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八木天线的特性参数及选择和架设 [复制链接]

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离线bg3sct
 
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32
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2010-02-08
八木天线的特性参数及选择和架设
-------定向天线的选择

定向天线是指发射电波具有强方向性的天线,八木天线是一种hf和uhf/vhf常用的定向天线。
  hf(短波)长距离(大于500公里)通联,使用定向天线比使用低指指向性天线,例如,双极或倒v,通联的机会更多、质量更好。因为要进行长距离qso,天线的主辐射角必须有低仰角(天线仰角,辐射方向与地平线的夹角)。即,主波瓣的仰角要低。这样能把更多的能量聚焦到低角度上。先不考虑地面的影响(这个问题在后面架设节讨论),水平架设的八木天线的主波瓣的仰角等于零(图1),这可以从天线在自由空间的方向图中看出(天线厂家一般会提供天线在自由空间和典型地面的方向图、增益、前后比、驻波曲线图等),这正是我们希望得到的.



在选择八木天线天线和架设时,有些朋友往往过分片面追求天线的一些指标,例如驻波比和架设高度,而不顾自己的使用目的。造成适得其反。在要求通远时,天线的增益和前后比是主要的,驻波是次要的,甚至可以放宽到2.5。
描述天线特性的方法有两种:方形图和参数。天线的方向图能全面完整地描述天线的性能(图1)。天线的性能参数能简洁地描述天线的相关性能。对于ham,八木天线的主要技术参数有:主波瓣仰角(天线仰角)、增益、前后比、驻波比、频率宽度(频带宽度)。
1、增益ga描述天线辐射能量的集中程度与天线能量转换效率。
      ga=μdmax
  其中:ga 绝对增益
      μ 天线效率
      dmax 最大方向系数
  d 的定义:
该天线在某辐射方向上的功率密度与总辐射功率相同的无方向天线在相同距离处的功率密度之比。单位dbi。 一般说方向系数,没有其他说明,就是指最大方向系数。
也可用半波偶极子作对比目标,单位dbd,相应的增益记为 gh
2、前后比f/b
  天线的最大辐射方向的功率密度与反方向的比,它表征天线在作接收时,抗反向干扰的能力。

3、驻波比(略)
  4、频带宽度
无论是八木天线天线的增益、驻波、前后比都与频率有关。他们都是按一定的频率设计的。但是,我们qso是在一定的频率范围内工作的。当工作频率与设计频率(中心频率)有偏离时,这些参数都会发生变化。因此,我们会根据qso的需要,对这些参数的变化量作出规定,在这个规定内的频率范围叫频带宽度。天线的参数不只一个,那么我们就有增益带宽、驻波带宽……详见图。





这些带宽往往是相互矛盾的。例如,设计天线时驻波带宽大了,增益带宽就会变小。我们只能根据主要的使用目的,对不同的参数有取有舍。例如要qso,2000公里外的朋友,这时,对于增益、前后比的要求高,我们就要多注意增益带宽和前后比带宽。驻波可以适当放宽(s《=2.5)。


举例1 天线驻波与增益的关系(4楼)
为什么通远时,要用定向天线?(5楼)


待续.........

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离线bg3sct
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32
只看该作者 1楼 发表于: 2010-02-08
请教 如何把图插在文章中??
离线BG5EHX
发帖
4679
只看该作者 2楼 发表于: 2010-02-08
我想笑......
离线bg3sct
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32
只看该作者 3楼 发表于: 2010-02-10
举例1 天线驻波与增益的关系
某天线的swr和增益曲线如图6,图7。驻波在12.25处约为1.9,增益为13.2dbi。驻波在14.15处约为1.2,但是,增益却只有12.9dbi;看似该天线在12.25处,方向性好点,但是,由于12.25处的驻波较14.15处大,约多反射10%,折回到增益上要小0.5dbi,这样12.25处的实际增益为13.2-0.5=12.7dbi,比14.15处略微小点。
通过以上分析可知,天线的实际增益是由驻波和增益共同决定的。
离线bg3sct
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32
只看该作者 4楼 发表于: 2010-02-21
为什么通远时,要用定向天线?
为什么通远时,要用定向天线?
  先假定地面和电离层是两个平行平面,电离层象一面镜子。如图,大仰角辐射abc,通连距离ac小;小仰角辐射ade,电波传得远ae。这就是为什么通远需要低仰角天线。实际地面与电离层的关系与此相似.
  定向天线(例,八木天线)可以把电台的辐射能量更多地聚集到低仰角方向上。这样,在相同的总功率下,定向天线的通连距离更远。
  比如说,在10度小仰角时,水平八木天线比水平双极天线(弱方向天线)-----均架高7-8米,辐射高10dbd,即,在相同的总功率下,在仰角10度方向,定向天线的辐射功率比双极天线高10倍。通连距离自然会远很多!
通常,双极天线用于500公里左右的通连,定向天线用于1000公里以上的通连。
离线浦东星
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4223
只看该作者 5楼 发表于: 2010-02-21
听,听,听。
离线bg3scr
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286
只看该作者 6楼 发表于: 2010-02-23
很好的技术文章!作为将来制作天线时候的参考吧。继续写下去吧。。。。