自製 10dbi 小型高增益天線, 不到 nt200

[mylcq]

山賊兄:
请問如何能够提高套筒天線的增益.你的E-mail是什么
[email protected]

[mylcq]

山賊兄:你好!我很想向你取一些天線方面的經,我目前最希望解決套筒天線的增益問題,以前我學你的貼子在制作單極天線時通過疊加二至三層提高了增益,但套筒天線就不知道怎麼提高其增益了請回復!

[山賊]

Hi! Mr. mylcq :

您若有啥私密的事, 可用悄悄話功能傳訊息給我, 因為 email 未必收得到, 但是若是屬於技術研討的事項, 建議您直接在版上發表, 這樣大家都參考得到..

您所說的套筒天線, 是不是 "telescopic antenna" ? 剛到 google 查了一下, 看了相關圖片, 應該就是台灣一般泛稱的 "伸縮天線"..

一般標準所謂的 "單極" 天線, 也就是四分之一波長的 "馬可尼" 天線, telescopic antenna 就是屬於這類的天線, 但是若是使用在 VHF 以下波段時, 因為波長太長, 通常會加上加感線圈以縮短天線長度, 這當然多少也會減損天線有效增益..

在不改變天線結構, 增加增益的方式, 最簡單的方法就是增加導波環片如圖(此為 2.4GHz 的):




若是運用在方向性場合, 則加上拋物面反射板或角型反射板都可, 可有效大量地提昇增益, 但是對於低頻用大型天線來說, 體積太大, 不符效益, 加上放大器較佳..

[mylcq]

山賊兄,我問的是兩個問題解決的是一個問題.1.套筒天線指饋電點在一個金屬筒內,由d/D形成簡諧振蕩,再由輻射振子將電磁波輻射出去的一種天線形式.其特點是帶寬,容易匹配,但增益低.通常火車上的天線一般采用套筒天線.我一直沒有找到提高套筒天線增益的方法,通常套筒天線按入/4,天線長度是縮短了但增益不夠,效率因而也很低.研究套筒天線的目的是為了研究天線的帶寬.
2.關於天線有效長度問題.我曾請教過你關於天線卷曲其輻射特性的問題.NH6XK / Dean Frazier，稱它為 "BABY LOOP"是一種窄帶天線,但分別在天線一定的波腹點(設計頻率)加載一個同頻率電感(入/4)可以縮小天線的孔徑,一個解決天線一定的帶寬,一個解決天線一定效率.這裡請問您的看法!!!!

[mylcq]

下面是:NH6XK / Dean Frazier， "BABY LOOP"天線圖檔

[山賊]

您的問題一是不是指得是
原圖參考資訊來源 These pictures come from www.wlan.org.uk



這種統稱為 waveguide antenna ?
若是的話, 在天線開口處裝設擴展角度為 30~60度的喇叭口即可, 參考如下連結:
導波管及喇叭口;
或是如 topsyes 君所做的 "洋芋片罐天線 tin can antenna"那樣, 裝設導波板也可以..

問題二的部分, 您問的是如下圖那樣, 在天線適當地方加上移相元件:


還是:
Baby loop

順便附上有用的連結:
參考我

[mylcq]

山賊兄:為了天線有設計頻率所要求的長度,因此將天線卷曲成下圖形式,這種卷法有什麼問題嗎?如下圖:

[山賊]

老實說我是第一次看到這樣結構的天線, 聽您所述, 它既是用在火車上, 代表它是垂直極化無向性天線, 從圖面結構來看, 它的中間頂端黑色部分應就是您所謂的振子, 該振子若沒突出於外框那個金屬筒狀物, 電波輻射效率應非常低, 因電場方向應從振子到中間那個傳輸導體的外壁, 呈現垂直極化, 就如一般垂直擺放的赫芝天線, 而該電場碰到筒狀管壁就短路掉, 所以很可能大部分的能量都被轉成熱; 且筒狀物開口方向是向上, 就算電波能夠輻射, 在水平方向的分量也應該很少, 個人是感覺蠻奇怪的......@@"

您文中有提到該天線本體高 入/4, 那麼相當於馬可尼天線的高度; 不曉得您所說的這種筒狀天線的頻寬有多寬?




這個圖片太小了! 實在是看不出來, 我猜測應該就是這種Baby loop, 它是利用加感元件(+xj)去補償因為 loop 天線縮小後, 所呈現電容抗的虛數阻抗(-xj), 就好像在低頻帶用的縮短尺寸的垂直馬可尼天線, 串接加感線圈是一樣的道理; 這樣的做法, 理論增益會比全尺寸同型天線要來得低, 但在低頻帶, 波長太長, 製作標準天線出來的體積會大得嚇人, 所以是不得不的做法..

既然用加感元件去平衡電容抗, 想當然而會是屬於窄頻帶天線..



有一個觀念要知道的是, 每個天線都有一個等效截面, 您可以看成是風帆, 風帆面積大, 自然受風量就多, 故天線等效截面大, 截收下來的電磁波能量自然就多, 以環路型天線來說, 最大截面的就是一個圓..

您若想要讓這樣的天線有效的工作, 可能要仔細計算, 讓幾個主要的輻射體(每個三角瓣外框), 所輻射的電波, 到達遠方同一地點時能同相位即可; 但從圖中的結構來看, 似乎蠻困難的.....@@"

[mylcq]

山賊兄:謝謝你的幫助,前面所講的就是Baby loop 天線,我想將這種方案用於帆型天線結構上,baby有指向,而帆形卻是無指向,而這種帆形在前蘇聯的《天線原理》中稱之為蓿目天線，具有全向性，但『它有一個可能要仔細計算, 讓幾個主要的輻射體(每個三角瓣外框), 所輻射的電波, 到達遠方同一地點時能同相位』 NH6XK / Dean Frazier在闡述BABY LOOP時用入２和3入/4處加載其電感量按下式計算:線圈公式
阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作頻率) * 電感量(mH)，設定需用 360ohm 阻抗，因此：
電感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作頻率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH
據此可以算出繞線圈數：
圈數 = [電感量* { ( 18*圈直徑(吋)) + ( 40 * 圈長(吋))}] ÷ 圈直徑 (吋)
圈數 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈
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？我具體算一下，再做一下實驗。其目的為了保證低端工作正常。

[mylcq]

山賊兄,您好!又來打撓您了!下面我對帆形天線做的仿真傳給您請指點.ant1是結構ant2是theta的方向圖ant3是phi的方向圖和它們的場強圖.