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[QUOTE=mylcq]
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？[/QUOTE]
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:
[img]http://home.pchome.com.tw/mysite/chuhsingchien/picture/ant-picture/I-ohm.bmp[/img]
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 [url=http://www.eznec.com/]EZNEC[/url], 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..
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山賊兄:您好!我還是一項一項的請教,關於苜蓿天線,我用4NEC2-VER5.53版軟件仿真過了,它的方向圖、場強與t2fd天線差不多，遠場水平極化在2dBi，場強在69V/M，垂直極化差，圖20是t2fd偶極子天線的水平極化的方向圖，圖11-19是苜蓿天線的水平、垂直極化以及近場與遠場仿真圖，請你看一看還有什麼問題。
其2還有昨天我問，苜蓿天線其相位如何計算，在仿真中怎樣纔能找到最佳加載位置？
其3，關於不同頻率所需電感量計算公式，是 臺灣業餘火腿朋友(謝法安 / BV1AL 臺北市 117-185 信箱 )在1994FEB發表文章中列出的，這個公式本身也說明了天線仰角、相位與天線輻射電阻的關系，天線雖小但有合適的仰角、遠區場的最佳相位，以及最佳匹配可能有一定的效果。
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T2FD: Terminated Folded Dipole , 其上的終端電阻會消耗掉約 1/3 的高頻能量; 其能夠有寬廣的頻寬, 與 Beverage 天線加上終端電阻來獲得較寬的頻帶響應, 有相同的動作原理..
至於您的苜宿天線, 因為您的饋電點是在其中一相鄰兩瓣的 "導線對" 上, 該 "導線對" 在往天線中央處是開線, 我的看法是, 這有幾種方法來處理:
1.將您要加上的虛阻抗元件放在開線端以調整之; 也可以試著改變虛阻抗元件在該 "導線對" 的位置..
2.調整供電點在該 "導線對" 的位置, , 因為另一端是開線(閉線也有類似功能, 但動作反應相反), 若調整供電點(饋電點)位置會改變從供電點端觀察到的實阻抗與虛阻抗, 建議優先選擇這種方法測試; 調整時若偏離所欲選定的實阻抗太多, 可以試著調整該 "導線對" 線與線之間的距離..
3.類似對八木天線調整補償常用的手法, 施加髮夾匹配或伽瑪匹配法來調整..
另外請問您在模擬這天線時, 有無加上地面反射效應的條件來模擬? 地面反射波會影響天線的阻抗, 由輻射圖來看似乎是在自由空間下, 您試著加上地面反射的條件, 調整與地面距離來觀察輻射圖形及阻抗變化..
苜蓿天線的總環長若遠低於使用波長, 其行為應該類是極小型環型天線, 不知您的苜宿天線的線總長, 瓣幅長與所使用頻率?
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山賊兄:您好!我上傳的天線仿真圖是在自由空間做的,在水平方向是圓,而在有限地上仿真其方向圖是垂直方向的半圓,波形有變化而場強沒多大變化,頻率為3.8MHZ,天線總長度為50米,但半徑為1.6米.關於導線對我用的是200歐姆假負載進行調整;具體位置我想與您討論一下:
1、天線相位角：
│天線相位角│=（2×Π)/λ×L
L為天線長度，故當天線等於3MHZ且天線長度等於100米時，其相位角為360度,並且是高仰角，只能近距離通聯，如何要進行遠距離通聯，還必須調整天線至30度左右的仰角。天線的相位與天線仰角是天線的關鍵。
2、天線的有效面積
天線的長度可以達到天線自諧振，但天線的半徑太小，我在前幾天和您談過天線卷曲時應解決的問題，用什麼辦法解決天線的孔徑呢？如何解決天線的開放性電容和開放性電感的問題？天線雖然很長，但是卷曲的孔徑很小，電感和電容自諧振能量很小，如何解決呢？這就是我問的用謝法安 / BV1AL 老師所講的在天線的λ/4和3λ/4處加適當電感量的方法來解決，也許能使電容和電感有一定的開放程度，再加上仰角和相位高速，您看結果會是什麼呢？
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您打算將波束偏移及求算適當的虛組抗補償, 可用以下觀點來達成: 我們可以把整個天線分解當成數個獨立小天線, 也就是每個花瓣, 每個天線都在花瓣根部(導線對)施加獨立的波源, 試著調整各波源之間的相對相位, 在達到您所需要的輻射圖場後, 回頭看此時各獨立波源的相位差, 就可以獲得您要在花瓣根部加上的虛數阻抗補償..
另外天線與反射地面間的距離, 會影響輻射圖場及天線阻抗, 試著調整與地面的距離是很重要的步驟之一, 那個式子您是可以參考看看, 但是我並不認為一定要如此做; 移相的獲得, 並不全然一定要用電感來達成, 而且求算出來的數值, 在加上地面效應後, 就不是您當初所想要的, 這在您試著加入地面反射條件, 並觀察天線與地面間的距離改變時就會發現..
苜蓿天線捲曲的部分, 也就是往中心彎折的導線對, 其目的就是在提供花瓣外框輻射體適當的電波相位, 因此花瓣長度的改變, 影響輻射圖場及阻抗甚巨, 但改變其長度是很困難的, 因此我建議您不要用施加固定虛阻抗元件的做法, 改為可調式, 方法如下:
每組導線對, 除了加入波源的那組, 其他原本的是:
｜
｜
＋－－－－－－－－－－－－－－＋
｜
＋－－－－－－－－－－－－－－＋
｜
｜
改成:
｜
＋－－－－－－＋－－－－－－－
｜
＋－－－－－－＋－－－－－－－
｜ 可調位置短路線
如此便可以改變每組外框輻射體的電波相位, 而且所呈現的阻抗值也可調整, 既然是可調整, 建議導線對的長度要比原本設計要長些, 如此才有額外的餘裕可供調整, 但是不要與其他導線對短路(瓣長超過圓半徑時要想辦法作隔離)..
