八木天线转向控制电路

八木天线的原理和制作

八木天线的原理和製作Post By：2008-12-11 22:00:11八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装製在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。

有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。

但折合式振子在业餘条件下，製作较难，而宽频带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。

至於无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。

通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。

通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。

反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会產生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。

因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。

当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。

适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子產生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上產生的电磁场相加。

这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿著导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。

一种参数可调的八木天线的设计_于臻

时候，半波有源振子的输入阻抗由 73 Ω 下降到 15 ～
20 Ω 左右，很难与常用同轴线（特性阻抗为 50 或 75 Ω）直接匹配，为此须设法提高有源振子的输入阻抗； ②工作频带变窄。对称振子本身的工作频带较窄，再加上若干个无源振子的影响，使其频率特性更差。
（ 4）引向器间距。可从方向性和阻抗特性 2 方面考虑。在振子数一定的情况下，间距增加，可在一定程度上提高增益，但当 d ＞ 0． 4λ 后，增益开始下降，但第一引向器和主振子的间距应略小于其它间距，增益将会有所提高；若要降低天线旁瓣电平，振子距离可取得小一些，但间距过小，有源振子的输入阻抗会变得很小且随频率变化剧烈，不便于和馈线匹配，从而减小工作带宽，一般间距不要小于 0． 1λ。综上所述，各引向器之间的距离 d = （ 0． 1 ～ 0． 4） λ。
由于八木天线涉及较多的参数，为了使天线几何尺寸的确定更加快捷，方便，根据天线的工作频率与天线振子长度和间距的关系，利用 Visual Basic 软件编写设计了 1 个八木天线交互计算软件［12 ～ 13］。当输入天线的中心工作频率后，该软件可以立刻计算出各个振子的长度和振子的间距范围等几何参数，为后面的仿真优化及参数的确定提供参考。这里选择 2． 4 GHz 为天线的中心工作频率，得到的天线参数范围见图 2 所示。按清零按钮后可以清除当前的数据，重新输入天线的中心工作频率进行设计。
Langfang 065201； 2． School of Electronic Engineering，Beijing University of Posts and Telecommunications，Beijing 100876，China）
Abstract： To increase the flexibility and the bandwidth，this paper presents a parameter tunable 18 unit Yagi-Uda antenna that operate at the center frequency of 2． 4 GHz based on the theoretical analysis of traditional Yagi-Uda antennas． First，an antenna calculator was designed with Visual Basic to calculate and adjust the parameters． The antenna model for a kind of scenario was constructed，simulated and optimized as well using the HFSS． The antenna was tested by PNA3621 vector network analyzer． Measured results show that the antenna has a good characteristic with a symmetrical beam width，a broad impedance bandwidth，little side lobes and voltage standing wave ratio． The echo loss is relatively ideal in 2． 3 GHz ～ 2． 5 GHz frequency range，which agrees well with simulated results． Key words： Yagi-Uda antenna； antenna calculator； HFSS simulation； performance testing

