2[1].4GHz 抛物面天线的高效馈源

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抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型,其工作原理基于抛物面的特殊形状。

抛物面天线主要用于电信和无线通信领域,如卫星通信、雷达系统和无线电广播等。

下面将详细介绍抛物面天线的工作原理。

一、抛物面天线的结构抛物面天线由抛物面反射器和馈源组成。

抛物面反射器通常由金属制成,具有抛物面曲率的特殊形状。

馈源则位于抛物面反射器的焦点处。

二、工作原理1. 抛物面反射器的特性抛物面反射器具有特殊的几何形状,其曲率使得从馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。

这种聚焦效应使得抛物面天线能够将发射或者接收的信号集中在一个方向上。

2. 馈源的作用馈源是抛物面天线的关键部份,它位于抛物面反射器的焦点处。

馈源通过电流激励产生电磁波,并将电磁波传输到抛物面反射器上。

由于抛物面反射器的特殊形状,馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。

这样,抛物面天线就能够将电磁波集中在一个方向上,实现信号的传输或者接收。

3. 抛物面天线的辐射特性抛物面天线的辐射特性与抛物面反射器的形状和馈源的位置有关。

通常情况下,抛物面天线能够实现高增益和较窄的波束宽度。

增益是指天线辐射功率相对于理想点源天线的辐射功率的比值。

波束宽度是指天线辐射功率下降到最大辐射功率的一半时的角度范围。

抛物面天线的高增益和较窄的波束宽度使其能够实现远距离的通信和较强的信号接收。

4. 抛物面天线的极化特性抛物面天线的极化特性取决于馈源的极化方式。

通常情况下,抛物面天线可以实现线极化或者圆极化。

线极化是指电场矢量在一个平面内振荡,可以是水平或者垂直方向。

圆极化是指电场矢量在一个平面内旋转,可以是顺时针或者逆时针方向。

抛物面天线的极化特性对于与其进行通信或者接收的设备的极化要求具有重要意义。

三、应用领域抛物面天线广泛应用于各种通信和雷达系统中。

以下是一些常见的应用领域:1. 卫星通信:抛物面天线被用于卫星通信系统中,用于接收和发送卫星信号。

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型,它利用抛物面的几何形状来实现对电磁波的聚焦和辐射。

抛物面天线主要由抛物面反射器和馈源组成。

1. 抛物面反射器:抛物面反射器是抛物面天线的关键组成部分。

它的几何形状是一个旋转抛物面,通常由金属材料制成。

抛物面反射器的作用是将来自馈源的电磁波反射并聚焦到一个点上,这个点就是抛物面的焦点。

抛物面的几何特性决定了反射的电磁波能够形成一个平行光束,从而提高天线的增益和方向性。

2. 馈源:馈源是将电磁波输入到抛物面天线的部分。

常见的馈源有两种类型:点馈源和线馈源。

点馈源位于抛物面的焦点处,将电磁波向反射器输入。

线馈源则位于抛物面的焦点线上,将电磁波沿着焦点线输入到反射器。

馈源的选择取决于具体的应用需求和设计要求。

3. 工作原理:抛物面天线的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:- 馈源产生电磁波并输入到抛物面反射器。

