八木天线设计BD6ABP粗译版.doc

美国标准局技术报告688八木天线设计 BG6ABP译内容1、介绍 12、测量方法 13、结果 1 反射器间距对天线增益的影响 2不同的等长度引向器和间距对不同长度八木天线增益的影响 2 不同直径和长度的引向器对天线增益的影响 6 寄生元为最佳尺寸时横梁的尺寸对天线的影响 6 间距和分层对可实现的增益的影响 64、设计八木天线 165、结论 216、感谢 217、参考资料 21 表格和图列表表1 六种不同的八木天线的寄生元的最佳长度 7图1 半波对称振子和反射器在不同间距单元间距下的增益 3图2 3图3 4图4 天线增益作为天线长度(引向器数) 4图5 天线增益作为天线长度(引向器数) 5图6 天线增益作为天线长度(引向器数) 5图7 不同长度八木天线的增益比较,以显示最大增益下的引向器最佳长度与最佳的统一引向器长度之间的关系 8图8 、三单元不同长度与直径的引向器、 8图9 显示单元直径-波长比与单元长度的不同关系的不同天线的设计数据 9图10 横梁对天线单元长度的影响 10图11 层叠型八木天线阵间距与增益的函数关系 11图12 11图13 12图14 三单元、 12图15 五单元、 12图16 六单元、 13图17 十二单元、 14图18 十七单元、 14图19 十五单元、 15图20 例1中计算各单元长度时设计曲线的使用 18图21 例2中计算各单元长度时设计曲线的使用 20八木天线设计此报告使用建模的技巧,给出不同长度八木天线的最佳设计方案。为了便于设计天线的实际长度――――频率范围适用于HF、VHF和UHF――这些资料都以图形数据的形式给出。我们也研究过在不同天线参数对可实现的增益的影响,其结果也在本文中给出。最后,为获得更高增益的两副或更多天线的层叠结合天线阵的辅助数据我们也在本文中给出。关键字:天线、引向器、驱动单元、增益、方向图、反射器、八木天线。介绍八木-宇田天线[1](通常称为八木天线)。八木天线通常由一定数目的引向器和反射器组成,当它们适当地安装在支撑梁上时,能够增加天线在某个方向上的辐射强度。自从八木天线诞生以来,就出现了大量有关八木天线的分析、设计以及使用的报告[2、3、4、5、6、7、8、9]。然而,似乎很少有关于寄生元直径、单元长度、单元间距、支撑梁的影响、多反射器以及总长度对增益的影响的报道。本报告给出了由国家标准局所作出的有关以上各方面的大量的测量结果,这些结果均以图形数据的形式给出,以方便天线的设计从而获得最大的增益。此外,我们也给出了层叠型天线(一副天线在另一副天线的上方)的设计标准。天线的增益是基于与测试的八木天线有相同离地调试的水平对称振子天线的分贝数(dB)。测量方法(略) 结果本次实验研究的测量结果均以图形数据的形式给出,我们的用意是为大家提供一种设计实际的天线并获得最高增益的简单的方法。这些测试的目的在于获得以下数据:a 反射器间距对天线增益的影响b 不同的等长度引向器的间距和数量对八木天线增益的影响c 不同直径和长度的引向器对天线增益的影响d 寄生元为最佳尺寸时横梁的尺寸对天线的影响e 间距和分层对天线增益的影响f 不同天线的方向图反射器间距对天线增益的影响本文涉及的实验的天线的横梁都是用树脂玻璃做的材料,安装在离地面3λ高。,(1/4寸)的铝管做成。八木天线的驱动单元和参考的半波对称振子天线均采用半波长折合振子,使用双支节匹配到50Ω。对称振子与反射器的不同间距组合所得的天线增益见图1。,。在以后的测量中一直采用此反射器与对称振子的间距。然而,对不同参数的天线反射器的长度均作了优化以获得最大增益。。,其它长度的天线也应能够实现相似的优化设计。图3为实验中的一副天线。如图所示,我们采用钻孔的树脂玻璃作支撑梁,。我们分别测试了不同的反射器形状:全面反射表面、抛物面和角状反射器。另外,我们也把不同形状的表面放置在驱动单元后的不同距离以作测试。在测试过的组合中,图2所示的那个获得了高于单一反射器最多的增益。不同的等长度引向器的间距和数量对八木天线增益的影响本节涉及的测量均使用前面提到的绝缘横梁。驱动单元为λ/2折合振子,,。(=)。天线的增益作为不同等引向器长度和间距的天线的长度(引向器数)的函数来测量。,。天线的长度――从驱动单元到最远的引向器――。所有情况下的反射器都是固定的。虽然我们做过很多的测量,我们只给出能显示该参数对增益有影响的结果和相关的图表。图4、、、。,。然而,请注意,各单元间距减小后,在较短的天线获得最大增益时,方向图会出现摆动,此摆动随天线长度在最大值与最小值之间的改变而有所不同。在引向器长度增加时,方向图的改变也变大,而且天线的增益也随之减小,见图5和图6。。对于优化过的引向器长度的天线,。表1给出了不同长度天线的最佳参数。不