八木天线工作原理

八木天线工作原理
八木天线是一种常见的定向天线，它由日本电气工程师八木秀次于1928年发明。

八木天线的工作原理是基于共振原理和相位相控原理，通过合理的设计和布局，可以实现较大的增益和较窄的波束宽度，适用于许多无线通信系统中。

首先，八木天线的基本结构是由一个驱动器和若干个反射器和直接器组成的。

驱动器是天线中的主要辐射元件，它产生电磁波并将其辐射出去；反射器和直接器则起到了聚焦和增强电磁波的作用。

整个结构的设计是为了让电磁波在特定的方向上得到增强，从而实现定向辐射和接收。

其次，八木天线的工作原理是基于共振原理的。

当天线的长度和宽度符合一定
的条件时，就会产生共振现象，使得天线在特定频率下的辐射效果最佳。

这就要求设计师在设计八木天线时，需要精确计算和调整天线的尺寸和形状，以使其在工作频率下达到共振状态，从而获得最佳的辐射效果。

另外，八木天线的工作原理还涉及到相位相控原理。

通过合理的布局和调整反
射器和直接器的位置和相位，可以实现对电磁波的相位进行调控，从而实现波束的定向和聚焦。

这种相位相控技术可以使得八木天线在特定方向上的辐射增强，而在其他方向上的辐射减弱，从而实现了定向辐射和接收。

总的来说，八木天线的工作原理是基于共振原理和相位相控原理的，通过合理
的结构设计和相位调控，实现了对电磁波的定向辐射和接收。

在无线通信系统中，八木天线因其较大的增益和较窄的波束宽度而得到广泛应用，是一种非常重要的定向天线类型。

八木天线的原理和制作tm

八木天线的原理和制作t m公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]八木天线的原理和制作八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。

有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。

但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。

至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflecto r）和导向器（Director）两种。

通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。

通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。

反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。

因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。

当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。

适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。

这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。

天线的方向图测量(设计性)试验[修改版]

第一篇：天线的方向图测量(设计性)试验理学院材料物理专业近代物理实验（设计性）试验报告2012年6月23号中国石油大学近代物理实验报告班级：材料物理10-2 姓名：同组者：设计性实验不同材质天线的方向图测量（measurement of antenna parameters）【中国石油大学（华东）理学院材料物理专业10-2 】摘要：天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。

任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波。

但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低。

天线辐射的是无线电波，接收的也是无线电波，然而发射机通过馈线送入天线的并不是无线电波，接收天线也不能把无线电波直接经馈线送入接收机，其中必须进行能量的转换。

研究天线问题，实质上是研究天线所产生的空间电磁场分布，以及由空间电磁场分布所决定的天线特性。

我们知道电磁场满足麦克斯韦（Maxwell）方程组。

因此，求解天线问题实质上是求解满足一定边界条件的电磁场方程，它的理论基础是电磁场理论。

研究天线主要是得到天线的相关特性，天线特性一般由电路特性和辐射特性两个方面表征。

电路特性包括天线的输入阻抗、效率、频率宽度和匹配程度等；辐射特性包括方向图、增益、极化、相位等，为了达到最佳的通信效果，要求天线必须具备一定的方向性，较高的转换效率，以及满足系统工作的频带宽度。

根据无线电技术设备的任务不同，常常要求天线不是向所有方向均匀地辐射（或对所有方向具有同等的接受能力），而是只向某个特定的区域辐射（或只接受来自特定区域的无线电波），在其它方向不辐射或辐射很弱（接受能力很弱或不能接收），也就是说，要求天线具有方向性。

天线所辐射的无线电波能量在空间方向上的分布，通常是不均匀的，这就是天线的方向性。

即使最简单的天线也有方向性，完全没有方向性的天线实际上不存在。

八木天线的原理和制作tm3901

八木天线的原理和制作八木天线（YaGiAntenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子（DriverElement）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。

有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。

但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。

至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。

通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。

通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。

反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。

因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。

当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。

适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。

这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。

导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。

八木天线的原理和制作

八木天線的原理和製作八木天线（YaGi Antenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子（Driver Element）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。