- 抛物面反射器将电磁波反射并聚焦到焦点处。

- 聚焦后的电磁波形成一个平行光束,从焦点处辐射出去。

- 辐射出去的电磁波在空间中传播,实现与其他设备的通信或信号接收。

4. 特点和应用:抛物面天线具有以下特点:- 高增益:由于抛物面反射器的几何形状,抛物面天线能够将电磁波聚焦到一个点上,从而提高天线的增益。

增益是衡量天线辐射能力的重要指标,高增益天线可以实现更远距离的通信或接收弱信号。

- 方向性:抛物面天线具有较强的方向性,能够将辐射能量集中在特定方向上。

这种方向性使得抛物面天线在无线通信、雷达系统等领域得到广泛应用。

- 宽频带:抛物面天线具有较宽的频带特性,能够适应不同频率范围内的信号传输需求。

抛物面天线在通信、雷达、卫星通信、无线电天文学等领域有着广泛的应用。

通过合理设计抛物面反射器和选择适当的馈源,可以实现对电磁波的高效聚焦和辐射,提高通信质量和接收灵敏度。

同时,抛物面天线的方向性和增益特性也使得它成为无线网络覆盖和信号传输的重要组成部分。

2.4g天线效率范围

2.4g天线效率范围

2.4g天线效率范围
2.4GHz 天线的效率通常取决于多个因素,包括天线设计、制造质量、安装环境等。

一般来说,2.4GHz是用于Wi-Fi、蓝牙等通信标准的频段,而天线的效率对通信性能至关重要。

以下是一些关于2.4GHz 天线效率的一般性信息:
1.内置设备天线:一些设备(如无线路由器、蓝牙设备)内置了
小型PCB(Printed Circuit Board)天线。

这类天线的效率通常
在50%到70%之间,但具体取决于设计和制造质量。

2.外置天线:外置天线的效率可以更高,通常在70%到90%之间。

这种类型的天线常用于无线路由器、Wi-Fi适配器、蓝牙设备等。

3.定向天线:一些特定应用需要定向天线,例如用于点对点通信
的定向天线或用于无线网络的方向性天线。

这些天线的效率可
以更高,达到90%以上。

4.安装环境:天线效率还受到安装环境的影响。

例如,天线在受
阻碍或有多径效应的环境中可能表现不佳,导致效率下降。

5.设计技术:使用不同的天线设计技术(例如贴片天线、螺旋天
线、定向天线等)也会影响天线的效率。

要准确评估特定天线的效率,通常需要进行天线测试或查阅制造商提供的技术规格。

在实际应用中,保持天线的正确安装和定期检查可以确保天线效率的最佳性能。

叠加双菱天线

叠加双菱天线

叠加双菱天线(12.9dBi)本文摘自Dragoslav Dobričić, YU1AW先生的《2.4GHz抛物面天线的高效馈源》激情无线(lijiqing)翻译Fig. 5. Horizontal and vertical diagrams of optimal bi-quad and 2 element bi-quadfeed图。

5。

最佳双菱天线和叠加双菱馈源天线的水平和垂直方向图Fig. 6. Side and front view of 2-element bi-quad feed diagrams 图。

6。

叠加双菱馈源天线的侧视和前视方向图Fig. 7. Horizontal and vertical diagram of 2-element bi-quad feed 图。

6。

叠加双菱馈源天线的水平和垂直方向图Fig. 8. Gain, F/B and F/R of 2 el. bi-quad feed for different frequencies 图。

8。

不同频率的叠加双菱馈源天线的增益、F/B 和 F/RFig. 9. SWR and Reflection coefficient of 2 el. bi-quad feed for differentfrequencies图。

9。

不同频率的叠加双菱馈源天线的驻波比和反射系数Fig. 10. Input impedance of 2 el. bi-quad feed for different frequencies 图。

10。

不同频率的叠加双菱馈源天线的输入阻抗Fig. 11. Look-out of 2 el. bi-quad feed with reflector dimensions 图。

11。

叠加双菱馈源天线反射板的尺寸图。

12。

振子之间的距离图。

13。

辐射振子的尺寸图。

14。

引向振子的尺寸Fig. 15. Currents in 2 el. bi-quad feed with 100 W power input图。

天线馈源与高频头[指南]

天线馈源与高频头[指南]

馈源馈源和高频头是卫星接收设备中的组成部分.一般的卫星接上设备由:抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成.馈源:是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭,称为馈源,又称波纹喇叭。

