【資訊】幾個天線設計程式資訊

[山賊]

1.自動設計 yagi 天線:
http://www.raibeam.com/wa7rai.html

它是 dos 下的程式, 可以自動設計 yagi 天線, 但是它的頻率參數上限只到 999MHz, 故若要設計 2.4GHz 頻帶的天線, 則用 245MHz 頻率, 且把所有長度直徑等參數擴增十倍, 待程式計算自動設計好了, 把相關長度直徑的數據除以十即可..

譬如: 所需頻率是 2.45GHz, 且以直徑 1mm 的漆包線做元件, 則輸入頻率 245MHz, 而設定天線反射器. 輻射器. 導波器的元件直徑是 1cm, 待全部計算完畢, 此處假設反射器長度得出數據是 70cm, 那麼反推回 2.45GHz 時就是直徑 0.1cm(1mm), 長度 7cm 的元件..

此外它設計出來的天線阻抗會比較低, 記得實作上要加裝阻抗變換..

2.好用且功能強大的 Eznec:
http://www.eznec.com/demoinfo.htm

它是在 windows 系統下, 以 nec2 為基礎來跑的設計天線程式, demo (free)版的只提供 20 segments, 大約可以設計出 2 個元件的 yagi, 雖然功能受限, 但是拿來設計高增益碟型天線的輻射器確是綽綽有餘的, 以它來練習建立 3D 空間天線組成概念是相當合適的, 且經由各天線元件參數的變化, 很容易明瞭對天線輻射圖場及各頻率響應下的阻抗變化影響, 對初學者而言, 它是非常容易上手且建立相關觀念的工具, 我平常也拿它來練習設計一些簡單的天線, 付費的版本也不貴..

3.功能強大且有 linux 版的 super-nec
http://www.poynting.co.za/software/snec_downloads.shtml

內建有寬頻帶用的 bowtie 天線的樣本, 且試用版本身沒有功能限制, 但有時間上的限制, 且提供 linux 的版本, 對於習用 linux 的用家來說, 是很好的選擇, 操作上類似 eznec..


4.免費的 Mini nec:
http://www.emsci.com/Setup_MININEC_Classic.zip

相對於 eznec 及 super-nec 來說, 功能不受限, 雖然輸入介面不同於 eznec , 但對於沒有預算的玩家, 它是蠻好的選擇..

5.其他幾個天線設計工具程式資訊:

在 Excel 下跑, 設計 Cubic Quad 天線:
http://www.cvarc.org/QUAD/CubQuad.html

線上計算波束角相對於天線增益, 且提供 dos 版的天線設計程式:
http://www.myerseng.com/download.html

天線設計相關資訊:
http://www.cebik.com/radio.html

[凱欣妹妹]

請問大大計算後的數值要如何用來制作天線?
因為程式只給出長度數值，沒說如何接.........
謝謝噢~~^^

[山賊]

金　屬　導　　管　　或　　是　　線
↓　↓　↓　　↓　　↓　　↓　　↓

｜
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｜ａ｜ｂ｜　ｃ｜　ｄ｜　ｅ｜　ｆ｜
＋－＋－＋－－＋－－＋－－＋－－＋　←　塑膠水管即可
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↑　↑　↑　　↑　　↑　　↑　　↑
Ａ　Ｂ　Ｃ　　Ｄ　　Ｅ　　Ｆ　　Ｇ

Ａ　整條線, 為反射器
Ｂ　整條線切一半, 纜線接中心切斷點位置

　　　　　　｜
　　　　　　｜
獺獺獺獺儳　
＿＿＿＿＿
　１４　 @
　　　　　　｜
　　　　　　｜
　　但是直接接50歐姆電纜線會阻抗不匹配, 需作阻抗轉換,
　　譬如用 1/4 波長同軸電纜作阻抗轉換, 程式計算出天線
　　阻抗為 22 ohm, 則該段同軸阻抗需為
　　Z=SQR(22*50) = 33.17ohm
　　除此之外, 因為輻射器本體為平衡式, 而同軸電纜為不平
　　衡, 故要做個 balumn 來做不平衡對平衡的轉換.

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　　　＋－－－－－　　 ｜
－－－＋－－－－－－＿
－－－＋－－－－——﹁
　　　＋－－－－－ 　@
　　　ｂａｌｕｍｎ　　 ｜
　　　　　　　　　　　 ｜
Ｃ∼Ｇ　整條線, 為導波器

a~f 各線段間的間隔

[山賊]

接續上一封:
該程式中(QY-4)有個選項 按 [F2] option 中的 fed element options 中 folded dipole , 選用此項目, 則 fed element (輻射器) 為摺疊繞圈, 它會要求您輸入摺疊導體間的距離, 使用此方法, 也可以增加阻抗值, 設法讓阻抗接近 50 ohm 即可..
　　　　　　　　　︿
　　　｜　　→　 ｜｜
　　　｜　　　　 ｜｜
　＿＿/　　＿＿＿/ ｜
　獺黠　　獺獺黠 ｜
　　　｜　　　　 ｜｜
　　　｜　　　　 ｜｜
　　　　　　　　　ˇ

此外犧牲一點增益, 適當調整元件長度及距離, 也可以獲得接近 50 ohm 的阻抗, 這樣就不需要阻抗轉換了..

