq.net/forum/showthread-t-202420.html
离线bg3ntq
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438
只看该作者 3楼 发表于: 2009-05-21
对数周期天线为偶极天线阵列,而偶极天线的接收噪声比gp天线要小。
无论何种天线,与其固有频率相应的干扰信号均会进来,只是程度不同,因gp天线为全向接受与发射,程度增大,而偶极天线具有方向性,因天线的收发互易,所以噪声的接受也相应减少。说“一个谐振的系统,不存在干扰信号的进入”,似乎不妥。

对数周期偶极阵列(lpda)天线是一个多波段覆盖或单波段带宽增大与单项指标突出的矛盾体,多波段连续覆盖和其中各波段的性能突出不可调和,顾此肯定失彼,但是由于人们的考虑不同,对天线的要求也不同,如果lpda 适合某人的思想,那就是一款好天线,如果想追求单波段性能优异,且空间充足,八木天线无疑是最佳选择;如果空间一般,又想考虑多波段一劳永逸,还有资金要充裕,那么lpda就是不错的折中方案了。
离线cyy1982
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6072
只看该作者 4楼 发表于: 2009-05-30
补充问题一,噪声大不大,对数天线有方向性,你指向的方向干扰源少,噪声就小,对数天线带宽大是工作的带宽大,电台接收信号的时候是选择一个小带宽接收的,一般25k,其他的都滤掉了,所以巴拉巴拉巴拉巴拉。。。。。
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191
只看该作者 5楼 发表于: 2009-08-03
顶起来。