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八木天線(引向天線)

2014/5/5 16:22:19      點擊:

    八木天線的結構如圖所示,由有源振子、反射器和引向器組成。斜支桿、直桿和橫桿可以選金屬材料也可以選用非金屬材料,一般選用鋁材。 為了更好的抑制后瓣,有時將反射器制成王字形,位于同一垂直面上,也可以制成角形如圖。反射器振子間的間距一般為λ/8~λ/20,引向器振子間的間距有兩種:一種為等間距,通過改變各振子間的長短來獲得最佳匹配;另一種為等長度,通過改變各振子間的距離來獲得最佳匹配。

 

 

天線原理
有源振子是關鍵的一個單元。有兩種常見形態:折合振子與直振子。直振子其實就是二分之一波長偶極振子,折合振子是其變形。有源振子與饋線相接的地方必需與主梁保持良好的絕緣,而折合振子中點仍與大梁相通。
仿制一副天線,但總還需要進行適當的調整。調什么?為什么要調?這就需要我們去了解所做天線的原理。
天線的一個重要特征,那就是“輸入阻抗”。在諧振狀態,天線如同一只電阻接在饋線端。常用饋線阻抗為50Ω,如果天線輸入阻抗也是50Ω,那就達到了“匹配”,電臺輸出的信號就能全部從天線上發射出去;如果不“匹配”,一部分功率就會反射回電臺的功放電路。
二分之一波長偶極天線的輸入阻抗約為67Ω,二分之一波長折合振子的輸入阻抗則高于前者4倍。當加了引向器、反射器后,阻抗關系就變得復雜起來了??偟膩碚f八木比僅有基本振子的阻抗要低很多,且八木各單元間距大則阻抗高,反之阻抗變低,同時天線效率降低。有資料介紹,引向器與主振子間距0.15波長時阻抗最低,0.2-0.25時阻抗高,效率提高。這時阻抗的變化范圍約在5-20Ω間。
經典的折合振子八木天線的特性阻抗約為300Ω,(振子間距約四分之一波長)如常見的電視接收天線。折合振子折合的間距狹窄時、或二分之一波長的“長邊”直徑大于那兩個約四分之一波長的“短邊”的直徑時,其輸入阻抗較高。

 

 

傳輸
我們的通信機輸出都是按50Ω設計的,配50Ω電纜作饋線。八木天線怎樣才能與饋線達到阻抗匹配?顯然不能不考慮這個問題。于是就有了各種各樣的匹配方法。短波波段八木常用的“發夾式”匹配,是在饋電處并接一段U型導體,它起著一個電感器的作用,和天線本身的電容形成并聯諧振從而提高了天線阻抗;還有經典的“伽瑪”匹配、著名的HB9CV天線等等。最簡單的做法是把靠近天線饋電處的饋線繞成一個約六、七圈直徑約15厘米的線圈掛在那里,我想這與發夾匹配的原理應該是一樣的吧。
還有一個問題要注意:八木天線是“平衡輸出”,它的兩個饋電點對“地”呈現相同的特性,但通常的收發信機天線端口卻是“不平衡”的,芯線是熱端,外導體接地。雖然我們也可以視而不見地將饋線芯線隨意接在天線兩個饋電點之一上,另一點接饋線的外導體層,但是,這將破壞天線原有的方向特性,而且在饋線上也會產生不必要的發射。一副好的八木,應該有“平衡-不平衡”轉換。

 

 


 

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