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八木天线的设计

luyued 发布于 2011-07-02 03:52   浏览 N 次  
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。

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