有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。

但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。

至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。

通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。

通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。

反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。

因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。

当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。

适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。

这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。

导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。

八木天线的原理和制作

八木天线的原理和制作八木天线是一种常用于无线通信领域的方向性天线，它以其结构简单、性能可靠等优点被广泛应用于电视、无线电、通信等领域。

在本文中，我将详细介绍八木天线的原理和制作过程。

八木天线的驱动器元通常是一个被激励的金属棒，通过调整驱动电流的相位和幅度，可以达到产生特定方向性的辐射。

驱动器元的输入电流在传导到反射器元时，由于反射器元的存在，会发生相位差，从而引发信号在水平方向上不同点的相互干涉。

具体地说，反射器元的存在可以使信号在对称轴上相抵消，进而降低辐射强度，而在离开对称轴的区域上，信号则相互加强。

通过调整驱动器元和反射器元之间的相位差，可以实现向特定方向辐射最大功率的目的。

制作一只八木天线需要以下步骤：1.准备材料：首先，需要准备合适的金属材料，如铜棒。

根据天线的设计要求，选择合适长度和直径的金属棒。

2.制作驱动器元：根据天线的设计要求，将金属棒剪切到合适的长度，并通过金属导线连接到电源或信号源。

确保电源或信号源与金属棒之间的连接电路正确。

3.制作反射器元：再次根据天线的设计要求，剪切另一根金属棒为合适的长度，并将其安装在驱动器元的一侧。

驱动器元和反射器元之间的距离和相位差决定了天线的辐射特性。

4.安装调整器：为了确保八木天线的性能，通常还需要安装调整器。

调整器可以校正驱动器元和反射器元之间的电流和相位差，使八木天线达到最佳的辐射效果。

5.连接与测试：最后，将八木天线连接到接收器或发射器，并进行测试。

调整器可以通过调整天线两侧的电流和相位差，来达到最佳辐射效果。

总结：八木天线通过驱动器元和反射器元之间的相位差来实现方向性辐射。

通过对驱动器元和反射器元的设计和制作，以及调整器的安装和调整，可以实现对辐射方向的精确控制。

需要注意的是，八木天线的制作需要根据具体的设计要求进行，以及合适的材料和工具。

对于初学者来说，建议在专业人士的指导下进行制作，以确保天线的性能和安全。

八木天线的原理和制作tm

八木天线的原理和制作八木天线（YaGiAntenna）也叫引向天线或波导天线，因为八木秀次（YaGi）教授首先用详细的理论去解释了这种天线的工作原理，所以叫做八木天线，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天线。

八木天线是由一个有源激励振子（DriverElement）和若干无源振子组成，所有振子都平行装制在同一平面上，其中心通常用一铅通（也可用非金属──木方）固定。

有源振子就是一个基本半波偶极天线（Dipole），商品八木天线──尤其是用在电视接收时，则多用折合式半段偶极天线做有源振子，好处是阻抗较高，匹配容易频率亦较宽阔，适合电视讯号的8MHz通频带。

但折合式振子在业余条件下，制作较难，而宽带带亦会引入较大噪音，因此常见的八木天线多用基本半波偶极型式的有源振子。

至于无源振子根据它的功能可以分为反射器（Reflector）和导向器（Director）两种。

通常反射器的长度比有源振子长4～5%，而导向器可以有多个，第1～4个导向器的长度通常比有源振子顺序递减2～5%。

由反射器至最前的一个导向器的距离叫做这个八木天线长度。

通常收发机的天线输出端，都只是接到八木天线的有源振子。

反射器和导向器通常与收发机没有任何电气连接，但在有源振子作用下，两者都会产生感应电压表，电流，其幅度各相位则与无源振子间的距离有关，亦和无源振子的长度有关。

因为当振子间的距离不同时，电源走过的途径距离也不同，就会形成不同的相位差。

当无源振子的长度不同时，呈现的阻抗也不同。

适当地安排反射器的长度，和它与有源振子的距离，便可使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同样，适当地安排导向器的长度和它到有源振子的距离，可以使导向器和有源振子在主方向上产生的电磁场相加。

这样由有源振子幅射的电波，在加入反射器和导向器后，将沿着导各器的方向形成较强的电磁场，亦即单方向的幅射了。

导向器的长度相同，间距相等的八木天线称为均匀导向八木天线，特点是天线的主办窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。

