垂直多层堆叠的八木天线与双重极化
微波技术与天线5
微波技术与天线
第六章 工程中常用的典型天线
6.8 移动通信天线
移动通信基站天线要求： 移动通信基站天线要求： 有足够的机械强度和稳定 性 采用垂直极化 增益应尽可能高 天线与馈线应良好地匹配
目前, 目前, 陆地移动通信使用的 频段为150MHz(VHF)和450MHz、 频段为150MHz(VHF)和450MHz、 150MHz(VHF) 900MHz（UHF）、 ）、1800 MHz。 900MHz（UHF）、1800 MHz。
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2l r 2l 0 2l 1
第六章 工程中常用的典型天线
2l 2 2l 3 2l 4 150° 180° 120° 90° 1 0.5 60° 30° 0°
z “r” “0” “1” “2” “3” “4”
210° dr d1 d2 (a) d3 d4 240° 300° 270° (b)
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第六章 工程中常用的典型天线
6.10 微带贴片天线
一、结构
辐射元
由介质基片、接地板、 由介质基片、接地板、辐射元组成 辐射元可为矩形、 辐射元可为矩形、 圆和椭圆等形状 优点：尺寸小、重量轻、价格低， 优点：尺寸小、重量轻、价格低，
优点：结构简单，架设方便且牢固， 优点：结构简单，架设方便且牢固，具有单一辐射特性 缺点： 缺点：波段范围较窄
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第六章 工程中常用的典型天线
二、引向天线工作原理 八木天线本质是一个天线阵，通过对有源振子馈电， 八木天线本质是一个天线阵，通过对有源振子馈电，其余 振子（反射器和引向器）靠与馈电振子之间的近场耦合 近场耦合产生感 振子（反射器和引向器）靠与馈电振子之间的近场耦合产生感 应电流形成激励，感应电流的大小取决于振子的长度及间距。 应电流形成激励，感应电流的大小取决于振子的长度及间距。 通过调整各振子的长度及间距，可改变各振子之间的电流 通过调整各振子的长度及间距，可改变各振子之间的电流 长度及间距 分配比，从而达到控制天线方向性的目的。 分配比，从而达到控制天线方向性的目的。 三、无源振子的作用 以二元振子为例进行分析。 以二元振子为例进行分析。 I1 = I 0 2l 2 jξ I 2 = mI 0 e 2 为两振子电流的振幅比； m为两振子电流的振幅比；ζ为 d 1 两振子电流的相位差， 两振子电流的相位差，二者均取 决于振子的长度及其间距。 决于振子的长度及其间距。
八木天线制作教程
八木天线制作教程八木天线是一种引向天线，由一个有源振子和多个无源振子放臵在同一平面上，并且垂直于连接它们中心的金属杆。
一般一个无源振子为反射器，其余的无源振子为引向器。
因为金属杆通过振子上的压波节点，并垂直于天线，所以，金属杆对天线的近场影响很小。
而有源振子必须与金属杆绝缘。
通过下表的数据可以看到，八木天线的增益高于垂直天线及偶极天线。
(摘自《天线与电波传播》，北方交通大学徐坤生、蒋忠涌编著)天线形式反射器数引向器数有源振子数方向性系数偶极００１０dB二单元八木１０１３～４.５ｄＢ二单元八木００１３～４.５ｄＢ三单元八木１１１６～８ｄＢ四单元八木１２１７～１０ｄＢ五单元八木１３１９～１１ｄＢ从上表上可知，八木天线的单元越多，方向性越强。
但是单元的增加不与方向性成正比。
单元过多时，导致工作频带变窄，整个天线尺寸也将偏大。
在短波波段，波长较长，自制八木天线比较困难，在超短波波段（Ｖ／Ｕ），因波长短，可以比较方便的自制低成本的八木天线。
八木天线的数学计算复杂，不过很多工程或理论书籍都给出它的尺寸，只要依照这些数据，就可以自制出一副不错的YAGI!五单元八木天线的尺寸如图１如果自制四单元八木天线，只要不安装引向器Ｄ就可以，天线也会显得小巧一点。
如果想做成七单元，在上图的基础上加两个引向器单元，长度分别是半波长的８４％，８２％。
新加的单元的间隔仍是波长的０．２倍。
我做的70CM波段八木天线，最初是四单元的，各个振子及其连接的金属杆，用ＢＧ４ＲＵＶ提供的铜焊条(直径２．５ｍｍ)制成。
大约一个月后，买了一段２米长，直径４ｍｍ的铜条，又制了一可拆卸的四单元八木天线（找到一段矩形铜管作为连接各个振子的支杆，各个振子均用螺丝与支杆固定，便于携带）。
第一支天线的谐振点比预计的中心频率（４３５兆赫）低了约２兆赫，但在４３０至４４０兆赫内的ＳＷＲ不高，最低的ＳＷＲ〈１．１，最高的ＳＷＲ也不大于１．４。
第二支天线的ＳＷＲ在整个70CM频段内的起伏不大，最高约１．２。