另外實際製作時, 那麼多小數點的精密度, 實際上是做不到的, 以一般人施工技巧, 能做到 0.5mm 的有效值就很好了..

以下的參考數據應該很好施工, 最小刻距為 0.5mm, 雖然比起最大增益值少約 2db 但是阻抗相當接近 50ohm, 且虛數阻抗值也很小, 網友僅需裝設 balumn 即可, 不需再另外作阻抗匹配:

diam = 1 mm

reflector space = 30 mm
s1= 30 s2= 20 s3= 20 s4= 25 s5= 25 s6= 30 s7= 45 s8= 45
s9= 45 s10=45 s11=45 s12=45 s13=50 s14=50 s15=50 mm

reflector length = 60 mm
driver length (fed element)= 55 mm
d1~d15 = 50 mm
　Ｒｓ　ｓ１　ｓ２　ｓ３　　∼　　∼　　　ｓ１５
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＋－－＋－－＋－－＋－－＋　∼∼∼　＋－－＋－－＋
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Ｒ　　Ｆ　　Ｄ１　Ｄ２　Ｄ３　∼　　　∼　　　Ｄ１５

可以獲得 antenna gain 15.39dbi , F/B ratio = 12.69 db
impedance = 51.3 - j0.7, 在 2.4GHz~2.48GHz 的 vswr < 1.5
天線長度約 60cm

ps:以上數據是以 quickyagi v4.0 以 245MHz 去跑再修改過的,
要輸入以上數據, 記得都要乘上10倍, 譬如說 diam = 1mm * 10 = 10mm, d1~d15 = 50mm * 10 = 500mm = 0.5M..

[Violent]

請問...有照片嗎~ 我太笨這樣實在是看不出輻射器的部份怎麼做

接續上一封:
該程式中(QY-4)有個選項 按 [F2] option 中的 fed element options 中 folded dipole , 選用此項目, 則 fed element (輻射器) 為摺疊繞圈, 它會要求您輸入摺疊導體間的距離, 使用此方法, 也可以增加阻抗值, 設法讓阻抗接近 50 ohm 即可..
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　獺黠　　獺獺黠 ｜
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此外犧牲一點增益, 適當調整元件長度及距離, 也可以獲得接近 50 ohm 的阻抗, 這樣就不需要阻抗轉換了..

另外實際製作時, 那麼多小數點的精密度, 實際上是做不到的, 以一般人施工技巧, 能做到 0.5mm 的有效值就很好了..

以下的參考數據應該很好施工, 最小刻距為 0.5mm, 雖然比起最大增益值少約 2db 但是阻抗相當接近 50ohm, 且虛數阻抗值也很小, 網友僅需裝設 balumn 即可, 不需再另外作阻抗匹配:

diam = 1 mm

reflector space = 30 mm
s1= 30 s2= 20 s3= 20 s4= 25 s5= 25 s6= 30 s7= 45 s8= 45
s9= 45 s10=45 s11=45 s12=45 s13=50 s14=50 s15=50 mm

reflector length = 60 mm
driver length (fed element)= 55 mm
d1~d15 = 50 mm
　Ｒｓ　ｓ１　ｓ２　ｓ３　　∼　　∼　　　ｓ１５
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Ｒ　　Ｆ　　Ｄ１　Ｄ２　Ｄ３　∼　　　∼　　　Ｄ１５

可以獲得 antenna gain 15.39dbi , F/B ratio = 12.69 db
impedance = 51.3 - j0.7, 在 2.4GHz~2.48GHz 的 vswr < 1.5
天線長度約 60cm

ps:以上數據是以 quickyagi v4.0 以 245MHz 去跑再修改過的,
要輸入以上數據, 記得都要乘上10倍, 譬如說 diam = 1mm * 10 = 10mm, d1~d15 = 50mm * 10 = 500mm = 0.5M..

[tplay]

請教一下山賊兄~

我用Nec4Win95 軟體設計一個5 element Yagi天線
要在430~440MHz的頻率下 Feed point impendance=50ohm
Gain要8dBi,F/B要15dB,sidelobe suppression要15dB ...

以下是我設的條件
reflector=0.3628m
driven element(dipole)=0.3296m,space=0.1049m
director 1=0.279m ,director 2,3=0.2618m
space1=0.176m,space 2=0.2593m,space 3=0.3656m
跑出來的結果 頻率設在435MHz ..
SWR=1.22 ,Impedance=50.46+i9.91ohm , Gain=7.18 ,F/B=13.78

關於Gain 以及F/B 用了optimize 一直無法調到我要的條件
還有對於sidelobe 的supression 也不知道怎麼調.. 是否有條件設錯 還是怎樣?

抱歉 對於天線 我是初學者
麻煩指教一下! 謝啦~

[山賊]

用 qy4 讓它自動幫您跑看看, 您分別選擇最高增益, 最佳前後比等這些需求目標, 觀察它各個元件的變化, 就可以看出些端倪..