多元折合振子天线
折合振子天线的设计及在无线电领域的应用
监测检测折合振子天线的设计及在无线电领域的应用文I 甘肃省无线电监测站裴斐随着无线电业务突飞猛进的发展，对无线电频谱资源 的管理和监测提出了新的挑战,无线电电磁环境日益复杂， 频率供需矛盾日趋尖锐。
这些问题都对无线电监测手段提 出了更高的要求，希望设备更加智能化、宽带化、小型化， 希望在接收无线电的同时保证无线电信号的高质量、不失 真。
而天线是无线电监测设备的重要部件，是整个无线电 波接收过程的入口。
天线的发射和接收是实现无线电信号 传递的关键。
目前，对小型化的无线电监测天线的需求越 来越迫切。
半波对称振子在超短波和短波波段内的使用范围非常 广，但是由于它的输入阻抗低，而平行双导的阻抗又过高， 为了能够使天线和馈线之间实现更优的兼容，只能靠增大 输入阻抗，折合振子天线恰恰能够满足这个要求。
图1是馈点在单边中点位置的平行对称振子，端线距D 和L 远小于波长的窄环。
折合振子天线接收频段的宽或窄，都 是由对天线使用中的指标要求和 性能，根据频率变化而变动的程 度决定的。
通常来讲，如果频率 的变化幅度不是很大，折合振子 天线的方向性变化就会不明显。
但是这样做的后果是输入端的电 抗变化变大，导致行波系数下降，最终使传输效率降低。
而要想优 化阻抗特性，实现天线工作频段 进一步扩宽、尺寸进一步缩小，可以在天线两端加装阻抗来满足 需要。
所以当天线的尺寸和输入 阻抗匹配时，可以达到更加良好 的状态。
而折合振子天线的优点 显而易见，其具有局质量的阻抗 特性，便于设计和生产，还有较 宽的工作带宽，经常用作短波和 超短波的接收天线。
在折合振子天线的基础上，增加与天线长度相匹配的阻抗来 改善天线特性，仿真结果如图2 所示。
明显可以看出，加载天线对扩宽天线带宽的效果是很明显的。
从整体分析可看出， 在全频段内天线的驻波比小于3,已经达到设计指标，甚 至在个别频段内驻波比达到2以下（见图3 )。
通过笔者大量查阅相关资 料和仿真实验发现，在此天线 设计模板的基础上，再在天线辐射体左侧添加一臂，构成双 臂式结构能够更大地提升天线 效果。
八木天线制作
八木天线的制作八木天线它的优点是结构简单、增益高、方向性强，比较适合业余无线电爱好者自己动手制做。
本人根据有关资料和个人制做12单元八木天线的经验，向大家介绍一下有关八木天线的设计计算和制作方法。
本人设计的八木天线的图纸：下面先介绍一下各振子长度的计算方法。
1．反射振子长度取0.52λ。
（λ是波长）2．馈电振子长度取0.95λ/2；馈电振子宽度取0.03λ；馈电振子接线开口宽度一般取2.5cm。
3．引向振子长度取0.4λ（10单元以上的，最远端的3~4个引向振子长度取0.2~0.3λ）。
各振子间的间距。
1．第一根引向振子与馈电振子的间距为0.1λ。
2．第二根引向振子与第一根引向振子的间距为0.12λ。
3．第三根引向振子与第二根引向振子的间距为0.13λ。
4．第四根引向振子与第三根引向振子的间距为0.15λ。
5．第五根引向振子与第四根引向振子的间距为0.16λ。
6．第六根引向振子与第五根引向振子的间距为0.2λ。
7．第七根引向振子与第六根引向振子的间距为0.3λ。
8．其于的引向振子间的间距0.325λ。
9．反射振子与馈电振子的间距为0.15λ。
加工与安装注意事项材料的选用：a. 频率在400MHz以下的振子选用φ8~12的铜管或铝管。
b. 频率在400MHz以上的振子选用φ3~6的铜管或铝管。
c。
天线横杆和支架可选用金属管或其他材材。
加工方法：a. 馈电振子选用φ8~12mm铜管或铝管的可以采用热加工方法按设计的形状和尺寸把金属管内装满比较细的干沙子（注意要装实），加热后弯制成型，然后将沙子倒出既可，馈电振子选用φ3~6mm铜管或铝管的可以采用冷加工方法按设计的形状和尺寸用弯管器弯制成型。
b. 反射振子和引向振子分别焊接在天线横杆上，也可用螺丝钉固定，（注意所有振子一定要在一个平面上和天线横杆垂直，馈电振子要和天线横杆绝缘）安装和注意事项：用于接收电视信号，振子和地面平行安装。
用于接收调频广播信号或用于业余电台的发射和接收时振子和地面要垂直安装。
各种J型天线制作
形形色色的J型天线J型天线的特点：J型天线又叫波兰人天线，其特点是辐射仰角极低，且有一定的增益，效率是1/4 GP天线的二倍。
增益有3-4.5DB. J型天线上边的1/2部分是辐射段，下边的1/4部分是匹配段。
