第 讲折合振子与八木天线
八木天线的原理和制作
八木天線的原理和製作八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。
八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。
有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。
但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。
至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。
通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。
由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。
通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。
反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。
因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。
当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。
适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。
同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。
这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。
导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。
几种常见的天线
八木天线的方图：
图6-4-7 8元引向天线的方向图
八木天线的优点及应用：
配上仰角和方位旋转控制装置，可较为灵活的与各个方向上的电台联络。可被用于无人机的地面遥控天线。
有着很好的方向性，被广泛的用于微波通信、雷达、电视等无线电系统中。
对数周期天线
特点：
它是一种宽带天线
工作原理：
从短振子端馈电
用途：
喇叭天线
结构：
矩形波导终端逐渐张开，即可形成喇叭天线。
特点：
可以得到较尖锐的主瓣，并且旁瓣可以做的很小。 频率特性较好，适用频段较高。
用途：
独立使用时，常用作测量校准用天线或者探底雷达天线
也可以作为抛物面天线的馈源使用
引向天线（八木天线）
上个世纪二十年代，日本东北大学的八木秀次和宇田太郎两人发明了这种天线，被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。
简介：
结构：
天线构成如图所示：
1、与馈线相连的称为有源振子或主振子
2、比有源振子略长的称为反射器
3、比有源振子略短的称为引向器
馈线
有源振子 （辐射器）
无源振子 （反射器）
对称振子由两段同样粗细，长度各为l的直导体组成
对称振子天线
两导体内端接馈线，两导体内端间距 ，可忽略不计。 最主要的区别在于：对称振子的长度并非远小于波长 振子上各点的电流不再相等 振子上各点至远场的距离不能认为是相等的
对称振子天线与基本电振子的区别
折合振子天线 结构： 优点： 可以看成是由半波长短路线折叠而成，折叠后的上下两导体的间距远小于波长 1、输入电阻大 2、工作频带要宽与普通的半波振子天线
无源振子 （引向器）
1
工作原理：
2
八木天线的原理和制作tm
八木天线的原理和制作t m公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]八木天线的原理和制作八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。
八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。
有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。
但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。
至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflecto r）和导向器（Director）两种。
通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。
由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。
通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。
反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。
因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。
当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。
适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。
同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。
这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。
天线第八讲-八木天线与振子天线小型化20160323
反 射 器
激励元
支撑杆
引向器
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
八木天线由三部分组成：激励元、引向元和反射
South China University of Technology
天线 Antennas
第8讲 八木天线与振子天线小型化
Yagi-Uda Antenna
褚庆昕
华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所 qxchu@
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
实际中，当引向器增加至
5-6个时, 增益增加明显， 若引向器增至 9-10个时， 增益基本保持不变。
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增加更多反射器阵元，增益只会增加零点几dB，
在激励元两边同时加反射器和指向器，会加强辐
South China University of Technology
射效应。下图为一个三元八木天线的例子，方向 图比二元阵大为改善，这些方向图的阵元间距离 为0.04λ。
阵结构
H面方向图
E面方向图
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八木天线的原理和自制教程分享
八木天线的原理和自制教程分享作为电磁换能元件，天线在整个无线电通信系统中位置十分重要，质量好坏直接影响着收发信距离的远近和通联效果，可以说没有了天线也就没有了无线电通信。
作为一款经典的定向天线，八木天线在HF、VHF以及UHF波段应用十分广泛。
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。
在二十世纪20年代，由日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发明了这种天线，被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。
本文首先介绍了八木天线的原理，其次阐述了自制八木天线的过程，具体的跟随小编一起来了解一下吧。
八木天线的原理八木天线定向工作的原理，可依据电磁学理论进行详尽地数学推导，但是比较繁琐复杂，普通读者也不易理解，这里只做定性的简单分析：我们知道，与天线电气指标密切相关的是波长λ，长度略长于λ/4整数倍的导线呈电感性，长度略短于λ/4整数倍的导线呈电容性。
由于主振子L采用长约λ/2的半波对称振子或半波折合振子，在中心频点工作时处于谐振状态，阻抗呈现为纯电阻，而反射器A比主振子略长，呈现感性，假设两者间距a为λ/4，以接收状态为例，从天线前方某点过来的电磁波将先到达主振子，并产生感应电动势ε1和感应电流I1，再经λ/4的距离后电磁波方到达反射器，产生感应电动势ε2和感应电流I2，因空间上相差λ/4的路程，故ε2比ε1滞后90°，又因反射器呈感性I2比ε2滞后90°，所以I2比ε1滞后180°，反射器感应电流I2产生辐射到达主振子形成的磁场H2又比I2滞后90°，根据电磁感应定律H2在主振子上产生的感应电动势ε1‘比H2滞后90°，也就是ε1比ε1滞后360°，即反射器在主振子产生的感应电动势ε1‘与电磁信号源直接产生的感应电动势ε1是同相的，天线输出电压为两者之和。
同理可推导出，对天线后方某点来的信号，反射器在主振子产生的感应电动势与信号直接产生的感应电动势是反相的，起到了抵消输出的作用。
八木天线由来及原理说明
八木天线的得名其实不是因为其有八根天线。
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摆列而成的端射式天线，由提出者的名字命名。