八木天线研究进展及辐射原理
八木天线研究进展及辐射原理研究报告1.历史沿革八木天线又称引向天线，它是由日本东北大学的八木和宇用共同实验和研制成的。
1926年八木在辛：家学会宣讲了题为“Pr四ector of the Sharpest Be枷of Electricwaves”(电波的最锐波束发射器)的论文，同年又在东京举行的第三届泛太平洋会议(the nird Pall．Pacmc Congress)上宣讲了题为“0n the Feasibilitv of PowertransmiSSion by Electric whvcs”(论电波功率传输之可行性)的论文，提出利用多引向器周期性结构的导向作用，即所谓的“波渠”(wave chaIlnel)，可以产生短波的窄波束，用于短波的功率传输。
此后八木和宇田继续在合作下从事天线的研究，八木曾于1928年旅美期间，对无线电工程师协会(mE)纽约、华盛顿、哈佛等地的分会进行演讲，并在“Proccedings ofthe mE”上发表了他的著名论文“Beam11ransmi 蚓on of ultra Short wjves”(超短波的波束传输)，该天线随即被称为“八木天线”。
八木天线已经被广泛的应用于米波及分米波段的通讯，雷达、电视及其它无线电技术设备中。
2.工作原理及特点相对与基本的半波对称振子天线和折合振子天线，八木天线增益高，方向性强，抗干扰，作用距离远，并且价格低廉，构造简单，通常八木天线由一个激励振子，一个反射振子，和若干个引向振子组成，相比之下，反射振子最长，位于紧邻主振子一侧，引向都比较短，位于另一侧。
主振子与馈电系统相连，属于有源振子，其他反射和引向振子都属于无缘振子，所有振子处于同一个平面内，并且按一定间距平行固定在一根横贯各振子的中心金属横梁上，除了有源振子馈电点必须与金属杆绝缘外，无源振子则都与金属秆短路连接。
因为金属杆与各个振子垂直，所以金属杆上不感应电流，也不参与辐射。
双极化天线水平极化原理
双极化天线水平极化原理
双极化天线是一种常见的天线类型，其工作原理是基于电磁波的双极化特性。
在无线通信中，天线是将电信号转换为无线电波并将其传输到接收器的重要组成部分。
双极化天线的水平极化原理是指天线的电场方向与地面平行，这种天线可以在水平方向上传输电磁波。
双极化天线的水平极化原理是基于电磁波的双极化特性。
电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的，其方向可以垂直于传播方向或平行于传播方向。
当电磁波的电场方向与地面平行时，我们称其为水平极化。
这种极化方式可以在水平方向上传输电磁波，因此在无线通信中非常常见。
双极化天线是一种可以同时传输水平和垂直极化电磁波的天线。
这种天线通常由两个相互垂直的天线元件组成，一个用于传输水平极化电磁波，另一个用于传输垂直极化电磁波。
这种设计可以提高天线的灵敏度和接收范围，使其在不同的环境中都能够有效地工作。
在实际应用中，双极化天线的水平极化原理可以用于许多不同的场景。
例如，在城市中，建筑物和其他障碍物可能会干扰无线信号的传输。
使用双极化天线可以减少这种干扰，提高信号的质量和可靠性。
此外，双极化天线还可以用于卫星通信、雷达系统和其他无线通信应用中。
双极化天线的水平极化原理是一种非常重要的天线设计原理。
它可
以提高天线的灵敏度和接收范围，使其在不同的环境中都能够有效地工作。
在未来，随着无线通信技术的不断发展，双极化天线将继续发挥重要作用，为人们提供更加可靠和高效的通信服务。
史上最齐全完整天线类型介绍
史上最齐全完整天线类型介绍天线总输入功率的比值，称该天线的最大增益系数。
它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。
并用分贝数表示。
可以用数学推证，天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。
一、1-101、天线效率它是指天线辐射出去的功率（即有效地转换电磁波部分的功率）和输入到天线的有功功率之比。
是恒小于1的数值。
2、天线极化波电磁波在空间传播时，若电场矢量的方向保持固定或按一定规律旋转，这种电磁波便叫极化波，又称天线极化波，或偏振波。
通常可分为平面极化（包括水平极化和垂直极化）、圆极化和椭圆极化。
3、极化方向极化电磁波的电场方向称为极化方向。
4、极化面极化电磁波的极化方向与传播方向所构成的平面称为极化面。
5、垂直极化无线电波的极化，常以大地作为标准面。
凡是极化面与大地法线面（垂直面）平行的极化波称为垂直极化波。
其电场方向与大地垂直。
6、水平极化凡是极化面与大地法线面垂直的极化波称为水平极化波。
其电场方向与大地相平行。
