2.4GHz 抛物面天线的高效馈源
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用的天线类型,广泛应用于无线通信和卫星通信领域。
它的工作原理基于抛物面的几何特性和电磁波的反射原理。
1. 抛物面天线的结构抛物面天线由一个抛物面反射器和一个位于焦点处的辐射源(也称为馈源)组成。
抛物面反射器通常由金属材料制成,呈现出抛物线的形状。
2. 工作原理当抛物面天线接收到入射的电磁波时,这些电磁波会被抛物面反射器反射到焦点处的辐射源上。
辐射源通过电流激励,将电磁波转化为辐射出去的电磁波。
同样地,当抛物面天线用于发送信号时,辐射源会产生电流,将电磁波辐射到空间中。
3. 焦点特性抛物面天线的一个重要特点是,所有从天线发射或者接收的电磁波都会聚焦于焦点处。
这是因为抛物面反射器的几何形状使得入射的平行光线在反射后会汇聚到焦点上。
同样地,从焦点发出的电磁波会被抛物面反射器反射成平行光线。
4. 波束宽度抛物面天线的波束宽度是指天线主瓣的角度范围。
主瓣指的是辐射功率最大的方向。
波束宽度与抛物面反射器的曲率半径和波长有关。
通常情况下,波束宽度越小,天线的定向性越强。
5. 增益抛物面天线的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。
增益与抛物面反射器的大小和形状有关,通常情况下,增益越高,天线的接收和发送性能越好。
6. 多频段应用抛物面天线可以用于多频段应用。
通过在抛物面反射器上添加子反射器或者使用多个辐射源,可以实现在不同频段下的工作。
7. 抛物面天线的应用抛物面天线广泛应用于卫星通信、雷达系统、微波通信、无线局域网(WLAN)等领域。
由于其高增益和定向性,抛物面天线可以实现远距离通信和传输,并具有较高的信号质量和抗干扰能力。
总结:抛物面天线是一种基于抛物面反射器和辐射源的天线类型。
它的工作原理基于抛物面的几何特性和电磁波的反射原理。
抛物面天线具有聚焦特性、波束宽度、增益和多频段应用的特点。
它被广泛应用于无线通信和卫星通信领域,提供了高质量的通信和传输能力。
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
2.4GHz 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。
2.4GHz 抛物面天线的高效馈源

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。
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用的天线类型,其工作原理基于抛物面反射的特性。
它由一个金属抛物面反射器和一个位于焦点处的辐射源组成。
下面将详细介绍抛物面天线的工作原理。
1. 抛物面反射特性:抛物面具有特殊的反射特性,当入射光线平行于对称轴时,反射光线会汇聚到焦点处。
这种特性被应用到天线设计中,使得抛物面天线能够将辐射源的能量集中在一个方向上。
2. 辐射源:抛物面天线的辐射源通常是一个位于焦点处的天线元件,如一个偶极子或者一个小孔。
当辐射源被激发时,它会向各个方向发射电磁波。
3. 焦点处的能量会萃:抛物面天线的抛物面反射器会将从辐射源发出的电磁波反射并会萃到焦点处。
由于抛物面的形状,电磁波在抛物面上的反射角度与入射角度相等,从而使得反射的光线能够准确地汇聚到焦点处。
4. 辐射方向和增益:由于抛物面天线的特殊设计,它能够将辐射源的能量集中在一个方向上,形成一个窄束的辐射。
这使得抛物面天线具有较高的增益,即在主瓣方向上辐射功率较大。
5. 聚焦效应:抛物面天线的聚焦效应使得它在接收和发送信号时能够提高信号强度。
在接收模式下,抛物面天线能够将来自特定方向的信号聚焦到焦点处,提高接收灵敏度。
在发送模式下,抛物面天线能够将辐射源的能量会萃到一个方向上,提高发送功率和传输距离。
6. 多频段应用:抛物面天线可以设计成多频段应用的天线,通过调整辐射源的尺寸和形状,可以实现在不同频段上的工作。
这使得抛物面天线在通信系统中具有广泛的应用。
总结:抛物面天线利用抛物面反射的特性,将辐射源的能量集中在一个方向上,形成窄束辐射,具有较高的增益和聚焦效应。
它在通信系统中被广泛应用于卫星通信、雷达系统、微波通信等领域。
通过合理的设计和优化,抛物面天线能够实现高效的信号传输和接收,提高系统性能和通信质量。
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用的天线类型,其工作原理基于抛物面的特性。
抛物面天线由一个抛物面反射器和一个位于焦点处的辐射源(如一个天线元件)组成。
它能够将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向,从而实现天线的增益和指向性。