八木天线工作原理

八木天线工作原理
八木天线是一种常用于无线通信中的方向性天线设计。

它由日本工程师八木秀次于1952年提出并命名。

八木天线设计的主
要目标是增加天线的方向性，以提高信号接收和发送的效果。

八木天线的工作原理基于两个主要的构造特点：主辐射器和反辐射器。

主辐射器通常是一个单竖直或水平的金属棒（振子），它通过导线连接到无线电设备。

反辐射器是一个位于主辐射器正上方或正下方的金属棒。

主辐射器负责辐射和接收信号，而反辐射器的作用是为主辐射器提供反向的辐射。

具体而言，当无线信号到达天线时，主辐射器将电磁波能量从传输线转换为电流，并发射到空间中。

这时，反辐射器起到抑制水平或垂直方向的辐射作用，使得主辐射器的辐射方向更加集中和定向。

通过调整主辐射器和反辐射器之间的距离和长度，可以实现对天线辐射方向和接收灵敏度的控制。

八木天线的主要优势是其高度定向性和指向性，使得它在需要长距离通信或抵抗干扰的场景下非常有用。

总之，八木天线的工作原理基于主辐射器的辐射和反辐射器的反向辐射，通过调整它们之间的距离和长度实现天线的方向性和指向性增强，从而提高无线通信的效果。

八木天线由来及原理说明概要

八木天线由来及原理说明概要八木天线的原理基于共振和相消干涉的原理。

它由一对平行的金属棒构成，其中有一根被激励为驻波电流，而另一根则起着反射和传导电流的作用。

这样使得八木天线能够产生一个较强的主瓣，并且能够在其背向和侧向辐射的方向上实现较好的抑制。

八木天线的关键在于对两根棒的长度和排列进行精确的调节和优化。

通过调整棒的长度，可以实现对天线的工作频率的调整。

而通过调整两根棒之间的间距和相位，可以实现主瓣与侧瓣的控制。

八木天线的设计原理可以理解为一个共振腔的系统。

其中一根金属棒通过馈电源激励产生电流，形成共振。

而另一根金属棒则通过反射和导电的作用，增强了共振的效果。

这样就能够实现对电磁波的辐射增强和抑制，从而提高天线的辐射效率和方向性。

八木天线的主要优点是具有较好的指向性和辐射效率。

由于采用了共振和相位控制的技术，八木天线能够实现对电磁波在空间中的辐射和抑制的控制，从而实现较好的抗干扰和抗多径传播的能力。

另外，八木天线还具有较小的体积和重量。

由于采用了相位控制的技术，八木天线可以通过调整两根棒之间的间距和相位来实现对天线的调整，而不需要使用其他复杂的调整结构或驱动系统，从而减小了整个天线系统的体积和重量。

然而，八木天线也存在一些局限性。

首先，由于八木天线是一种共振天线，所以在工作频率附近的其他频率上的辐射效果会较差。

而且，由于八木天线的辐射特性与频率有关，所以需要对天线进行精确的调整和优化，使其在所需的频率范围内工作。

此外，八木天线对来自背向和侧向的信号的敏感度较低。

尽管通过调整两根棒之间的间距和相位可以实现对背向和侧向信号的抑制，但由于八木天线的结构特性，它对来自这些方向的信号的接收和发送能力较弱。

总之，八木天线是一种通过共振和相位控制实现辐射增强和抑制的天线设计。

它具有指向性和辐射效率高、体积小和重量轻等优点，但在频率选择和背向侧向敏感性方面存在一些局限性。

尽管如此，八木天线仍然是无线通信系统中常用的天线之一，并且在各种应用场景中发挥着重要的作用。

八木天线

八木天線（Y aGi Antenna）也叫引向天線或波導天線，因為八木秀次（Y aGi）教授首先用詳細的理論去解釋了這種天線的工作原理，所以叫做八木天線，它是由HF，到VHF，UHF波段中最常用的方向性天線。

八木天線是由一個有源激勵振子（Driver Element）和若干無源振子組成，所有振子都平行裝製在同一平面上，其中心通常用一鉛通（也可用非金屬──木方）固定。

有源振子就是一個基本半波偶極天線（Dipole），商品八木天線──尤其是用在電視接收時，則多用折合式半段偶極天線做有源振子，好處是阻抗較高，匹配容易頻率亦較寬闊，適合電視訊號的8MHz通頻帶。