调整好的J型天线的阻抗为纯阻50欧，可直接与50Ω同轴电缆连接。
由于其取材容易制作简单，得到了许多HAM的喜欢。
见图一、图一A ：馈电点的接法：50Ω同轴电缆的芯线接长边馈电点，外皮接短边馈电点。
驻波的调整：J型天线SWR受环境的影响较大，馈电点的位置一定要用驻波表在实际安装位置来调整。
J型天线计算：/jpol.htm根据图一用软件计算的J型天线的各部尺寸：( 米)频率 A B C D7.0500 30.480 10.116 0.994 0.95114.175 15.161 5.032 0.494 0.47221.400 10.040 3.331 0.326 0.31428.200 7.620 2.530 0.250 0.23829.600 7.260 2.411 0.238 0.22650.000 4.298 1.426 0.140 0.134145.00 1.481 0.491 0.049 0.046435.00 0.494 0.165 0.015 0.015J型天线还有很多的形式，详见图二到图八，天线的形式也还在不断的变化之中，希望大家举一反三，不断添加，创造出中国人自己的天线。
图一：标准J型天线增益=3db图一A：馈电点的接法J型天线的各种变形：图二：V/U双段J型天线由单频段J型天线发展而来，双段匹配的馈电方式由两段50Ω同轴电缆完成。
连接到T形合路器后，用50Ω电缆引入室内。
图三：折合振子J型天线增益=6db300欧馈线做的J型天线,取材容易，便于携带。
同样也适用于短波段。
图四：折合振子J型天线详图折合振子J型天线,折合部分增加了一个半波可提高增益。
如果直接增加半波就要加反相线圈，折合过来后，既缩短了长度又起到了反相作用。
UHF波段折合振子J形天线的制作
天线的总长度是3波长，右边的1波长是辐射段，左边的1波长是匹配段。
这种匹配馈电点的位置理论值是在天线的1/8波长处，而天线受环境的影响较大，天线的制作尺寸不同，所处的环境不同时，馈电点的位置也会不同，不必细究，这很正常。
你从匹配段的开口处向下看，开口处是高阻，很适合与1/2波长的天线匹配，逐渐向下，阻抗也逐渐变低，到短路的地方阻抗为零。
这是一个渐变的过程，总会有一个地方是纯阻50Ω，这就是你要的地方，也是效率最好的地方。
我做的天线宽度是12mm，馈电点大约在由下向上80mm的位置，仔细调整一下馈电点的位置，在435MHz时使驻波小于1.2，天线就合格了。
该天线受环境的影响较大，整个调整过程一定要在实际安装的位置来调整，不然驻波变化会比较大。
天线调整做完一副新天线，要分两步来调整天线。
1. 先要找天线的自然谐振点，即看天线在什么频率驻波最小，此时先不管驻波是多少，只要看你测的这组数据的最小值就行了。
如谐振频率偏低，说明天线长了，如谐振频率偏高，说明天线短了。
反复修整天线尺寸，直到你要的频率驻波相对最小。
2. 调整馈电点位置，使驻波调到1.2以内就行了，这样调出来的天线效率最好。
不管是调UHF、VHF还是调HF天线，只要是调谐振型天线都要走以上两步。
不要一开始就调驻波，那样，即使天线的驻波调到1.1时，由于不在其天线的自然谐振点上，天线的工作效率也不高。
天线封装调好后的天线可装入一根PVC管内，管子的上下装上管帽，在下边的管帽上固定一个电缆头或由电缆直接引出就可实际使用了。
有一点要注意，调好后的天线装入PVC管内后，天线的谐振点将下降0.5～1MHz。
但因天线的工作频带很宽，所以我们也不必太在意。
如果你对此不放心，那么你在调天线时，可事先将中心频率调高0.5～1MHz就可以了。
这款天线制作的成功率很高，很适合新手朋友练习制作，天线在准备好材料后，手快的一小时就可做一条，手慢的半天也能完工了吧？苗条瘦小的形状适合安装在任何地方。
第7讲折合振子与八木天线
第Research Institute of Antennas & RF TechniquesSchool of Electronic & Information Engineering第Research Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF Techniques实际应用中也经常用到非直线的导线振子，如VResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF Techniques【例型振子。
90DResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF Techniques=Lλ/2Research Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF TechniquesResearch Institute of Antennas & RF Techniques，相当于双导线的特性阻抗为300欧姆。
天线振子原理
一文看懂天线振子是什么及其工作原理和应用天线振子原理是什么在现代无线通信系统中，天线振子是负责将高频电流转换为电磁波并向空中发射的重要部件。
它直接影响着无线通信的质量和距离，因此对天线振子的研究一直是无线通信领域的热点之一。
本文将介绍现代天线振子的原理，包括基本概念、设计原则和应用场景。
什么是天线阵子工作原理天线振子是指安装在天线上的一个导体，天线振子负责将高频电流转换为电磁波并向空中发射。
在现代无线通信系统中，天线振子的形状和尺寸取决于所需的工作频率和天线的类型。
例如，在低频段，天线振子通常是棒状的或板状的，而在高频段，天线振子通常是片状的。
天线振子的基本工作原理是利用电磁感应原理。
当高频电流通过天线振子时，它会将其转换为磁场。
这些磁场又会在空气中产生电磁波，从而将信号传输到远方。
现代天线阵子设计原则在现代天线振子的设计中，需要遵循以下几个原则：1、阻抗匹配阻抗匹配是天线振子设计中最重要的因素之一。
它的目的是使天线振子的阻抗与传输线或发射器的阻抗相匹配，从而最大限度地减少信号反射和能量损耗。
如果天线振子的阻抗与传输线或发射器的阻抗不匹配，将会导致信号反射和能量损耗增加。
为了实现阻抗匹配，可以使用电阻、电感和电容等元件来调整天线振子的阻抗。
通常，天线振子的阻抗应设置为50欧姆或75欧姆，这是最常见的传输线阻抗。
2、辐射效率辐射效率是指天线振子转换为电磁波的效率。
在现代天线振子的设计中，辐射效率是一个非常重要的指标。
它与天线振子的形状、尺寸、材料和介电常数等因素有关。
在设计中，需要权衡辐射效率和带宽之间的平衡。
3、带宽带宽是指天线振子能够工作的频率范围。
在现代天线振子的设计中，带宽也是一个非常重要的指标。
为了满足现代无线通信宽带的需要，天线振子的带宽需要足够宽，以便能够覆盖所需的工作频率范围。
天线阵子的应用场景在现代无线通信系统中，天线振子被广泛应用于各种不同的设备中，包括基站天线、直放站天线、手机天线等。
什么是天线的驻波比
什么是天线的驻波比？只有阻抗完全匹配，才能达到最大功率传输。
这在高频更重要！发射机、传输电缆（馈线）、天线阻抗都关系到功率的传输。
驻波比就是表示馈线与天线匹配情形。
不匹配时，发射机发射的电波将有一部分反射回来，在馈线中产生反射波，反射波到达发射机，最终产生为热量消耗掉。
接收时，也会因为不匹配，造成接收信号不好。
如下图，前进波（发射波）与反射波以相反方向进行。
完全匹配，将不产生反射波，这样，在馈线里各点的电压振幅是恒定的，如下图中左部分（a），不匹配时，在馈线里产生下图右方的电压波形，这驻留在馈线里的电压波形就叫做驻波。
驻波比（SWR）的S值的计算公式为下图：当然还有其它的驻波比计算方法，不过计算结果是一样的。
驻波比越高，表示阻抗越不匹配，业余玩家，做到驻波比小于1.5就算可以了。
最后提醒一点，天线的好坏不能单看驻波比，现在大家如此迷信驻波比的原因很简单，就是因为驻波表好便宜、好买。
不要因为天线驻波比很低就觉得一切OK，多研究天线的其它特性（如方向性）才是真正的乐趣。
电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量部件之间的匹配是否良好。
测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1，如果接近1:1，当然好。
但如果不能达到1，会怎样呢？驻波比小到几，天线才算合格？VSWR及标称阻抗发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。
如果发射机的阻抗不同，要求天线的阻抗也不同。
在电子管时代，一方面电子管本输出阻抗高，另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广，流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线，因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。