工作原理如下:1. 抛物面反射器:抛物面天线的核心部份是抛物面反射器。
抛物面是一个特殊的曲面,具有特定的几何形状。
当电磁波束从辐射源发出时,抛物面反射器会将电磁波束反射并聚焦到一个特定的点,即抛物面的焦点。
2. 辐射源:位于抛物面反射器焦点处的辐射源是天线的发射或者接收元件。
它可以是一个天线驱动器,用于将电信号转换为电磁波,或者是一个接收器,用于将接收到的电磁波转换为电信号。
辐射源的位置选择在抛物面反射器的焦点处是为了实现最佳的聚焦效果。
3. 聚焦效果:由于抛物面的特殊形状,抛物面反射器能够将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向,形成一个集中的电磁波束。
这种聚焦效果使得抛物面天线具有较高的增益和指向性。
与其他天线类型相比,抛物面天线能够更好地集中电磁波束,从而在传输和接收信号时具有更好的性能。
4. 应用领域:抛物面天线广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、天文观测等领域。
其高增益和指向性使得抛物面天线能够实现远距离通信和精确的信号接收。
在卫星通信中,抛物面天线被用作地面站的接收天线,用于接收来自卫星的信号。
在雷达系统中,抛物面天线用于发射和接收雷达信号,提供准确的目标探测和跟踪。
总结:抛物面天线的工作原理基于抛物面反射器的特性,通过将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向,实现天线的增益和指向性。
其应用广泛,可以用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
抛物面天线的工作原理为我们提供了一种有效的方式来实现远距离通信和精确的信号接收。
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分,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,可以是顺时针或逆时针方向。
抛物面天线的极化特性对于与其进行通信或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。
其高增益和较窄的波束宽度使其能够实现远距离的通信。
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和电磁波的传播特性。
本文将详细介绍抛物面天线的工作原理,包括其结构、电磁波的收发过程以及性能特点。
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材料制成,呈抛物面形状,具有平滑的曲面。
馈源位于抛物面反射器的焦点处,负责将电信号转换为电磁波,并将电磁波从焦点发射出去。
二、电磁波的收发过程1. 发射过程:当电信号经过馈源时,馈源将其转换为电磁波。
这些电磁波在抛物面反射器的曲面上被反射,并聚焦于抛物面的焦点处。
由于抛物面的特殊形状,电磁波在焦点处形成一个强大而集中的电磁场。
2. 接收过程:当外部电磁波遇到抛物面反射器时,会被反射器的曲面聚焦到焦点处。
在焦点处,电磁波被馈源接收,并转换为电信号。
这样,抛物面天线就完成了对外部电磁波的接收。
三、性能特点1. 方向性:抛物面天线具有很强的方向性,能够将电磁波聚焦到一个较小的区域内。
这使得抛物面天线在通信和雷达系统中广泛应用,可以实现远距离通信和目标探测。
2. 增益:由于抛物面天线的聚焦效果,其增益较高。
增益是指天线辐射或接收信号的能力,抛物面天线的高增益使其能够提高通信质量和接收灵敏度。
3. 抗干扰能力:抛物面天线的抗干扰能力较强,能够抑制背景噪声和其他无关信号的干扰,提高通信系统的可靠性和稳定性。
4. 频率范围:抛物面天线的频率范围较宽,可以覆盖从低频到高频的多种应用场景。
不同频率的抛物面天线可以用于不同的通信系统和雷达系统。
5. 天线尺寸:抛物面天线的尺寸与工作频率相关。
对于较高频率的应用,抛物面天线可以设计得较小,适用于小型设备和移动通信系统。
总结:抛物面天线是一种基于抛物面形状的天线,其工作原理基于抛物面的聚焦效果。
通过将电信号转换为电磁波,并在抛物面焦点处聚焦,抛物面天线实现了对电磁波的收发。
抛物面天线具有方向性强、增益高、抗干扰能力强等特点,广泛应用于通信和雷达系统中。
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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、主束的方向角,在增益为-10dB(相对于最大值)的两点之间的角度,必须与张角相配。
馈源的方向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。