但折合式振子在業餘條件下，製作較難，而寬頻帶亦會引入較大噪音，因此常見的八木天線多用基本半波偶極型式的有源振子。

至於無源振子根據它的功能可以分為反射器（Reflector）和導向器（Director）兩種。

通常反射器的長度比有源振子長4～5%，而導向器可以有多個，第1～4個導向器的長度通常比有源振子順序遞減2～5%。

由反射器至最前的一個導向器的距離叫做這個八木天線長度。

通常收發機的天線輸出端，都只是接到八木天線的有源振子。

反射器和導向器通常與收發機沒有任何電氣連接，但在有源振子作用下，兩者都會產生感應電壓表，電流，其幅度各相位則與無源振子間的距離有關，亦和無源振子的長度有關。

因為當振子間的距離不同時，電源走過的途徑距離也不同，就會形成不同的相位差。

當無源振子的長度不同時，呈現的阻抗也不同。

適當地安排反射器的長度，和它與有源振子的距離，便可使反射器和有源振子產生的電磁場在反射器後方相互抵消，而在有源振子前方上相加。

同樣，適當地安排導向器的長度和它到有源振子的距離，可以使導向器和有源振子在主方向上產生的電磁場相加。

這樣由有源振子幅射的電波，在加入反射器和導向器後，將沿著導各器的方向形成較強的電磁場，亦即單方向的幅射了。

導向器的長度相同，間距相等的八木天線稱為均勻導向八木天線，特點是天線的主辦窄，方向系數大，整個頻帶內增益均勻。

八木天线的方向图及阻抗匹配和极化匹配

八木天线的方向图及阻抗匹配和极化匹配一、实验原理（1）八木天线是由一个有源振子(一般用折合振子)、两个无源振子：反射器（长的）和若干个无源引向器（短的）平行排列而成的端射式天线。

主瓣方向由有源振子指向引向器。

引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。

此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90°;引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号迭加，得到加强。

反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90°，再加上辐射到主振子过程中又滞后90°，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180，起到了抵消作用。

一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。

发射状态作用过程亦然。

（2）阻抗匹配天线的一个重要特征，那就是“输入阻抗”。

在谐振状态，天线如同一只电阻接在馈线端。

常用馈线阻抗为50Ω，如果天线输入阻抗也是50Ω，那就达到了“匹配”，电台输出的信号就能全部从天线上发射出去；如果不“匹配”，一部分功率就会反射回电台的功放电路。