而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆，因此产品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。
如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台，那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线，因为那样反而帮倒忙。
只要设法调到你的天线电流最大就可以了。
VSWR不是1时，比较VSWR的值没有意义天线VSWR＝1说明天线系统和发信机满足匹配条件，发信机的能量可以最有效地输送到天线上，匹配的情况只有这一种。
折合振子J型天线
折合振子J型天线
折合振子J型天线
一种形似折合振子的垂直极化天线，被称作“SLIM JIM”天线，已在专业通信领域广泛应用。
业余通信实验中，这种细瘦的折合振子J 型天线也受到了青睐。
这种“折合振子J型天线”如图所示。
其特点是：辐射仰角极低，约在0～10°之间，有3dB的增益，效率是λ/4 GP天线的二倍，因天线自身具有匹配功能，可直接与50Ω同轴电缆连接。
有资料显示，SLIM JIM天线的水平面辐射强度比5/8波长的GP天线还要强出许多，可见其优点是十分明显的。
为了实验这种天线的收发性能，笔者在住宅的楼顶装上折合振子J 型天线。
用驻波表测定其馈电点位置，发现当馈电点离下端约λ/8时，其驻波比约在105左右(应用者一定要实测定位，这对于150MHz及以上频段通信十分重要)。
在市内，以150MHz 3W手机用该天线时，可通达20km处的郊外。
尽管有不少寻呼台的干扰，但其通信质量相当可靠。
为了实验其DX性能，用TK－708机25W功率输出，在晚间可与80km外的南京市内HAM作QSO，对方给予RS－55～56的报告。
白天因较多干扰及气候的影响，QSO的几率相对较少一些。
以上实验证明，折合振子J型天线制作、安装、调试均较GP型天线简单，且效率较高。
对于V/UHF业余通讯有实用价值。
笔者认为值得推广。
需要说明的是，有的HAM在安装本天线后，用一塑料硬管套在天线上作为保护，这是有积极意义的。
但因硬质塑管质量的差异，套在天线上以后，可能会影响驻波比，请在应用中加以注意。
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多元折合振子天线
半波振子天线和折合振子天线的增益低,波瓣宽,前方和后方具有相同的接收能力,所以它们只适用于信号强,干扰小的地方,当接收点离电视台较远,信号较弱或信号较强但干扰较大反射波影响
较严重时,就要采用多元高增益定向天线了,这就是多元振子天线,又叫八木天线,在有源振子的后面加上反射器,前面加上引向器,就构成多元振子天线,引向振子,反射振子与有源振子加起来的数目就是天线的单元数.
多元振子天线的后方波瓣消失,前方灵敏度大大提高,原理如下:
1.反射器对前方P点和后方Q点来的信号的作用
右图中的有源振子工作在谐振状态,
其阻抗为纯电阻,反射器则用长度比有振子长5%-15%,而呈现感性.设反射器与有源振子相距λ/4,从天线前方的P点来的电磁波先到达有源振子,并使之产生感应电势e1,感应电流I1.电磁波再经过λ
/4的途经才到达反射器,并使之产生感应电势e2和感应电流I2.由于反射器与有源振子在空上相差λ/4的路程,所以e2比e1落后90°,而I2又由于反射器呈现感性而比e2落后90°,故I2比e1落后180°,反射
器电流I2产生的辐射场到达有源振子形成的磁场H2又比I2落后90°,即H2比e1落后270°.根据电磁感应定律,H2在有源振子里产生的感应电势e1-2比H2落后90°,结果e1-2比e1落后360°,也就是说反射器
在有源振子所产生的感应电势e1-2和原振子的感应电势e1是同相的,天线输出电压是等于e1与e1-2之和,可见反射器使天线接收前主信号的灵敏度提高了,根据类似的推导可知:反射器对后方Q点来的信号
有抵消输出的作用.
2.引向器的作用
引向器比有源振子短5%-10%,其阻抗呈电容性,假设引向器与有源振子间的距离也是λ/4,用同样的方法可以推导出下述结论:引向器对前方来的信号起着增强天线输出信号作用.
综上所述,反射器起着消除天线方向图后瓣的作用,反射器和引向器都具增强天线前方灵敏度的作用.。