7、平面极化如果电磁波的极化方向保持在固定的方向上，称为平面极化，也称线极化。
在电场平行于大地的分量（水平分量）和垂直于大地表面的分量，其空间振幅具有任意的相对大小，可以得到平面极化。
垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。
8、圆极化当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°周期的变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。
在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化。
圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极化；反之，若成左螺旋关系，称左圆极化。
9、椭圆极化若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0～2π周期地改变，且电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭圆时，称为椭圆极化。
【CN109980360A】一种双极化的八木天线【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910257545.3(22)申请日 2019.04.01(71)申请人 佛山市盛夫通信设备有限公司地址 528100 广东省佛山市三水区西南街南丰大道民营科技园20-1号(F4)(72)发明人 胡轶 钟勇 梁晓娟 萧霖 (74)专利代理机构 佛山东平知识产权事务所(普通合伙) 44307代理人 龙孟华(51)Int.Cl.H01Q 19/10(2006.01)H01Q 1/36(2006.01)H01Q 1/42(2006.01)H01Q 1/50(2006.01)(54)发明名称一种双极化的八木天线(57)摘要本发明公开一种双极化的八木天线，包括：天线外罩、天线辐射单元、第一同轴电缆和第二同轴电缆，所述天线辐射单元设置在所述天线外罩内，所述第一同轴电缆和所述第二同轴电缆穿过所述天线外罩与所述天线辐射单元连接、并为之馈电；其特征在于，所述天线辐射单元包括反射器、辐射振子、若干引向器和引向条，在所述反射器、所述辐射振子和各所述引向器中心位置设有允许所述引向条穿过的通孔，所述反射器、所述辐射振子和各所述引向器依次焊接固定在所述引向条上，且都与所述引向条垂直。
本发明不仅简便了天线的制作，而且很好的提高了天线的增益，具有较高的隔离度。
本发明提供的八木天线尺寸较小、结构简单、性能良好、适用于大批量生产。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 109980360 A 2019.07.05C N 109980360A权 利 要 求 书1/1页CN 109980360 A1.一种双极化的八木天线，包括：天线外罩、天线辐射单元、第一同轴电缆和第二同轴电缆，所述天线辐射单元设置在所述天线外罩内，所述第一同轴电缆和所述第二同轴电缆穿过所述天线外罩与所述天线辐射单元连接、并为之馈电；其特征在于，所述天线辐射单元包括反射器、辐射振子、若干引向器和引向条，在所述反射器、所述辐射振子和各所述引向器中心位置设有允许所述引向条穿过的通孔，所述反射器、所述辐射振子和各所述引向器依次焊接固定在所述引向条上，且都与所述引向条垂直。
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。
八木天线的原理和制作tm
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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This paper appears in:Antennas and Propagation,IEEE Transactions on. Issue Date :April 2010. Volume :58 ,Issue:4.On page(s):1022 -1030. INSPEC Accession Number:11208240. Digital Object Identifier :10.1109/TAP.2010.2041155. Date of Publication :25一月2010. Date of Current Version :05四月2010. Sponsored by :IEEE Antennas and Propagation Society.