阻抗完全匹配才能达到最大功率传输。

不匹配时，发射机发射的电波将有一部分反射回来，在馈线中产生反射波，反射波到达发射机，最终产生为热量消耗掉。

接收时，也会因为不匹配，造成接收信号不好。

完全匹配，将不产生反射波，这样，在馈线里各点的电压振幅是恒定的。

阻抗完全匹配才能达到最大功率传输。

（3）极化匹配收、发信双方保持相同"姿势"为好。

振子水平时，发射的电波其电场与大地平行，称"水平极化波"，振子与地垂直时发射的电波属"垂直极化波"。

收发双方应该保持相同的极化方式。

二、实验目的1、学习测量八木天线方向图方法2、测量八木天线在阻抗匹配条件下的反射系数3、研究在不同极化方式下的八木天线的功率变化。

八木天线

八木天线（Yagi-Uda Antenna）
3 、八木天线的电参数
（1）方向系数
D k1
La

,
G D D
La 为引向天线的轴长 k1 为比例系数（可查曲线）
（2）波瓣宽度
2 3dB 55

La
随着 La 的增大，3db逐渐减小，但减小的趋势 2 越来越慢。说明：随着与有源振子距离的增大，所加上去的引向器的作用逐渐减弱。
八木天线（Yagi-Uda Ante)λ 引向器间距: (0.15~0.4)λ
长度: (0.5~0.55)λ
反射器
间距: (0.15~0.23)λ
八木天线（Yagi-Uda Antenna）
图(3)八木天线辐射方向图
图(4)八木天线辐射动态演示
一般来说，反射器A的长度及与主振子的间距对天线增益影响不大，而对前后辐射比和输入阻抗却有较大的影响，反射器长度通常为(0.5～0.55)λ，与主振子的间距为(0.15～0.23)λ。反射器较长或间距较小可有效地抑制后向辐射，但输入阻抗较低，难于和馈线良好匹配，因而要采取折衷措施。对某些前后辐射比要求较高的使用场合，可以在与天线平面垂直方向上上下安装两个反射器，或者干脆采用反射网的形式。有时为了着重改善天线带宽的低频端特性，还会在主振子的后面不同距离处排列两个长度不等的反射器，其中较短的要离主振子近些。若想改善天线的高频端特性，可适当调短引向器的长度。多元八木天线中引向器的长度和间距可以相等也可不等，从而分成均匀结构和不均匀结构两种形式，不均匀结构的引向器，离主振子越远长度越短，间隔越大，使得工作频带向高频端方向拓展，调整起来相对灵活机动。天线增益越高，带宽也会越窄，有时为展宽频带，还可采用两个激励振子，称为双激，或者直接选用复合式引向天线。考虑到八木天线的各项电气指标在频带低端比较稳定，而高端变化较快，所以最初设计时频率通常要稍高于中心频率。另外振子所用金属管材越粗，其特性阻抗越低，天线带宽也就越大，振子直径通常为(1/100～1/150)λ，当然实际选择时还要考虑天线的整体机械特性。振子的粗细还会影响振子的实用最佳长度，这是因为电波在金属中行进的速度与真空中不尽相同，实际制作长度都要在理论值上减去一个缩短系数，而导线越粗缩短系数越大，振子长度越小，对阻抗特性也造成一定影响。

八木天线单一指向的原理

八木天线单一指向的原理by 郑云榜 BV9AAA , JH2LGZ, 日本名古屋众所周知，八木天线具有单一指向性，而且其单元组件数越多，指向性越尖锐，但此一理论对于初学者而言，却是知其然，而不知其所以然。

基本构造参看图 1，这是最基本的三单元八木天线的构造图，图中所示，是由放射器 A，反射器 R 以及导波器 D 所构成；其中，放射器 A 为标准半波长天线，并从中央作平衡式馈电，而反射器 R 的长度则比 1/2 波长稍长 (实际设计天线时，其长度要由数学公式计算决定)，因此，它和放射器 A 标准半波长天线所具有的纯阻抗比较起来，便带有电感抗的电气特性。

另一方面，导波器 D 的长度则较 1/2 波长稍短，也因此它和放射器 A 的标准半波长天线比较起来，便具有电容抗的电气特性 (此一理论请参照图 4(a) 与 (b) 的说明)。

图 1：基本的三单元八木天线构造图。

在理论上，当这三个单元的间隔各为 1/4 波长时，最能相互耦合，并且达到单一指向的特性，所以此次以 1/4 波长的例子来做说明，但在实际设计时，因使用频率，单元数量，单元导体的粗细，及其它因素之不同，而有出入，正确的尺寸，还须利用数式之计算而求之。

理论说明首先我们来看看放射器 A (以下简称 A) 与反射器 R (以下简称 R) 之间的互动关系。

由图 2(a) 及图 3 所示，当 A 所发射出的电波到达 R 时，因两者间的间隔为 1/4 波长，而造成 90 度的相位差，并且在 R 的导体上感应出射频电力，如前所述，R 的长度较 A 稍长，而带有电感抗特性的关系，因此 R 上所的相位又较其射频电力的相位延迟了 90 度，请参照图 3 流动的射频电流 I2中 R 下面的虚线波形，又当此感应电流向外作第二次放射时，其电波的相位又较 R 的电流 I之相位延迟了 90 度，到此为止，比起从 A 所发射出电波之2相位，已造成 270 度的相位差，最后这电波返回 A 时，因经过 1/4 波长，又延迟了 90 度，结果如图 3 所示，一次电波和由 R 所返回的二次电波之相位差 360 度，亦即同相位，而与 A 向前方发射的电波重迭，增强了前方电波的发射强度；另一方面，向后方进行的二次放射波及 A 所放射的一次电波之间的相位差为 180 度，互相抵消的关系，因而几乎无电波向后方作放射。

