自製 10dbi 小型高增益天線, 不到 nt200 - 第 3 頁

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  1. #21
    Watch Dog
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    Re: Re: Re: 駐波問題..

    最初由 honglun 發表


    只提到"提升增益值"而不告知"駐波"問題似忽會害了自製
    天線的人, 我就是因這點所以還是花個幾千買外接現成天
    線, 一般的無線家用電話天線在出廠時就已設計好, ..
    嗯! 所謂的駐波, 是指因傳輸線兩端阻抗與傳輸線特性阻抗不同, 會產生的反射, 此時若傳輸線的長度, 恰逢傳輸波長的四分之一波長的整數倍時, 便會在此段傳輸線內產生共振駐波...

    此時此段傳輸線被稱為共振線, 共振線有著特殊應用, 如功率分配器, 功率偶合器(用在多個天線並聯), RF 阻抗轉換(變壓器)等...

    天線最基本的單元就是赫之天線, 另有一變形為馬可尼天線, 赫之天線在諧振狀態時, 效率最高, 增益為 2.15dbi, 此時所呈現的特性阻抗, 虛數部份為 0, 只呈現純電阻特性, 如最基本的赫之天線, 單邊長就是四分之一波長(全長二分之一波長), 也可以說天線本體就是工作在共振狀態, 若天線長度較工作波長為短, 會呈現電容性, 較工作波長為長, 則呈電感性, 阻抗匹配調整, 就是為此...

    因為電波在導體傳輸, 波長較真空中為短, 被稱為波長縮短率, 天線的波長縮短率還要看導體的幾何結構(如直徑)及介電質而定, 一般取 0.87~0.97, 同軸電纜則約為 0.5~0.7(可查表)...

    故文中第一種單元天線(赫之天線)長度就是這樣計算:
    30000000000 / 2450000000 / 4 * 0.9 = 2.75 cm

    由此可見家用無線電話 46 & 49Mhz 的四分之一波長約為 1.58M, 想當然爾家用電話天線沒那麼長, 會呈電容性, 故您將它拆開, 會發現會串一個電感作為阻抗匹配, 但有些家用無線電話沒這麼作, 是因輸出功率相當低, 且所需傳輸距離也不遠, 為成本考量, 不作阻抗匹配的也蠻多的..

    阻抗匹配電路也可以順帶作到 LPF, 藉以消除高次階波, 如L 型. PI 型及 T 型...

    您文中所提駐波的疑慮, 應該是 VSWR, 所謂 vswr , 是當天線阻抗與傳輸線阻抗不匹配時, 就會有反射功率從天線折返, 而不變成電磁能發射出去, 當這個反射波回到發射機時, 若剛好相位相同, 會導致 RF 功率晶體過壓打穿, 就算相位不同相, 也因電流增加而發熱發燙, 功耗增加而燒損...

    換言之, 天線要達到最好效能(轉換效率高), 就是要匹配, 計算上增益高的天線若阻抗不匹配, 實作結果所展現的增益會比低增益但匹配良好的還差...

    因此可以將待測天線所展現的增益來評估是否匹配...
    也就是說不匹配的天線是不可能有高增益的
    換言之您所顧慮的所謂駐波(應當是 vswr) 過高, 根本就構不成高增益...

    典型發射系統天線特性阻抗為 50 ohm, 而純接收的系統則多為 75 ohm, 另有特殊設計的也有別種的特性阻抗, 如 93 ohm, 而此文中所列, 都是 50 ohm 的...

    故所使用的同軸電纜, 必須使用 50 ohm 特性阻抗的, 如 RG58. 5DFB 等..., RG58 在 2.4Ghz 時每米衰減度約 1db/m, 5DFB 約 0.3db/m

    在兩元件的 YAGI 中, 反射元件到輻射元件距離為四分之一波長, 原理是輻射元件發出電波, 走了四分之一波長(90度)後, 抵達反射元件, 因為反射元件比二分之一波長還長, 故反射電波, 而且相位反轉 180 度, 再走四分之一波長(90度)到輻射元件時回複為同相, 因為反射器將一邊的能量反射到另一邊且相位同相(視在能量多一倍), 故單是兩元件的 YAGI 增益為 3 + 2.15 = 5.15dbi..