上个世纪二十年月，日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发了然这类天线，被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。
八木天线确实好用。
它有很好的方向性，较偶极天线有高的增益。
用它来测向、远距离通讯成效特别好。
假如再配上仰角和方向旋转控制装置，更能够为所欲为与包含空间飞翔器在内的各个方向上的电台联系，这类感觉从直立天线上是得不到的。
典型的八木天线应当有三对振子，整个构造呈“王”字形。
与馈线相连的称有源振子，或主振子，居三对振子之中，“王”字的中间一横。
比有源振子稍长一点的称反射器，它在有源振子的一侧，起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；比有源振子略短的称引向器，它位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。
引向器能够有很多个，每根长度都要比其相邻的并凑近有源振子的那根略短一点。
引向器越多，方向越尖利、增益越高，但实质上超出四、五个引向器以后，这类“利处”增添就不太显然了，而体积大、自重增添、对资料强度要求提升、成本加大等问题却渐突出。
往常状况下有一副五单元八木（即有三个引向器，一个反射器和一个有源振子）就够用了。
每个引向器和反射器都是用一根金属棒做成。
不论有多少“单元”，所有的振子，都是按必定的间距平行固定在一根“大梁”上。
大梁也用金属资料做成。
这些振子的中点要与大梁绝缘吗？不要。
本来，电波“行走”在这些约为半个波长长度的振子上时，振子的中点正好位于感觉信号电压的零点，零点接“地”，一点也没问题。
并且还有一个利处，在空间感觉到的静电正好能够经过这些接触点、天线的金属立杆再导通到建筑物的避雷地网去。
八木天线的工作原理是这样的（以三单元天线接收为例）：引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略擅长二分之一波长，两振子间距四分之一波长。
中北大学天线理论重点总结
1、天线：天线是辐射或接收电磁波的装置2、天线的作用：（1）发射天线：把导行电磁波（高频电流）转化为在预定方向辐射的空间电磁波（2）接收天线：把空间的特定电磁波转化为导行电磁波（高频电流）（3）发射和接收也可在同一个天线实现。
基站用双工器来实现同一天线的发射和接收。
手机用开关来实现同一天线的发射和接收。
3、天线的分类：（1）按用途：通信天线、广播天线、雷达天线、导航天线、测向天线等（2）按基本结构：线天线、面天线、缝隙天线、微带天线等二、天线元的辐射：1、辐射分为：电流元的辐射和磁流元的辐射2、天线的基本电参数：方向图，方向性，效率，增益，极化，输入阻抗3、方向图：表征辐射场方向性变化的图形。
4、两个主平面：E平面，即电场矢量所在的平面H平面，即磁场矢量所在的平面5、电流元的方向图：E平面：E面方向图为8字型横向辐射最大，纵向辐射为零。
H平面：H面方向图为全向或无方向性6、主瓣宽度：天线方向图通常有一个主要最大值和若干次要最大值。
头两个零值之间的最大辐射区域是主瓣，其他次要的最大值区域都是旁瓣或副瓣。
（1）半功率主瓣宽度：主瓣两个半功率点之间的角度,在场强方向图中,等于最大场强的的两点之间的角度。
（2）零功率波瓣宽度：头两个零点之间的角度。
主瓣宽度愈小，说明天线辐射能量愈集中，定向性愈好。
电偶极子的半功率主瓣宽度为90°。
7、旁瓣电平：离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣的电平，一般以dB表示。
通常要求尽可能小。
天线阵方向图的主瓣宽度小,则旁瓣电平就高；反之,主瓣宽度大,则旁瓣电平就低。
8、前后比：最大辐射方向(前向)电平与其相反方向(后向)电平之比,通常以dB表示。
通常要求尽可能大。
9、方向性：在远场区一球面上，最大辐射功率密度Smax与平均辐射功率密度Sav之比，（1）理想的各向同性天线的方向性为1。
所有实际天线的方向性都大于一。
（2）方向性常用分贝表示，需要选择一个参考源：若以各向同性源为参考，分贝表示为dBi，即D(dBi)=10lgD（全向辐射器）若以半波偶极子(D=1.64)为参考，分贝表示为dBd，，即D(dBd)=10lgD-2.15（半波振子天线）10、求沿z轴放置的电流元的方向系数、归一化方向图函数。
八木天线的原理和制作tm3901
八木天线的原理和制作八木天线（YaGiAntenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。
八木天线是由一个有源激励振子（DriverElement）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。
有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。
但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。
至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。
通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。
由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。
通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。
反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。
因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。
当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。
适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。
同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。
这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。
导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。
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第
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Research Institute of Antennas & RF Techniques 实际应用中也经常用到非直线的导线振子，如V
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Research Institute of Antennas & RF Techniques 【例型振子。
90D
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L λ=
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，相当于双导线的特性阻抗为300欧姆。
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俯视图端视图
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7.3 八木-宇田天线
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论八天天线原理的文章。
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y Research Institute of Antennas & RF Techniques 激励元引向器
支撑杆
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阵结构H面方向图
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y Research Institute of Antennas & RF Techniques 0.04λ，由数值方法可得H 面的方向图，寄生元比激励元长的一般趋势：出现了沿端射方向、且是由寄生元指向有源元的单一主瓣，这种
阵结构H 面方向图
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阵结构H面方向图
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阵结构H面方向图E面方向图
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八木天线设计曲线
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一个27元八木天线上的相对电流幅度
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【例7-2】为电视12频道设计一个工作在205.25MHz
的12元八木天线。
使用直径1cm的阵元，且与金属y
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舰载八木天线
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