哈罗CQ火腿社区 - 天线和铁塔 - 最近的ＥＨ天线

离线mylcq

注册用户

发帖: 842

只看楼主倒序阅读 0楼发表于: 2005-05-04

最近怎么没有对Ｅ、Ｈ天线讨论和结果呢？？？？？？

分享到 淘江湖新浪 QQ微博 QQ空间开心人人豆瓣网易微博百度鲜果白社会飞信

离线mylcq

注册用户

发帖: 842

只看该作者 1楼发表于: 2005-05-08

请跟帖哦!!!!!!!!!!!

离线mylcq

注册用户

发帖: 842

只看该作者 2楼发表于: 2005-05-10

天线的进化
ted-hart w5qjr
译者：李嘉铭 bg5qdm

天线原理与其它科学技术一样，应用通信天线系统经过了一段相当长时间的变化发展之后，才日
趋成形，并发展成为现代通信天线。下面我们就来谈谈天线发展进程中的一些历史背景，以说明其发展过程。
德国有一位叫亨利希•赫兹（heinrich hertz）的物理学家、大学教授，他发现了无线电波成周期性变化的规律。今天，我们认为正弦波成周期性变化，并利用电波在运行时的相位角度数作为参照，这便产生了谐振天线理论（concepts of resonant antennas）。最后，我们确立了天线长度与波长周期之间的比率关系，一般情况下所涉及到的都是四分之一波长垂直天线（90度）和二分之一波长偶极天线（180度）。在早期的无线电时代，所有的天线系统都是指赫兹天线系统。这类天线有着各式各样的外形并伴随着相当多的文献资料记录着外形变化所造成的不同结果。后来，相关的计算机软件可以对这类型的天线进行模拟，此类软件多数以数字电磁编码（numeric electromagnetic code）作为描述基础，并被美国海军所广泛运用。
对于现在的天线系统，在通常情况下，我们没有像以前那样把那些符合赫兹原理的各类天线尊称为赫兹天线，而把这个尊称的前缀给去掉了。道理很简单，因为直到最近，所有的天线类型都还符合赫兹天线原理，要是再在前面多加一个带有说明性的文字，这就显得多此一举了。赫兹的偶极及垂直天线就是一个例子。但是现在就有所不同了，如今的天线系统分别符合于三套不同的理论，为了区别起见，我们可能又得在赫兹原理的天线前加上赫兹二字了。
不过，至少赫兹先生现在还不能被忘记，我们在提到天线的谐振频率以及其它的交流电流的频率时，还是得提到赫兹。虽然“周期/秒”这个单位也用了几年，但已被“赫兹”所取代，当然这两种说法是一样的。
赫兹的天线原理被描述成：由于外部电能的施加导致了天线导体中电流的流动。流动的电流产生了环绕电流作圆周运动的磁场（h）。磁场的交替变化（假设射频电流是正弦波）产生了电场。当电场（e）和磁场（h）之间满足一定的条件时，电磁波便产生了。由于电场和磁场不是在同相状态下产生的，真正的电磁辐射发生在距离天线三分之一波长的地方，这个区域是天线近场和远场的分界点。由于距离之大，这使得在天线附近处要有足够大的场强才能使其在分界点处产生合适的振幅以制造电磁波。
在驻波表诞生前的那段好日子里，如果还有人对它记忆犹新的话，那么他一定知道什么是射频电流计（rf amp meter），最大的射频电流产生点便是天线的谐振点。
约翰•亨利•波印廷（john henry poynting）是英国的一位物理学家和大学教授，在1880年，他发现了产生电磁辐射能量的各分量以及它们之间的关系，于是便有了波印廷定律，刚好赫兹也在这个时候提出了自已的定律。然后人们过了许多年后才证明了原来赫兹天线定律与波印廷的定律并无矛盾之处，这才使波印廷先生逐渐成名。我们把波印廷定理简化后，便可以肯定只有在以下条件存在时才有电磁辐射的产生：
*电场和磁场必须同样存在，电场以米/伏特为单位，而磁场以安培·圈/米为单位。
*电场和磁场必须同相（同时产生）。
*电场和磁场必须占有一样数量的空间单位。
*电场和磁场互为90度角。这就是说磁场必须环绕电场作圆周运动。再者，磁场分量必须是一个闭合的圆圈。
*电磁场分量必须要有一样的曲率。
*电磁场分量必须与数值377欧成一定的关系。波印廷指出：辐射大小=e·x·h，这里的x是指这两个矢量场（电场和磁场）的向量积，所以辐射大小的单位是瓦/平方米。
在波印廷之后的多年里，天线设计工程师们都知道：电磁波的极化方式是由电场方向所决定的。这就是说，水平导线天线就呈水平极化方式，因为导线与电场平面平行，而磁场与导线延伸方向垂直并环绕导线运动。
莫里斯·黑特利（maurice hately）是苏格兰的一位大学教授。1980年，他仔细考虑了赫兹和波印廷的定律后，得出了正确地结论：天线电能中的电场和磁场分量可以分别独立产生，然后合并，并产生电磁波。这个理论创立了人们所熟悉的第二套天线理论，即交叉场天线（crossed field antenna）。后来，他跟他的两位同事，布莱恩▪斯图尔特博士，还有费思▪卡巴里博士展开合作，这二位同样是物理学家，三个人一起把他们的理论实际应用到中波广播天线系统上。这种交叉天线系统（简称cfa）共有三个部分组成，包含有一个地网。有一个圆盘位于地网的上方，二者之间形成了一个电容，经过此电容的电流在圆盘的四周形成了磁场。在圆盘的上方有一圆筒形导体（cylinder），当电压施加在圆筒型导体和地网之间时，电场形成了。电场和磁场的交叉处称为互作用区（interacting zone），此处有一相变匹配网络（phase and amplitude of the field）用来调节相位差和场幅，因此这个过程同样符合波印廷定律。费思▪卡巴里博士在世界各国建造了相当多的此类天线系统，但由于其未能达到满意的效果，除了在埃及之外，这种天线大部分都被拆除了。
在美国乔治亚州，有一位叫做特德▪哈特（ted hart）的退休电子工程师，他受雇于一家网络出版机构，并专门为这家机构撰写有关于cfa天线系统的文章，而且cfa的原倡导者也愿意提供资料上和辑上的帮助。正是特德▪哈特的这份差事孕育了eh天线的产生，并成为后来人们所熟悉的第三套天线理论。
eh天线只包括两个部分，二者之间有等效电容。（与偶极和垂直地网天线的原理类似）一定的电压施加到电容形成了电场，同时电压也造成了流经电容的电流（该电流叫做位移电流，displacement current），而电流又产生了环绕电场做圆周运动的磁场。但是，流经电容的电流在相位上比电压超前，所以，由此所形成的磁场也在相位上超前电场。很显然，电场与磁场的这种相位差关系与波印廷定律有所冲突。这是一个典型的赫兹天线。
如果把加到天线上的外部电能先追加到位于天线和射频源之间的相变网络进行90度的相位变化后（假设该天线处于谐振状态），再加上天线本身的移相网络，这两次的相变可以互相抵消了，而现在电磁场两个分量处于同相状态（同时产生），这个状态与波印廷定律所规定的辐射产生的条件相符，而eh天线之名就由此而生了。
电磁场在天线导体表面高效合并，并同时产生了电磁场信号，因此eh天线的总长度可以是波长长度的一小部分（小到1%）。波印廷定律提到：辐射大小=e·x·h。由于工作在hf频段的eh天线其电容两极板之间的距离可以小于1米，因此即便是很小的电压也会产生巨大的电场。在磁场方面，其强度也足够大，但是相对电场而言就小得多了。这是因为，磁场的大小是由电场与自由空间的阻抗值（377欧）所决定的，是二者的比值。
电磁场信号的同相作用也促使了电磁干扰现象在相当程度上的减弱。
在一般情况下，常见的相变网络其带宽都比较小，所以eh天线基本不工作在谐波状态。
通常情况下，天线系统在接收和发射两方面都有相互的表现，eh天线也不例外，它不但有相当好的发射效率，也有很高的接收性能。除此之外，由于电磁场能量在eh天线内部被完美地合并，该天线系统对独立的电磁场分量的干扰没有很高的灵敏度，而只接收二者的混合信号。因此，eh天线在接收时表现得相当安静，对人为产生的噪声和大气噪声都有很高的抑制性。
除此之外，多个eh天线也可以组成阵列以增强发射效果。同时，eh天线的长度和直径比也影响着其增益。