    看到這兒, 那些花費數千塊買一支增益低於 10dbi 的天線的網友 ,一定相當嘔吧......^_^

    雙菱形天線:

    菱形天線實則為環路型天線(loop ant), 一個環路天線周長為使用頻率波長乘上 1.022, 特性阻抗約為 100 ohm, 故可以拿兩個 loop 並聯成特性阻抗為 50 ohm 的天線, 但是它的導體長度超過一個真空波長, 絕對可以確定會呈現電感性, 照理應當在 BNC 軸心到天線端串聯一可變電容來調整(天線調諧器), 只不過測量後發現與 AC 斷電器差不多, 所以就用了..

    一個 loop ant 的增益約為 1dbD, 也就是 3.15dbi, 比偶極天線(單元或稱赫之) 來得大 1db, 故結合兩個 loop 時增益增加 3db, 成為 6.15dbi, 加反射板再增加 3db, 故一個雙菱形天線典型增益約為 9.15dbi, 實作上還可利用其他技巧來提昇增益....

    天線的電磁場, 可分為感應場及輻射場, 前者在它的範圍中若有物體存在, 會影響天線特性阻抗, 後者不會, 故在第一種天線中, 選用拋物面(或圓球面)反射體時, 儘量選擇較平坦(焦距遠)的較有利, 而且一般市售鍋子多為圓鍋, 在幾何結構上鍋子越大, 深度越淺, 則圓弧面越接近拋物面, 鍋子越大, 所集中的電波能量越多, 自然增益就高...

    且拋物面表面凹凸誤差在四分之一波長時, 主峰(焦點)能量約為理想拋物面的 86%, 拿鍋子當反射面是可被接受的....

    若這麼說還不能怯除心中疑慮, 不妨拿您所構買的天線到專業廠家, 請他們幫您測試您手上的天線, 看看 vswr 且繪製史密斯圖與 3D 輻射圖, 若他們不懂何為 vswr & 史密斯圖,那就不夠專業了....^_^



  2. #22
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    山賊 用什么方式来测试增益?

  3. #23
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    最初由 0test0 發表
    山賊 用什么方式来测试增益?
    對不起, 您所寫的有幾個字我看不到....
    您大概是大陸的朋友, 歡迎您!........^_^
    大陸那邊無線電的發展比台灣好喔!
    您是不是說我怎麼測量增益是嗎?

    過程是這樣的, 先製作單元天線, 再調整 NB 到 AP 間距離到信號強度為 50%, 細調兩個單元天線到信號最大值, , 此時天線處於階振匹配狀態, 也就是完成單元天線的校準...

    再調整距離, 直到 NB 上所顯示的信號強度為 100%, 再把 AP 的天線串接 10~30db 的衰減器, 查看 nb 上的信號強度為 80~40%, 此時便知道每 20% 的信號強度代表 10db..

    再來把 nb 上的天線更換為自製天線, 便可對自製天線進行調整校準, 且可測量增益值, 若是增益還是不如預期(計算值), 可能有虛數阻抗, 便要進行虛數阻抗匹配工作, 除此之外, 尚需完成 ISM band CH1~CH14 的測量, 看看增益變動率, 大致上是如此....

  4. #24
    Watch Dog
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    Re: Re: Re: Re: 駐波問題..

    最初由 antion 發表
    不小弟已算是狠一點的,早再9年前就買了一台HP的無線電綜合測試儀,花了小弟近60萬大洋,[/B]
    antion 君還真了得, nt600000 也開得下去, 不愧是空通出身的...^_^

    駐波比表不難製, 有沒興趣玩玩看, 個人是蠻懶的, 看您有沒興趣做做看!

    另外台灣不知何時, 稱反射功率比值為駐波比, 好像很早喔! 20幾年前開始接觸無線電時就常聽聞此術語, 個人覺得相當容易讓人誤解, 因為在物理上駐波是雙向的, 需要兩側有反射點, 如雷射共振腔, 而發射機到電纜端很少構成此條件, 也就是說電纜的選用與發射機阻抗是互相搭配的, 就算構成如此要件, 如何分辨順向功率與二次反射(從天線反射到發射機, 又因發射機阻抗不匹配, 反射回天線)的差別? 所謂的駐波比表僅能測量順向功率及反射功率, 被稱為駐波比表, 個人覺得實有不妥....

