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八木天线的工作原理和调解方法
 

八木天线,作为一款经典的定向天线,在HF、VHF以及UHF波段应用广泛。八木天线由一个有源振子(一般用折合振子)、一个无源反射器和若干个无源引向器平行排列而成的端射式天线。本文主要将从八木天线的原理以及天线调整、适用于户外的八木天线三个方面进行介绍。

一、八木天线的工作原理

以三单元(单元数为引向器、反射器、振子数目之和)八木天线为例。反射器略长于半波长,因此呈感性,其感应电流滞后于感应电动势90°。振子位于反射器前方四分之一波长处,其感应电动势超前反射器的感应电动势90°,而因为振子谐振,所以振子的电动势同电流同相。因此振子电流超前反射器电流180°,而反射器电流所感应出的磁场落后电流90°,感应磁场在振子上感应的电动势比磁场本身落后90°。最终,反射器在振子上的感应电动势同振子自身的感应电动势同相,二者叠加增强。引向器也依据类似的原理加强了振子的感应电动势。

二、八木天线的调解方法

影响八木天线性能的因素很多,八木天线的调整也比其他天线复杂一些。主要调整天线的两个参数:谐振频率和驻波比。即将天线的谐振频率调整在435MHz附近,并且使天线的驻波比尽可能接近1。

将天线架起距地面约1.5m,接上驻波表开始测量。为减小测量误差,连接天线至驻波表及电台到驻波表的电缆尽量短一些。三个地方可以调节:微调电容的容量、短路棒的位置和有源振子的长度。具体调整步骤如下:

(1)将短路棒固定在距横杆5~6cm处;

(2)发信机频率调至435MHz,调节瓷片电容使天线的驻波最小;

(3)从430~440MHz,每间隔2MHz,测量出天线的驻波,将所测数据作图或列表。

(4)观察驻波最小时所对应的频率(天线谐振频率)是否在435MHz附近,若频率偏高或偏低,可更换一根稍长或稍短几毫米的有源振子重新测量驻波;

(5)稍许改变短路棒位置,反复细调瓷片电容,使天线驻波在435MHz附近尽可能小。

天线调整时每次调节一处,这样容易找出变化规律。由于工作频率较高,各项调节的幅度都不要太大。如串接在γ棒上的微调电容调整好的容量大约是3~4pF,改变零点几皮法(pF)都会引起驻波很大变化。另外,横杆长度、电缆位置等许多因素也会对驻波的测量产生一定的影响,这是我们在调整过程中需要注意的。

三、适用于户外的八木天线

该系列八木天线包括经过阳极处理的铝质元件、实心元件、低损耗系列400同轴线缆和坚固耐用的安装硬件。3 dBi增益和全天候阳极化铝制结构,非常适用于无线射频识别(RFID)与检测控制和数据采集(SCADA)。

带天线罩的八木WiFi天线具有高增益和45°的波束宽度。它还特别适合定向和多点IEEE 802.11b、802.11g和802.11n无线局域网、蓝牙、公共无线热点应用和使用2.4GHz ISM频段的其他系统。此款天线采用独特设计,可以按垂直或水平极性安装。并且,此款天线封在具有标准防火等级的抗紫外线天线罩中,可以全天候运行。

天线非常适合定向和多点IEEE 802.11a/n WiFi和无线LAN应用,以及在5.8GHz ISM频段运行的其他系统。作为性能优异的轻质八木天线,30度波束宽度,可安装成垂直和水平当中任何一种极化方式。

 
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