此外每組導線對本身就是個終端短路傳輸線, 在適當長度與線對距離, 會呈現不同的實阻抗及虛阻抗(可成為容抗或感抗), 故改變各組線對本身的距離, 也要列入可供選擇的設計參數之一..
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山賊兄:您好!根據您的建議,我做了一下通聯實驗,具體情況是:在苜蓿天線的未端加了一個假負載,始端加pi型匹配網絡,天線低部加感70uH,通聯7MHZ-21MHZ效果不錯最遠通澳大利亞,但屬水平極化,仰角偏低.
山賊,我前面所提到的電感計算公式可能有誤,式中電感單位應爲uH而不是mH應該更合理，否則無法做這個空心電感，最主要的是其呈容性．所請幫助驗證一下短波電感公式的正誤．謝謝！
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山賊兄:您好!本站sintsu1101 發表了一篇關于《美國最新天線設計》的貼子，你是專家請提一點看法！
----------------------------------------------------------------------------美國最新天線設計----
美國最新天線設計可大幅縮小尺寸了!
最近美國海軍軍方完成的一項獨立測試證實了一位天線發明者的研究。這位發明者聲稱，其skunk-works天線設計能縮小天線尺寸達70%，同時能夠維持同等的靈敏度，並增加頻寬。這種由四個元件組成的(four-part)的天線取消了傳統天線設計中的常規感性負載，因此使能量輻射沿著其天線桿線性化，並讓天線尺寸變小了。
發明這種天線的美國Rhode Island大學物理系的研究工程師Rob Vincent表示：「當2004年公佈我的較小型天線設計時，曾受到許多人的質疑。如今，美國海軍的測試結果支持了我們的研究成果。」
Vincent將其發明稱為分佈式負載單極(distributed-load monopole，DLM)天線。這種新型設計採用螺旋狀物及一個負載線圈，來縮小常規四分之一波的單極尺寸。據Vincent表示，他的設計能縮小目前使用的每一種天線的尺寸，從手機內微小的gigahertz元件到大型的kilohertz AM天線。
例如，3英吋長的gigahertz天線有可能縮小到一英吋，300英呎高的AM頻帶天線可望減短至80英呎高。
(原文連結處：Tweak to inductive loading shrinks antenna)
[url]http://www.uri.edu/news/vincent/boxboro_files/frame.htm[/url]
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[QUOTE=mylcq]山賊兄:您好!本站sintsu1101 發表了一篇關于《美國最新天線設計》的貼子，你是專家請提一點看法！
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我不是專家, 我只是無線電愛好者......^_^"
以我的看法, 這個天線設計者的想法, 似乎類似 CFA (Cross field antenna, 交場式天線)..
高頻電波在天線上跑, 兩個電極間有電場朝空間分佈, 又天線導體上有電流流動, 故環繞天線導體有磁場朝空間分佈; 因為電場與磁場相差度 90 , 且電場路徑較長, 磁場路徑較短, 故在一定距離內, 電場與磁場不會同步相交(電場與磁場相互垂直, 向量方向朝外, S=ExH, 這個式子有個專有名詞: 坡印廷向量 poynting vector), 這個距離範圍, S 幾近於零, 電磁場能量會回到天線, 稱為 "感應場", 在感應場內的物質, 會影響天線的特性, 到達某距離後, 電場與磁場開始相交就會有輻射, 稱為輻射場, 在輻射場內物質的存在, 不影響天線特性, 且會感受到輻射 "壓力"; 因此若有辦法在適當的時間(相位)及位置上, 直接產生這電場及磁場, 理論上應該可以作出非常小且大頻寬的天線(相較於所使用的波長)..
這個 DLM [distributed load monopole] 似乎與 E-H 天線有著類似的想法, 其目地無非都是設法在較近的距離內, 就產生有效的電場與磁場相交, 藉以產生輻射; 部分人士是認為 CFA 僅是傳統極短天線加上大的電感負載以平衡, 不曉得其他研究學者對這個 DLM , 會不會有著類似 "就好像縮短偶極加上加感線圈般" 的看法....
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山賊兄:我的苜蓿天線本意也是希望能做爲類似EH天線的短波天線,其中如前所談的在天線的入/4和3入/4處加載並用車體作爲反射地平面,其目的就是找一個比較合理的方法滿足電場與磁場相交輻射場," 在輻射場內物質的存在, 不影響天線特性, 且會感受到輻射 "壓力"; 因此若有辦法在適當的時間(相位)及位置上, 直接產生這電場及磁場, 理論上應該可以作出非常小且大頻寬的天線(相較於所使用的波長).."請問你有沒有具體的方法.
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您要不要試試看用在電磁船驅動的那種方法?!
用適量的電線繞線圈成為電磁鐵, 通入數 MHz 高頻交流信號以建立交流磁場, 電場的部份則是利用兩塊極板施加同頻率高頻交流高壓來建立, 電場與磁場在三度空間上方向互為垂直, 所建立的電磁波方向垂直於電場與磁場; 利用移相電路或用 SRAM or EPROM or Flash rom 等來建立兩組可調相位的波形描述輸出電路(直接數位合成信號產生器), 分別供應給線圈與極板, 讓電場與磁場同相, 這應該可以驗證理論的可行性..
