八木天线有源振子制作有什么材料

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-04-07 12:02 标签： wifi八木天线制作
八木天线的原理和制作_百度文库
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八木天线的原理和制作
2​.G​八​木​天​线​的​原​理​和​制​作
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基于魔T的准八木天线的设计
　　1 引言
　　八木天线，又称为引向天线或波道天线，广泛用于米波和分米波通信、雷达、电视以及其他无线电技术设备中，传统的八木天线是由一个有源阵子，一个反射器和一个引向器组成。八木天线的优点是结构简单，可以得到很高的增益。缺点是频带较窄。
　　随着微波技术的快速发展，小型化、低剖面、低成本的天线倍受关注。微带八木天线具有高增益、低剖面的特点，传统的微带八木天线需要引入一个180°相位差的功分器作为馈电网络。由于180°相位差的功分器是不对称结构，天线方向图最大辐射方向受其影响，指向偏离端射方向。
　　本文结合一款新型的魔T，利用其等幅反相输出端口，设计了一种新型的微带八木天线。相对比文献，该天线采用的对称馈电端口，降低了馈电网络对天线辐射方向图的影响。该天线最大增益为5.95 dBi,电压驻波比在工作频带内低于1.93。
　　2 天线单元的结果与分析
　　微带八木天线的结构如图1所示。它是由三部分组成：一个有源阵子，一个引向阵子和实现等幅反相的魔T。其中魔T是用耦合馈电的方式实现两个输出端口的相位相反，地板作为微带八木天线反射器。
　　天线各个单元尺寸如下：微带馈线长度L0，线宽W0；地板耦合缝隙宽度S，长度Ls；50欧姆传输线L1，输出端口间距g；四分之一波长阻抗变化器L2×W2；有源阵子L3×W3，引向阵子L4×W4，阵元间距G。本文采用介电常数为2.65，厚度为1 mm的介质板，尺寸为L×W，利用ANSOFT公司的电磁仿真软件HFSS11.0进行仿真。
图1 微带八木天线
　　2.1 魔T差端口馈电网络
　　魔T是微波、毫米波电路中的重要器件，广泛应用于微波、电子对抗以及制导系统等。如图2所示，传统的魔T是一种四端口网络，端口2与端口4是相互隔离的。信号从4端口输入，从1，3端口输出，信号等幅反相，4端口称为Δ端口；信号从2端口输入，从1，3端口输出，信号等幅同相，2端口称为Σ端口。
　　利用魔T以上特点，结合设计了魔T差端口馈电网络，并应用在微带八木天线设计中，其结构如下图3。
图3 魔T差端口馈电网络
　　经过优化得到差端口网络的S参数，仿真结果如图4所示。在5GHz~6GHz范围内，S11小于-14 dB，S21和S31在-4.4 dB±0.3 dB范围内。传输系数与理想情况下-3 dB的要求还存在一定的差距，原因在与能量在两次微带与缝隙传输过程中向外辐射损耗。
　　两个输出端口相位差仿真图如图5所示。在4.8 GHz~5.7 GHz范围内，输出端口相位差在178.6°±0.3°范围内，在5.7 GHz~6 GHz范围内，端口相位差在181.2°±0.1°范围内。
　　由以上对该魔T差端口幅度、相位仿真结果分析可知，两输出端口在工作频率范围内基本满足等幅反相的要求。
图4 魔T 端口S参数仿真图
图5 魔T输出端口相位差仿真图
　　2.2 天线仿真结果
　　通过软件仿真优化，本文设计的准八木天线各个单元的尺寸为：L=70mm，W=40mm，L0=15mm，W0=W1=2.8mm，L1=18mm，S=0.4mm，Ls=4mm，L2=10.5mm，W2=1mm，L3=L4=17mm，W3=W4=1.4mm，g=1mm,G=7.5mm。天线实物如图6、7所示。
　　利用矢量网络分析仪测量出该天线的电压驻波比，测量结果与仿真结果如图7所示。在5.4GHz～6GHz之间的驻波比，测量结果与仿真结果存在一定的差距，天线存在加工误差与测量误差。但在工作频带内驻波都小于1.93。
　　仿真得到的准八木天线的E面、H面方向图，如图8所示。由图可知，天线辐射方向图对准Theta=0°方向，馈电电路对主波束方向影响不大。
(a) 5 GHz E面H面方向图
(b) 5.5 GHz E面H面方向图
(c) 6 GHz E面H面方向图
图8 E面(xoy平面)H面(yoz平面)归一化辐射方向图
　　天线增益方向图如图9所示，在工作频带内，天线增益最大为5.95 dBi，最低增益不低于5.6 dBi，满足指标要求。
图9 天线增益图
　　4 结论
　　本文利用魔T结构的差端口等幅反相的特性，成功的设计了一款准八木天线并加工制作了样品，天线实物如图6所示。本天线在5GHz～6GHz工作频带内，最大增益为5.95dBi，电压驻波比小于2。
　　本天线由于采用缝隙耦合的方式实现馈电，能量不可避免将会向外辐射，对天线的增益存在影响。地板对天线方向图也存在一定的影响。进一步的研究工作将致力于改善天线的相关性能。
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兄弟你好 这个八木天线的材料成本是天线制作里面最低的 而且性能是很高的。
八木多钱能买到呀
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兄弟你好 过几天把所有的参数和测试数据整理好发布给大家 把制作天线的材料都预备全就帮忙给需要的坛友制 ...