本地定位系統（LPS）是一個無線電系統，用於搜索和實時 跟踪對象的利益在有限的空間範圍。這是一個典型的應用無 線傳感器網絡。與LPS，移動對象可以是局部的，也可以收 集有關其立場，在精確的時間瞬間。因此，緊湊尺寸，重量 輕，低成本的天線需要LPS的設計和實施。
This paper appears in:Antennas and Propagation,IEEE Transactions on. Issue Date :April 2010. Volume :58 ,Issue:4.On page(s):1022 -1030. INSPEC Accession Number:11208240. Digital Object Identifier :10.1109/TAP.2010.2041155. Date of Publication :25一月2010. Date of Current Version :05四月2010. Sponsored by :IEEE Antennas and Propagation Society.
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教授：陳文山 班級：碩研電子一甲 姓名：林晏羽 學號：M9930228
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八木天線
由來 結構 優點 用This paper appears in:Antennas and Propagation,IEEE Transactions on. Issue Date :April 2010. Volume :58 ,Issue:4.On page(s):1022 -1030. INSPEC Accession Number:11208240. Digital Object Identifier :10.1109/TAP.2010.2041155. Date of Publication :25一月2010. Date of Current Version :05四月2010. Sponsored by :IEEE Antennas and Propagation Society.
• 1.八木微帶天線陣列的發展 • 2.八木天線配置 • 3.該天線的設計
為了解決這個問題的規模和佔用範圍內的平面結構， 兩種新型高增益結構緊湊基礎上，八木宇田的概念第一次 提出了在此工作。這些結構是建於一個由多層堆疊加在一 起的反射器，驅動程序，及控制器。相對於以上描述的同 面八木定向天線，這種設計能夠提供一個數字的優勢。
證明提出的概念和設計特性
A.八木天線偶極堆積（設計＃1）
圖1.擬議的結構設計1 （偶極堆積八木天線）
圖2.第二層的設計 1
This paper appears in:Antennas and Propagation,IEEE Transactions on. Issue Date :April 2010. Volume :58 ,Issue:4.On page(s):1022 -1030. INSPEC Accession Number:11208240. Digital Object Identifier :10.1109/TAP.2010.2041155. Date of Publication :25一月2010. Date of Current Version :05四月2010. Sponsored by :IEEE Antennas and Propagation Society.
前言
在本文中，高增益且小型堆疊多層八木定向天線， 提出並證明在5.8 GHz對LPS的應用。這種結構使得 使用垂直堆疊的八木像寄生元素，讓控制器很容易 獲得一個模擬增益12dB。兩種不同的天線配置，提 出一個基於幾何單偶極子極化，另一個在一個圓形 貼片實現雙兩極分化。這些天線的特點就各種幾何 參數進行了研究，以獲得所需的性能。