八木天線由一個(gè)有源振子,一個(gè)反射器和若干引向器組成。其中稍長于有源振子的反射器起反射能量作用,較有源振子稍短的引向器起引導(dǎo)能量的作用。有源振子兩側(cè)的反射器和引向器使原來的雙向輻射變成單向輻射,以提高天線的增益。八木天線結(jié)構(gòu)簡單、饋電方便,具有較高的增益。
八木天線由一個(gè)有源振子,一個(gè)反射器和若干引向器組成。其中稍長于有源振子的反射器起反射能量作用,較有源振子稍短的引向器起引導(dǎo)能量的作用。有源振子兩側(cè)的反射器和引向器使原來的雙向輻射變成單向輻射,以提高天線的增益。八木天線結(jié)構(gòu)簡單、饋電方便,具有較高的增益。
2021
1 、天線的重要性 天線作為一種電磁換能器元件,其在整個(gè)無線電通信系統(tǒng)中的位置十分重要。質(zhì)量的好壞直接影響到發(fā)射和接收的距離和效果。換句話說,沒有天線就沒有無線電通信。 2、什么是八木天線 八木天線是由一個(gè)有源振子(一般用折合振子)、一個(gè)無源反射器和若干個(gè)無源引向器平行排列而成的端射式天線。在二十世紀(jì)20年代,由日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郞兩人發(fā)明了這種天線,被稱為"八木宇田天線",簡稱"八木天線"。 八木天線也叫做“引向天線”、“八木宇田天線”(Yagi-Uda antenna)、“寄生天線”,是一種定向天線。 3、八木天線的基本特性 八木天線由一個(gè)有源振子與若干無源振子組成。有源振子與饋線直接相連,引向器和反射器都是無源振子。 有源振子被饋電后在空間產(chǎn)生電磁波,通過耦合在無源振子上產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)生輻射。改變振子長度與間距時(shí),無源振子上感應(yīng)電流的幅度和相位也隨著變化,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整各振子的長度與間距,就可獲得良好的方向圖、阻抗等電器指標(biāo)。若無源振子與有源振子的間距小于λ/4,長度短與有源振子時(shí),方向圖指向無源振子一側(cè),相應(yīng)的無源振子稱為引向器,比有源振子長的無源振子稱為反射器。 八木天線具有結(jié)構(gòu)簡單、饋電方便、制作簡便等突出優(yōu)點(diǎn),廣泛用于米波、分米波波段的通信、雷達(dá)、電視及其他無線電設(shè)備中。 八木天線的缺點(diǎn)是調(diào)整較難,頻段較窄,一般在5%以內(nèi)。 4、八木天線的設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的電器指標(biāo):增益、波瓣寬度、副瓣電平、前后輻射比、輸入端駐波比以及工作帶寬等設(shè)計(jì)天線時(shí),設(shè)計(jì)任務(wù)是確定振子單元數(shù)目N,反射器、引向器、有源振子的尺寸和響應(yīng)位置等,之后要驗(yàn)證是否滿足規(guī)定的電氣指標(biāo)。 天線的指標(biāo)在工作頻帶的低端容易達(dá)到,而在高端變化較快,因此設(shè)計(jì)頻率通常選為高于中心頻率。天線的各部分對各項(xiàng)指標(biāo)的影響程度不同,有時(shí)某些指標(biāo)之間存在著矛盾,因此設(shè)計(jì)過程中藥折中處理。 5、單元數(shù)目N的確定 振子數(shù)目N主要根據(jù)增益或方向性系數(shù)來確定。由于八木天線的效率一般達(dá)90%以上,一次增益近似等于方向性系數(shù)。八木天線是慢波結(jié)構(gòu)的行波天線,因此它的增益可用行波天線公式計(jì)算,即G≈10L/λ。 根據(jù)增益要求先確定天線總長L/λ,然后利用引向器和反射器常用的間距確定N,或者由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接選擇N。通常引向器的振子數(shù)目為6~12比較適宜,若再增加引向器數(shù)目對提高增益沒有顯著效果。對于更高的增益要求,可食用八木天線陣列來實(shí)現(xiàn),通常認(rèn)為單個(gè)八木天線總長取L≈(3~3.5)λ,甚至有時(shí)為了 使天線結(jié)構(gòu)緊湊,陣列中八木天線單元增益限制在10dB左右。 6、引向器 引向器是八木天線的關(guān)鍵部分,對天線增益、后向輻射、輸入阻抗等都有明顯的影響。確定N之后,引向器數(shù)目N-2亦確定了,再出L/λ便可求出間距d。間距大一些較為有利,但當(dāng)d>0.4λ后增益會(huì)下降。一般取值范圍d=(0.15~0.4)λ。d較大時(shí),波瓣較窄,輸入阻抗頻率響應(yīng)較平穩(wěn),但副瓣較大;d較小時(shí),副瓣電平較低,抗干擾性能較強(qiáng),而增益差一些。因此,若照顧前者可取d≈0.3λ;強(qiáng)調(diào)后者可取d≤0.2λ。不管哪種情況,引向器正字與有源振子的間距d01應(yīng)取小一點(diǎn),一般為d01=(0.6~0.7)d,這時(shí)增益略有增加。