主要功能有俩个:一是将天线接收的电磁波信号收集起来,变换成信号电压,供给高频头。

二是对接收的电磁波进行极化。

高频头:(LNB亦称降频器)是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。

一般可分为C波段频率LNB(3.7GHz-4.2GHz、18-21V)和Ku波段频率LNB(10.7GHz-12.75GHz、12-14V)。

LNB的工作流程就是先将卫星高频讯号放大至数十万倍后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频950MHz-2050MHz,以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。

在高频头部位上都会有频率范围标识。

馈源也称集波器、馈波器,叫法较混乱,通常说的馈源是指馈源盘,馈源系统则是馈源盘、极化器和过渡波导的总称,有时也简称为馈源;下图为分体式馈源结构图。

馈源盘又称馈源扬声器,天线常用馈源盘形式有角锥扬声器、圆锥扬声器、开口波导和波纹扬声器等。

前馈馈源常采用波纹扬声器,又称波纹盘;后馈馈源常用介质加载型扬声器,它是在普通圆锥扬声器里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。

1.平面波纹盘用于正馈天线的波纹盘呈水平状,有普通的两环平面波纹盘,也有三环平面波纹盘,四环平面波纹盘,但不常见。

2.梯形波纹盘用于偏馈天线的波纹盘呈梯形漏斗状,爱好者常用此波纹盘配合C波段高频头,小型偏馈天线接收C波段信号,并称之为高效馈源;实则是C波段偏馈馈源,是专门为用在偏馈天线上接收C波段信号而设计的,其原理和Ku波段一体化LNB上的馈源一样,配合偏馈天线,能最大程度地吸收由天线面反射来的信号,提高集波效率。

常见的梯形波纹盘有三环的,还有采用五环的。

3.复合波纹盘为了能够进行相邻卫星间的双星接收,市面上出现了一种双星复合波纹盘,采用一次压铸成形,常用于一面天线接收100.5度E和105.5度E两颗卫星的C波段节目,如百昌的OS226的双星接收系统(见图2),它是由一个内置0/22k切换电路的主收高频头OS226-1和副收高频头OS226-2及连接馈线组成,可接收经度相差在5度,以内两颗卫星上的C波段信号。