离线mylcq

注册用户

发帖: 842

只看该作者 3楼发表于: 2005-05-10

我在做3m短波天线时,选用栅格天线,做一个匹配网络,接上偏振适匹配器,基本能通.
其次,我采用等角螺旋非变频天线直径在1000mm也就是说:r1为1.2米按入/4计算天线只能在30m以上工作,但在等角螺旋上加了表面波材料(骆驼面)后可在15m通联距离有40km,有朋友说在加上高角模和低角模等角螺旋可以小型化,我认为在3m理论上讲还是不能通联,无论你怎么优化设计.
再次,连接朋友有eh天线关键问题是能量转换,3m天线全长要求100米波,入/4也要25米才能谐振,除非你将波压缩.(也就是软件无线电干的事.)eh天线在低端如何解决电波的谐振,理论上讲波长与电容、电感确有关系如：c=q/100pi*f; l=qr/2pi*f+x/2pi*f ；如果有多少电荷的e可以达到100米波长的h那么（eh）天线小型化就不成问题。
如果有人真正发明了与频率无关的天线形式也就是真正意义上非变频天线，那么天线小型化才有可能。
最近报纸上讲的天线福音，严格意义上讲除非他发明了真正的非变频带天线结构，才有可能把天线做小。除非他能将波长压缩，那么至少入/4波长才能谐振的麦克斯韦理论就会改名了。
短波天线能不能小型化我看还是有可能的，只是理论支持不够，如eh天线，还有我做的12米全频短波偶极子天线事实上通了的，并且在某单位使用。12米在3m工作时才不到它的入/8，但的确在3m工作时150km通联有5个等级。