一种具有仰角和方位旋转控制装置的八木天线[实用新型专利]

专利名称：一种具有仰角和方位旋转控制装置的八木天线专利类型：实用新型专利
发明人：杨杰,杨红,王刚
申请号：CN201621022030.3
申请日：20160831
公开号：CN206098717U
公开日：
20170412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种八木天线，尤其涉及一种具有仰角和方位旋转控制装置的八木天线。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自由地旋转、仰角不受限制、升降不用依靠人工的具有仰角和方位旋转控制装置的八木天线。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种具有仰角和方位旋转控制装置的八木天线，包括有底座、电机、联轴器、底板、导轨、电动绕线轮、固定座、滑块、滑轮、连接杆、拉绳、连接环、夹板、连接块等；底座上安装有电机，电机的输出轴上连接有联轴器，联轴器上方水平设有底板。

本实用新型不但能够对八木天线进行仰角调整，又能对八木天线进行升降和自由地旋转，并且仰角不受限制，达到了升降不用依靠人工的效果。

申请人：江苏文瑞智能科技有限公司
地址：210000 江苏省南京市浦口区江浦街道万寿路15号C1幢401-211
国籍：CN
代理机构：北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：黄冠华
更多信息请下载全文后查看。

400-470MHZ八木天线

结构图1所示，这种天线又称八木天线或波渠天线。

它的优点是结构简单、增益高。

整个天线可以用金属管或金属棒也可以用金属条等制成。

除支架外，每一根金属管（棒）称为振子。

其中与馈线相接的振子，称馈电振子或称有源振子（图1形状的馈电振子又称折合振子）；比馈电振子长的一根振子，称反射器；比馈电振子短的一根振子，称引向器。

反射器和引向器统称无源振子。

反射器与最远的一根引向器之间的距离称为天线长度。

天线接收信号能力最强的方向（又称最大接收方向）是由反射器指向引向器。

对这种天线的尺寸选择得当时，天线本身就可以提供10分贝左右的增益。

选择方法合理的选择天线总长（包括引向器个数），应该是在了解接收机实际灵敏度、欲接收的频道及接收点的电视信号场强的情况下，确定对天线总增益的要求之后再进行。

当接收点场强未知时，可以放宽增益余量来确定引向器的个数。

天线尺寸选择的具体步骤如下：1．根据确定的天线总增益值。

参考表一，找出要求的引向器的个数n。

由表一可以看出：振子数超过五个之后，其增益增加得不多；十单元与双层五单元天线的增益相同，而在VHF频段，双层五单元天线比十单元天线容易架设，因此，需要VHF频段的高增益天线时，可用双层五单元天线。