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型,它的工作原理基于抛物面的特殊几何形状。

抛物面天线通常由金属材料制成,其外形呈现出一个抛物面的形状,具有一个焦点和一个顶点。

工作原理如下:1. 抛物面特性:抛物面具有将平行光线聚焦到焦点的特性。

当平行光线垂直射入抛物面时,它们将被反射到焦点上。

2. 反射原理:抛物面天线利用抛物面的反射原理将电磁波聚焦到一个点上。

当电磁波(如无线电波或者微波)从抛物面天线的顶点射入时,它们会被抛物面反射,并聚焦到抛物面的焦点上。

3. 焦点位置:抛物面天线的焦点通常位于抛物面的顶点处。

这样设计的好处是,抛物面天线可以将电磁波聚焦到一个点上,从而提高信号的强度和接收效率。

4. 天线应用:抛物面天线常用于卫星通信、雷达系统、天线接收器等领域。

通过将电磁波聚焦到一个点上,抛物面天线可以提高信号的接收灵敏度和传输距离。

5. 抛物面天线的特点:抛物面天线具有高增益、窄波束宽度和较长的工作距离。

这使得它在远距离通信和定向传输中具有重要的应用价值。

6. 抛物面天线的设计考虑:在设计抛物面天线时,需要考虑抛物面的曲率半径、焦距、工作频率和天线尺寸等因素。

这些参数的选择将直接影响天线的性能和工作范围。

总结:抛物面天线利用抛物面的特殊几何形状,将电磁波聚焦到一个点上,从而提高信号的强度和接收效率。

它在卫星通信、雷达系统和天线接收器等领域具有广泛的应用。

抛物面天线的设计需要考虑曲率半径、焦距、工作频率和天线尺寸等因素。

通过合理选择这些参数,可以实现抛物面天线的优化设计,以满足不同应用场景的需求。

微波通信技术与抛物面天线设计

微波通信技术与抛物面天线设计

微波通信技术与抛物面天线设计1. 引言1.1 背景介绍微波通信技术与抛物面天线设计在当今通信领域中扮演着至关重要的角色。

随着无线通信技术的不断发展和普及,微波通信技术已经成为现代通信系统中的核心技术之一。

微波通信技术以其高速率、大容量、低延迟等特点,被广泛应用于各种通信系统中,如卫星通信、雷达系统以及移动通信等领域。

抛物面天线作为微波通信系统中重要的组成部分,其设计和优化对信号的传输质量起着至关重要的作用。

抛物面天线通过其抛物线形的反射面能够实现信号的集中及发射,具有较高的增益和方向性。

合理设计抛物面天线对于提高通信系统的传输效果至关重要。

本文将从微波通信技术概述入手,介绍微波通信技术的基本原理和发展现状;接着详细介绍抛物面天线的设计原理和方法,探讨如何优化抛物面天线以提升通信系统的性能;然后将深入探讨微波通信技术与抛物面天线的应用,并通过设计实例分析展示其在实际系统中的应用效果;最后结合研究成果总结,展望未来微波通信技术与抛物面天线设计的发展方向。