  5. #25
    會員 netpc 的大頭照
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    最初由 山賊 發表


    對不起, 您所寫的有幾個字我看不到....
    您大概是大陸的朋友, 歡迎您!........^_^
    大陸那邊無線電的發展比台灣好喔!
    您是不是說我怎麼測量增益是嗎?

    ................H1~CH14 的測量, 看看增益變動率, 大致上是如此....
    謝謝 山賊老兄 我是在祖國廣東,去年有和你討論過無線網路的放大,好久沒過來逛pczone了,剛才從新註冊了一個會員,請多聯絡,我的yahoo id 是netpccn (yahoo的message可以簡體繁體通用),有空想你多學習

    以前玩過一段時間無線,不過現在手上遺留的儀器都是1G以下的,很難玩2.4g的東西了



  6. #26
    會員 netpc 的大頭照
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    我為orinoco定制的天線,廠家測試說有5.5db.效果是比不用天線好很多,至於增益的數值還在想辦法測試中.

    附加圖片 附加圖片 dscf0539.jpg  

  7. #27
    會員 antion 的大頭照
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    Re: Re: Re: Re: Re: 駐波問題..

    最初由 山賊 發表

    駐波比表不難製, 有沒興趣玩玩看, 個人是蠻懶的, 看您有沒興趣做做看!
    HP-8920A + 頻譜 + 編解碼 總計近60萬,聽說惠普已漲價為70多萬了...

    小弟雖也接觸無線電20幾年,所學與工作都是通信設備架設.維修.應用與管理,廣而不專,通而不精,一切都以技術手冊(TO)為準,就算製作或架設400W HF天線,也只會按手冊公式換算某頻率天線長度,依樣畫葫蘆,說實在,小弟理論基礎和無線電專業技術差您實在太遠了....

    年近半百,已經沒有年輕時的衝勁,也沒有那麼多時間去洗電路板或自製電表了...但對您這個2.4GHz自製天線則非常有興趣,對小弟來說非常具有實用性,工作上也可能會有此需求,因為可以解決目前流通2.4GHz設備(如無線網路.無線影音監控...)通信距離不足的問題,感謝您大方提供辛苦研究測試成果,謝謝您...

  8. #28
    Watch Dog
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    最初由 netpc 發表
    我為orinoco定制的天線,廠家測試說有5.5db.效果是比不用天線好很多,至於增益的數值還在想辦法測試中.

    看了您的照片, 那個天線是垂直極性無向性, 線圈繞圈長度為二分之一波長, 可看做兩個天線疊接, 所以理論上的增益數是 3 + 2.15 = 5.15dbi

    基本上還可以再疊接, 譬如再疊接一個繞圈, 後接二分之一波長天線, 構成三段, 天線增益計算就是 1.8 + 3 + 2.15 = 6.95dbi, 疊接成四個就是 8.15dbi....

    只不過如同 YAGI 一樣, 大部分能量都在饋電點附近, 所以增益會低於計算值....

    至於您手上的儀器, 看看設法加個變頻電路, 譬如 osc=2Ghz 將 2.4 Ghz 差頻成 400Mhz 頻段, 我想應該還會蠻好用(這個就要向您多討教了)......^_^

  9. #29
    Watch Dog
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    Re: Re: Re: Re: Re: Re: 駐波問題..

    >也只會按手冊公式換算某頻率天線長度,依樣畫葫蘆,說實在,小弟理論基礎和無線電專業技術

    我一開始也是從無線電技術雜誌開始接觸, 很多基礎觀念都是從一堆前輩投稿翻譯文章看來的, 學校學的又是電子, 選修科目有些與無線電相關, 後來服役時也是旗子兵, 入社會後, 有幸認識一位當時常投稿的何中庸前輩(前幾年已自台視退休), 向他討教一二, 想想自己的專業能力, 還真不如當初年輕的他呢!

  10. #30
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    2001-07-19
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    最初由 山賊 發表
    我剛在 pchome 緊急申請一個免費空間, 把自製天線資料(含照片)放在以下網址, 請網友到此下載, 不要再找我 email 了.......^_^"



    http://home.pchome.com.tw/mysite/chu...nt/ant_diy.doc
    Q:
    1.請問為何要用有線電視的AC斷電器.
    2.有線電視的AC斷電器規格好像有二種, 請問要用那一種?
    3.謝謝!



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