山賊
2005-08-08, 08:36 PM
我不知道這個公式對不對,特別是將阻抗設為:360歐姆,是經驗公式還是標准公式,這是其一。其二:如果按您所講的相位計算准確,那麼這種天線還是可以有效工作的,你能不能給我提供一個相位計算的經驗公式?
電感感抗計算是 x=2*Pi*F*L, 電容容抗是 Y=1/(2Pi*F*C), 天線基本的等效電路可看成如下:
L C
————@@@———∥————+
串聯諧振 |
/
\
/R
\
|
———————————————+
其方程式的表述就是 R+jx-jy..
ps:複雜一點的, 還會並聯電容電感, 最終多還是化減到如上圖; 而有的數學表述會將 "j" 放於係數之後, 如 xj, yj 的方式..
電感上的電壓超前電流90度, 電容洽相反, 故以虛數直角(笛卡爾)座標表之時, 定義感抗為正, 那麼容抗就為負..
jx
|
|
| R+jx
|
------+------ R, jx=jy
|
| R-jy
|
|
jy
左側 R 為負值, 代表是放大器, 為主動元件, 右側 R 為正值, 為被動元件..
天線在諧振時, jx=jy, 故天線呈現純電阻阻抗..
虛數阻抗為 +j(x-y), 當 x>y 時, 就呈感抗, 反之呈容抗..
當天線呈現容抗時(以單一元件的天線來說, 等於是天線短於諧振時的長度), jy>jx, 故此時的呈現阻抗就是 R-jy, 故若以已知大小天線, 事前已計算出或曾實驗測得, 所呈現的容抗部分是 -360j 時, 那麼用電感感抗為 360j 加以串聯, 便可以獲得諧振; 但這裡要注意的是, 所加入的電感, 本身輻射電磁波量很少, 可說不參與輻射, 且本身有導線電阻存在, 故以此種方式製作出的天線, 雖說已諧振, 但效率仍不比原尺寸天線來得好; 這可以用有效截面的觀念來理解, 所以不要期望利用加感方式所製作出來的縮小化天線, 能有原尺寸天線一樣的效能..
看以下 loop 天線的虛阻抗變化圖, 可以推算要加感的 baby loop 大概的大小, 其週長約在 0.85入 左右:
http://home.pchome.com.tw/mysite/chuhsingchien/picture/ant-picture/I-ohm.bmp
加感線圈所需感抗, 還要視加入線圈在天線的位置而有所變化, 這方面情況較複雜, 我也沒法用文字描述, 建議用模擬程式跑較快..
有關天線阻抗方面概念的建立, 建議您下載 EZNEC (http://www.eznec.com/), 以單一赫芝天線來練習, 其中有一項就是利用頻率掃描, 觀察所設計出來天線在各頻率所呈現的阻抗變化, 您也可以加入虛數阻抗來調整諧振的頻率位置或補償某一頻率所呈現的虛數阻抗使之諧振, 可以很容易地讓您理解..
至於那個苜蓿花狀的天線, 您可以試著用上述的模擬程式跑看看, 只要將各導線位置以 3 度空間座標系建立好, 輸入餽電點等參數, 觀察它所呈現的 3D 波束與阻抗變化, 試著調整花瓣開展角度與瓣間角度及花瓣長度, 看看變化如何; 說實在的, 天線系統種類相當多, 每一種都可建立一套數學公式描述它, 而現在電腦補助設計很方便, 也較少有人會針對某一形狀天線建立一套數學公式來描述了, 對我來說, 也實在是一件非常吃力的事..
另有一觀念, 一條導線或天線的總合行為, 為我們所觀察到的視在阻抗變化, 您也可以將它分割, 探討每一分段的單一行為, 再將它們以向量的方式相加疊, 好似電路分析一樣, 這也是電腦數值模擬的基本方法, 前面所提到的 "nec" 就是以這種方法來進行模擬的..
對了! 提醒您, eznec 未註冊版只容許您建立 20 個分段, 大概只夠您模擬兩線段, 練習足矣, 實用不足; 對我來說, 它是足供我設計碟型天線的輻射器就是了..
對了! 您手上的模擬軟體, 應該也有提供類似的功能, 您不仿試試看, 在適當的點加入虛數阻抗, 觀察與頻率相對的輻射波形與阻抗的變化..
贊助商連結
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L C
————@@@———∥————+
串聯諧振 |
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/R
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其方程式的表述就是 R+jx-jy..
ps:複雜一點的, 還會並聯電容電感, 最終多還是化減到如上圖; 而有的數學表述會將 "j" 放於係數之後, 如 xj, yj 的方式..
電感上的電壓超前電流90度, 電容洽相反, 故以虛數直角(笛卡爾)座標表之時, 定義感抗為正, 那麼容抗就為負..
jx
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| R+jx
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------+------ R, jx=jy
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| R-jy
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jy
左側 R 為負值, 代表是放大器, 為主動元件, 右側 R 為正值, 為被動元件..
天線在諧振時, jx=jy, 故天線呈現純電阻阻抗..
虛數阻抗為 +j(x-y), 當 x>y 時, 就呈感抗, 反之呈容抗..
當天線呈現容抗時(以單一元件的天線來說, 等於是天線短於諧振時的長度), jy>jx, 故此時的呈現阻抗就是 R-jy, 故若以已知大小天線, 事前已計算出或曾實驗測得, 所呈現的容抗部分是 -360j 時, 那麼用電感感抗為 360j 加以串聯, 便可以獲得諧振; 但這裡要注意的是, 所加入的電感, 本身輻射電磁波量很少, 可說不參與輻射, 且本身有導線電阻存在, 故以此種方式製作出的天線, 雖說已諧振, 但效率仍不比原尺寸天線來得好; 這可以用有效截面的觀念來理解, 所以不要期望利用加感方式所製作出來的縮小化天線, 能有原尺寸天線一樣的效能..
看以下 loop 天線的虛阻抗變化圖, 可以推算要加感的 baby loop 大概的大小, 其週長約在 0.85入 左右:
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加感線圈所需感抗, 還要視加入線圈在天線的位置而有所變化, 這方面情況較複雜, 我也沒法用文字描述, 建議用模擬程式跑較快..
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至於那個苜蓿花狀的天線, 您可以試著用上述的模擬程式跑看看, 只要將各導線位置以 3 度空間座標系建立好, 輸入餽電點等參數, 觀察它所呈現的 3D 波束與阻抗變化, 試著調整花瓣開展角度與瓣間角度及花瓣長度, 看看變化如何; 說實在的, 天線系統種類相當多, 每一種都可建立一套數學公式描述它, 而現在電腦補助設計很方便, 也較少有人會針對某一形狀天線建立一套數學公式來描述了, 對我來說, 也實在是一件非常吃力的事..
另有一觀念, 一條導線或天線的總合行為, 為我們所觀察到的視在阻抗變化, 您也可以將它分割, 探討每一分段的單一行為, 再將它們以向量的方式相加疊, 好似電路分析一樣, 這也是電腦數值模擬的基本方法, 前面所提到的 "nec" 就是以這種方法來進行模擬的..
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