1.2 研究目的研究目的:本文旨在探讨微波通信技术与抛物面天线设计的相关内容,对微波通信技术的概念、原理及抛物面天线设计方法进行深入解析。

通过对微波通信技术的概述,可以了解微波通信在现代通信领域的重要性和应用价值,为今后的通信技术发展提供参考依据。

深入研究抛物面天线设计原理和方法,可以为实际应用中的天线设计提供理论支持和指导,提高通信系统的性能和可靠性。

通过探讨微波通信技术与抛物面天线的应用情况和设计实例分析,可以为工程技术人员提供实践经验和设计思路。

最终,总结研究成果并展望未来发展方向,旨在为相关领域的研究和实践提供有益参考,推动微波通信技术和抛物面天线设计的进步与发展。

2. 正文2.1 微波通信技术概述微波通信技术是一种通过微波频段进行通信的技术,其使用频率通常在1GHz至300GHz范围内。

微波通信技术具有高速传输、大容量、抗干扰性强等优点,因此在现代通信领域得到广泛应用。

天线原理与设计—第八章抛物面天线

天线原理与设计—第八章抛物面天线

天线原理与设计—第八章抛物面天线抛物面天线是一种常见且重要的天线类型,在无线通信系统和雷达系统中广泛应用。

本章将介绍抛物面天线的基本原理、特性以及设计方法。

一、抛物面天线的基本原理抛物面天线是一种由旋转抛物面形成的反射型天线,其基本原理是通过抛物面的反射特性实现聚焦效果。

抛物面天线由一个抛物线形状的金属面和该金属面的焦点处安装的辐射单元组成。

在抛物面天线中,信号从源天线发射出,然后被抛物面反射并聚焦到抛物面的焦点处。

由于抛物面的几何特征,该焦点处的电磁波能量是得到最大增强的。

因此,抛物面天线能够实现较高的增益和较强的直射波束。

二、抛物面天线的特性1.高增益:由于抛物面天线的反射特性,它能够将信号聚焦在一个小区域中,从而实现高增益的目标。

因此,抛物面天线适用于需要较长传输距离、高信号质量和低干扰的应用场景。

2.窄波束:抛物面天线的波束宽度较窄,可以减少多径信号和干扰信号的影响。

这使得抛物面天线特别适用于长距离的通信和雷达系统中。

3.大带宽:抛物面天线的设计允许较大的带宽范围,可以实现多种频段的通信传输。

4.抗干扰性能强:由于抛物面天线的聚焦特性,它对于来自非焦点方向的信号有较好的滤波作用,可以抑制一些外界噪声和干扰。

三、抛物面天线的设计方法抛物面天线的设计涉及到抛物面形状的确定、抛物面焦点的确定和辐射单元的设计。

首先,需要确定抛物面的形状。

常见的抛物面形状有抛物线和抛物面。

通常情况下,抛物线形状较为常用,因为它能够实现更高的增益、更窄的波束和更大的带宽。

其次,需要确定抛物面焦点的位置。

抛物面的焦点位置决定了天线的聚焦特性和波束方向。

一般情况下,焦点位置应该与辐射单元接近,并满足最佳聚焦效果。

最后,需要设计辐射单元。

辐射单元通常由一个或多个天线元件组成,如微带天线或Horn天线。

辐射单元的设计应考虑到天线的工作频段、功率处理能力和增益要求。

在抛物面天线的实际设计中,还需要考虑到诸如天线重量、制造成本、安装方式等因素。

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Efficient Feed for Offset Parabolic Antennas for 2.4 GHzDragoslav Dobričić, YU1AW2.4GHz 抛物面天线的高效馈源Resume摘要This article examines some of the possible solutions to the problems of efficiently illuminating SAT TV offset parabolic antennas in the use on WLAN frequencies of 2.4 GHz..本文探讨用于2.4GHz频段的卫星电视偏馈抛物面天线的馈源的解决办法。

Introduction引言The problems that occur while illuminating shallow offset parabolic dishes, in addition to those related to the efficient use of parabolic dishes generally are additionally aggravated by the specific geometry of the parabolic mirror itself. [2] Feed positioning in the way that its phase center exactly coincides with the focus of the offset parabolic dish and its aiming so that the radiation maximum falls in the geometric center of the elliptic reflector surface are not intuitive at all, as in classic parabolic antennas. Therefore, there is much confusion and many wrongly positioned feeds that do not correctly illuminate offset parabolic dishes, decreasing their efficiency and gain.这个问题时常存在于一些浅照射的偏馈抛物面天线,除了和抛物面天线有效利用有关之外,抛物面反射镜本身的具体尺寸[2]又使之更加严重。

馈源的定位方式——其相位中心必须严格与偏馈抛物面天线的焦距保持一致,而且对准。

这样,其最大辐射值落在椭圆形反射面的几何中心,是不直观的,正如在经典抛物线天线那样。

因此,有许多混乱,许多错误的馈源定位,不能正确地照射偏馈抛物面天线,降低了它们的效率和增益。

The optimal feed for some given parabola has to fulfill several important characteristics:对于给定抛物面天线最佳馈源必须具有几个重要特点:1.The radiation angle of the main beam, between the points in which the gain is -10dB in relation to the maximal value, has to match the subtended angle. The feed radiation angle, both in horizontal and in vertical plane has to be the same, regardless the ellipticity of offset parabola.1、主束的辐射角度,在辐射功率为-10dB的点到最大值之间,必须与张角相配。

馈源的辐射角在水平和垂直都应当相同。

而不管偏馈抛物面的椭圆率如何。

2.The phase center of the feed has to be well defined and stable with changes of frequencies within the working range. The change of the phase within the whole angle of illumination has to be as small as possible.2、在其工作范围内更换工作频率时,馈源的相位中心必须精准、稳定。

整个照射角度的相位变化必须尽可能地小。

3.The feed characteristics must not change much in the presence of the parabolic reflector and carrier structure. 3、在抛物面反射器和托架前面,馈源的特征不能有太大变化。

4.Feed radiation diagram has to be very clean, i.e., with low side lobes and rear lobes.4、馈源方向图必须非常干净,即,旁瓣和后瓣应非常低。

5.The feed structure has to encroach as little as possible into the focal cone, i.e. in the space between focus and the antenna surface. Therefore, it is good when the feed phase center is on the front edge or directly in front of the antenna structure.5、馈源结构必须尽可能地少地伸进焦点椎体中,即,焦点和天线表面之间的空间。

