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平板、开槽、八木、栅格、双菱、四菱天线的分类、选择、制作材料  

2013-12-05 00:57:22|  分类: 安防技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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900M接收CMCC,用平板天线好,还是八木天线好
八木特性:远距离高增益,适合点对点,指向性强
平板特性:中等距离中等增益,适合点对点、覆盖,指向性中等
玻璃钢特性:中低等360°距离中等增益,适合覆盖,指向性低

大概每种天线就是差不多这样子吧,栅格也算是八木的一类,只是后面加了反射网,把引向器信号更加集中在振子上面

栅格天线视线无阻挡的话,3km左右应该没问题吧,24dbi的增益,成对使用


八木角度太小,如果是作室内覆盖建议使用平板天线

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。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。这时阻抗的变化范围约在5-20Ω间。
  经典的折合振子八木天线的特性阻抗约为300Ω,(振子间距约四分之一波长)如常见的电视接收天线。折合振子折合的间距狭窄时、或二分之一波长的“长边”直径大于那两个约四分之一波长的“短边”的直径时,其输入阻抗较高。
  我们的通信机输出都是按50Ω设计的,配50Ω电缆作馈线。八木天线怎样才能与馈线达到阻抗匹配?显然不能不考虑这个问题。于是就有了各种各样的匹配方法。短波波段八木常用的“发夹式”匹配,是在馈电处并接一段U型导体,它起着一个电感器的作用,和天线本身的电容形成并联谐振从而提高了天线阻抗;还有经典的“伽玛”匹配、著名的HB9CV天线等等。最简单的做法是把靠近天线馈电处的馈线绕成一个约六、七圈直径约15厘米的线圈挂在那里,我想这与发夹匹配的原理应该是一样的吧。
  还有一个问题要注意:八木天线是“平衡输出”,它的两个馈电点对“地”呈现相同的特性,但通常的收发信机天线端口却是“不平衡”的,芯线是热端,外导体接地。虽然我们也可以视而不见地将馈线芯线随意接在天线两个馈电点之一上,另一点接馈线的外导体层,但是,这将破坏天线原有的方向特性,而且在馈线上也会产生不必要的发射。一副好的八木,应该有“平衡-不平衡”转换。
  有朋友问,架设八木时天线的振子是和大地平行好还是垂直与大地好?回答是,收、发信双方保持相同“姿势”为好。振子水平时,发射的电波其电场与大地平行,称“水平极化波”,振子与地垂直时发射的电波属“垂直极化波”。收发双方应该保持相同的极化方式。在U/V波段,人们大量使用着直立天线,八木天线当然也就应少数服从多数,让振子垂直于大地。短波波段八木天线多为水平架设,而且,这样的庞然大物恐怕想垂直架也无法实现!
  有朋友问,振子的直径对天线性能有什么影响?回答是直径影响振子长度,直径大则长度略短。直径大,天线Q值低些,工作频率带宽就大一些。
  还有朋友问,折合振子是“平躺”在大梁上,其几个边都与其它振子在一个平面上好?还是折合振子的面垂直与大梁,只有其长边和其它振子保持在一个平面上好呢?经典的折合振子八木天线是前者。根据前面所说的工作原理,如果把折合振子平躺在引向器和反射器之间,折合振子就有两个边“插足”,其中的相位关系就更复杂了许多?
  不过话又得说回来。业余无线电的许多成果,特别是各种各样的天线,是经过实际试验得来的,“成功”或“不成功”也常是以自己的满意程度、“与过去相比”来确定的。本刊再次介绍的几款天线,有的就是50Ω馈线直接连到折合振子上,折合振子平平稳稳地躺在众“器”兄弟当中。究竟怎样才是最好的?还是自己动手试一试吧。接上一个驻波表,试着调整一下各振子的长度、各单元之间的距离,还有怎么匹配等等,很可能还会有新的发现。
  顺便提个醒:调试时一定要把天线认认真真架起来,离开地面至少有个两、三米,周围还要开阔一些哦!