给我来根八木吧，大师
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如此手艺，让俺羡慕啊。
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宝兄发一个50单元图纸
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Powered by八木天线（YAGI）的制作
　　八木天线是一种引向天线，由一个有源振子和多个无源振子放置在同一平面上，并且垂直于连接它们中心的金属杆。一般一个无源振子为反射器，其余的无源振子为引向器。因为金属杆通过振子上的电压波节点，并垂直于天线，所以，金属杆对天线的近场影响很小。而有源振子必须与金属杆绝缘。
　　通过下表的数据可以看到，八木天线的增益高于垂直天线及偶极天线。(摘自《天线与电波传播》，北方交通大学徐坤生、蒋忠涌编著)
天线形式 反射器数 引向器数 有源振子数 方向性系数
偶极 　０ ０ １ ０ dB
二单元八木 １ ０ １ ３～４．５ｄＢ
二单元八木 ０ ０ １ ３～４．５ｄＢ
三单元八木 １ １ １ ６～８ｄＢ
四单元八木 １ ２ １ ７～１０ｄＢ
五单元八木 １ ３ １ ９～１１ｄＢ
　　从上表上可知，八木天线的单元越多，方向性越强。但是单元的增加不与方向性成正比。单元过多时，导致工作频带变窄，整个天线尺寸也将偏大。
　　在短波波段，波长较长，自制八木天线比较困难，在超短波波段（Ｖ／Ｕ），因波长短，可以比较方便的自制低成本的八木天线。
　　八木天线的数学计算复杂(我遇到数学推导就觉得头昏脑涨)，不过很多工程或理论书籍都给出它的尺寸，只要依照这些数据，就可以自制出一副不错的YAGI！
五单元八木天线的尺寸如图１
　　如果自制四单元八木天线，只要不安装引向器Ｄ就可以，天线也会显得小巧一点。如果想做成七单元，在上图的基础上加两个引向器单元，长度分别是半波长的８４％，８２％。新加的单元的间隔仍是波长的０．２倍。
　　我做的70CM波段八木天线，最初是四单元的，各个振子及其连接的金属杆，用ＢＧ４ＲＵＶ提供的铜焊条(直径２．５ｍｍ)制成。大约一个月后，买了一段２米长，直径４ｍｍ的铜条，又制了一可拆卸的四单元八木天线（找到一段矩形铜管作为连接各个振子的支杆，各个振子均用螺丝与支杆固定，便于携带）。第一支天线的谐振点比预计的中心频率（４３５兆赫）低了约２兆赫，但在４３０至４４０兆赫内的ＳＷＲ不高，最低的ＳＷＲ〈１．１，最高的ＳＷＲ也不大于１．４。第二支天线的ＳＷＲ在整个70CM频段内的起伏不大，最高约１．２。后来，我对这支可拆卸的天线作一些改动，利用剩下的材料又作成三个引向器，就这样我的这支天线既可以拼装成四单元八木天线，也可以拼装成七单元八木。
　　如果想做一支八木天线，但不要求方向性强，可以试试，动手做一支三单元八木天线。在此给处其尺寸（图２）。
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