为此,馈源相位中心最好在前沿,或直接在(馈源)天线结构的前面。

It is not easy at all to accomplish all these demands. The efficiency and gain of parabolic antennas directly depend on the mode of accomplishing these demands. Therefore, in practice, it is common to make good feed first and then to choose or make a parabolic reflector with a F/D value that fits the best with the feed. [4, 5] However, if you want to use the cheap production of SAT TV offset parabolas for the work on HAM or WLAN frequencies; you have to try to construct a feed that matches those parabolic reflectors. SAT TV antennas usually have F/D in band from 0.7 to 0.9.达到这些要求并不容易。

抛物面天线的效率和增益完全取决于实现这些要求的方式。

为此,在实践中,通常首先要制作一个好的馈源,然后再选择或制作一个F/D值最大程度地适合馈源的抛物面反射器。

无论如何,如果你想用一个低制作成本的卫星电视偏馈抛物面天线,工作于业余无线电频段或者WLAN波段,你必须制作一个与现有抛物面反射器相配的馈源。

卫星电视天线的F/D一般都在0.7-0.9范围。

For efficient illumination, we need a feed with a clean diagram that has equal width of the main beam in both planes and gain of about 12-14 dBi. This fact at the start excludes some antennas as efficient feeds for SAT TV offset parabolas. Among them is, for example, the coffee can (simple open circular waveguide) antenna that has gain of about 6-7 dBi and is very inefficient as a feed for offset parabolas. It is acceptable only for parabolas that have F/D less than about 0.5. The bi-quad antenna is somewhat better, with its gain of about 10 dBi, and its optimal version with evened diagrams in both planes and a gain of 11 dBi is even better.为了高效照射,我们需要一个有干净的方向图的馈源,主束在水平面和垂直面要等宽,增益大约12-14dB。

这实际就把一些做为卫星电视偏馈抛物面天线的高效馈源排除在外了。

它们是,例如,咖啡筒(简单的开口圆形波导)天线有大约6-7dBi的增益,做偏馈抛物面天线的馈源是非常低效的。

可以接受它的只有F/D小于0.5的抛物面天线。

菱形天线稍微好一些,大约有10dBi的增益,其最佳版本的水平和垂直方向图相等,增益大约11dBi甚至更高。

Fig. 1. Horizontal diagram of bi-quad antenna with and without “wings“ andoptimal bi-quad with evened diagrams.图。

1。

有和没有“翅膀”的双菱天线的水平方向图和最佳双菱天线的均衡方向图。

Fig. 2. Efficiency of coffee can antenna feed with different waveguide diameter不同波导直径的咖啡筒馈源天线的效率I presented some diagrams of efficiency of some antennas that are used as feeds for parabolas with different F/D and it is very clear how efficiently they work with offset dishes whose F/D is in the band 0.7-0.9 (colored band). For example, it is clear that an offset parabola with a coffee can antenna whose diameter is 0.6 wavelengths, i.e. about 74 mm at 2.45 GHz, has an efficiency of about 25%, a value that consequently decreases the gain of antenna by 6 dBi in relation to its theoretic value. That is exactly how much it would be gained with twice as small, efficiently illuminated offset parabola! [3] Even coffee can antennas with a diameter of 0.86 wavelengths, or 106 mm, do not work brilliantly. They give about 4 dB loss of antenna gain in relation to the theoretic value with an efficiency of 100%. Greater diameters of coffee can antenna have problems with the appearance of higher modes of EM waves and consequently very problematic diagrams and phase centers, so they have not recommended. The addition of conic funnel can partially improve the situation, but such horn antennas have uneven diagrams in the vertical and horizontal planes, which is very undesirable for antennas that pretend to be good and efficient feeds for dish.我提供一些用作不同F/D的抛物面天线的馈源的效率图表,可以清楚的看出,当偏馈抛物面天线的F/D在0.7-0.9范围(彩色范围)时,它们如何有效。

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