天线分为:1.全向天线2.定向天线3.机械天线4.电调天线5.双极化天线。下面主要介绍坛友们比较关心的定向和全向天线。感兴趣的朋友可以google或者baidu其他相关天线的详细资料。“相关资料提供下载”中提供简单介绍下载。)
天线介绍:

2.1 全向天线 

全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度(链接地址:)越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型,覆盖范围大。 

2.2 定向天线 

定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型,覆盖范围小,用户密度大,频率利用率高。
全向天线:常见的有7db 8db(玻璃钢)5db 2db

定向天线:叠双菱(N菱),有平板,八木,栅格,卫星锅,长城,开槽等等
注:排名分前后(个人推荐)

天线的选择:

以上天线介绍主要偏重于发射,个人认为接收的原理和发射原理相类似。发射要考虑一个功率问题,因为如果天线做的不好,在功率过大的情况下,该发射出去的功率没有发射出去就很容易反过来(简单说就是驻波大,导致功率反噬)损坏机器。友情提醒一下:使用大功率路由的朋友,在不确定自制天线技术指标的情况下,尽量将功率调低一点,够用就好。

关于天线的选择,关键还是要看使用环境。如果是6层以下的小区环境,视野不太开阔20-50米之间就有阻挡物的,建议使用全向或者平板天线。个人推荐:7DB,8DB玻璃钢,叠双菱,14DB平板。如果是小高层,或者小区边缘环境(视野开阔,信号在远处)。建议使用八木,14db以上平板。。此类天线建议在100-800米范围内使用。使用距离在1000米以上,个性张扬,喜欢和城管聊天的朋友,可以选择卫星锅,栅格。友情提示:还是要低调点,
大的天线难免会暴露目标,使得原本“平静”的生活被打破就不好了。

天线的分类、选择、制作材料 [复制链接]
260580650

电梯直达楼主
 发表于 2010-3-22 00:35 | 只看该作者 
一.天线分为:
1.全向天线
2.定向天线 (我们接触和用的基本是前两种 ) 
3.机械天线
4.电调天线
5.双极化天线。
二.下面主要介绍比较关心的定向和全向天线。天线介绍:
1 全向天线 
全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,(使用大功率网卡的朋友注意了,此类天线最好能离人体3米及以上,辐射对人体的伤害就不用说了吧 )也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型,覆盖范围大。 
2 定向天线 
定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型,覆盖范围小,用户密度大,频率利用率高。
         2.1:定向分为反射型和引向型定向
                   反射型:常见的有:双菱(叠双菱)(跟平板差不多。)长城(跟平板差不多)平板(方向角较大,一般用于覆盖,形用于接收角度广容易调试)栅格(方向尖锐,常用于点对点)。此类天线主要靠反射信号到达振子来工作。
                  引向型:常见的有:8木   (引导信号到主振子,多余的经反射振子,再次到达主振子) 叠双菱是两者都有,主振子信号源:是前面引向菱,后面反射板。主要靠反射,所以定义反射型。
        全向天线:常见的有9db.8db. 7db.6db.5db 2db
        定向天线:叠双菱(N菱),平板,八木,栅格,卫--星锅,长城,开槽等等
天线的选择:
以上天线介绍主要偏重于发射,个人认为接收的原理和发射原理相类似。发射要考虑一个功率问题,因为如果天线做的不好,在功率过大的情况下,该发射出去的功率没有发射出去就很容易反过来(简单说就是驻波大,导致功率反噬)损坏机器。友情提醒一下:使用大功率路由和网卡的朋友,在不确定自制天线技术指标的情况下,尽量将功率调低一点,够用就好。
                 关于天线的选择,关键还是要看使用环境。如果是6层以下的小区环境,视野不太开阔20-50米之间就有阻挡物的,建议使用全向或者平板天线。个人推荐:9db,8db,7db,叠双菱,14DB平板。
                如果是小高层,或者小区边缘环境(视野开阔,信号在远处)。建议使用八木,14db以上平板。此类天线建议在100-800米范围内使用。
              使用距离在1000米以上,可以用卫星锅
天线材料的选择:
对于有尺寸的图纸:例如双菱,反射板增大能增加一点效果,其它就按图纸不用再改变了。
         对于反射板材料的选择:反射板上面镀一层导电性能好,密度大的金属,能更有利于反射。密度差能更加有利反射信号。
         对于振子材料的选择:银的成本高,用铜就行了。一般铜丝直径2-3mm就行。太粗太细都影响效果。
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