2．确定引向器的间距。

若采用多个引向器，一般采用等间距的方案比较好，即每个引向器之间的距离dl相等。

但是，第一个引向器与馈电振子的间距d′l 应取得小一些，如图2所示。

dl=（0.15～0.40）λ2；d′l=（0.6～0.7）dl。

式中λ2，如果要同时接收几个相近频道，应为高频道高端波长。

若dl取大的数值，优点：增益高，方向性尖锐；缺点：容易接收干扰信号，尺寸较大。

采用多单元时，支撑复杂。

若dl取值小，优点：抗干扰性较好；缺点：增益低，方向性弱。

当系数大于0.4时，由于振子之间感应减弱，所以增益迅速下跌。

在VHF频段，实用取值范围以不大于0.3λ2为好。

有时为了减少干扰和缩小加工尺寸，可取dl=0.2λ2或者取值更小一点。

实验3 计算八木天线6

实验4 计算八木天线图1 示意图目标：计算八木天线的电流分布、方向图计算结果：图2 天线电流分布图图2 天线E平面方向图图3 天线H平面方向图程序：clearlambda=0.6263;k=2*pi/lambda;u=4*pi*10^(-7);e=8.854*10^(-12);a=0.0026*lambda;LR=0.5*lambda;L=0.47*lambda;LD=0.43*lambda;SR=0.25*lambda;SD=0.3*lambda;w=k/sqrt(u*e);y=120*pi;n=6;N=5;dlr=LR/(N+1);dl=L/(N+1);dld=LD/(N+1);point=zeros(n*(2*N+1),4);mid=zeros(n*N,3);for ii=1:2*N+1point(ii,1:3)=[-SR LR/2-ii*LR/(2*(N+1)) dlr];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii+point(ii,4))/2,:)=point(ii,1:3);endendfor ii=2*N+1+1:2*(2*N+1)point(ii,2:4)=[L/2-(ii-(2*N+1))*L/(2*(N+1)) dl 1];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii-point(ii,4))/2,2:3)=point(ii,2:3);endendfor ii=2*(2*N+1)+1:3*(2*N+1)point(ii,:)=[SD LD/2-(ii-2*(2*N+1))*LD/(2*(N+1)) dld 2];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii-point(ii,4))/2,:)=point(ii,1:3);endendfor ii=3*(2*N+1)+1:4*(2*N+1)point(ii,:)=[2*SD LD/2-(ii-3*(2*N+1))*LD/(2*(N+1)) dld 3];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii-point(ii,4))/2,:)=point(ii,1:3);endendfor ii=4*(2*N+1)+1:5*(2*N+1)point(ii,:)=[3*SD LD/2-(ii-4*(2*N+1))*LD/(2*(N+1)) dld 4];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii-point(ii,4))/2,:)=point(ii,1:3);endendfor ii=5*(2*N+1)+1:6*(2*N+1)point(ii,:)=[4*SD LD/2-(ii-5*(2*N+1))*LD/(2*(N+1)) dld 5];if rem(ii+point(ii,4),2)==0mid((ii-point(ii,4))/2,:)=point(ii,1:3);endendV=zeros(n*N,1);V(N+(N+1)/2)=1;U=ones(n*N,1);psi=zeros(n*(2*N+1));for jj=1:n*(2*N+1)for kk=1:n*(2*N+1)if jj==kkpsi(jj,kk)=log(point(jj,3)/a)/(2*pi*point(jj,3))-(j*k)/(4*pi);elsepsi(jj,kk)=exp(-j*k*sqrt((point(kk,1)-point(jj,1))^2+(point(kk,2)-poin t(jj,2))^2))/(4*pi*sqrt((point(kk,1)-point(jj,1))^2+(point(kk,2)-point(j j,2))^2));endendendZ=zeros(n*N);for pp=1:n*Nfor qq=1:n*NZ(pp,qq)=j*w*u*point(pp,3)*point(qq,3)*psi(2*pp+point(pp,4),2*qq +point(qq,4))+(psi(2*pp+point(pp,4)+1,2*qq+point(qq,4)+1)-psi(2*p p+point(pp,4)+1,2*qq+point(qq,4)-1)-psi(2*pp+point(pp,4)-1,2*qq+ point(qq,4)+1)+psi(2*pp+point(pp,4)-1,2*qq+point(qq,4)-1))/(j*w*e );endendsi=Z\V; %Int=1:n*N;figure(1);plot(t,abs(si)),ylabel('I'),title('电流分布')in=U'*(Z\V);i=V'*si;Zin=1/itheta=(-pi:pi/100:pi)+eps;for m=1:length(theta)E1=-j*w*u*exp(-j*k).*exp(j*k.*sqrt(mid(:,1).^2+mid(:,2).^2).*cos(a bs(atan(mid(:,1)./(mid(:,2)+eps))-theta(m)))).*mid(:,3).*sin(theta(m)) /(4*pi);Etheta(m)=E1'*si;endEtheta=Etheta./max(Etheta);figure(2);polar(theta,abs(Etheta)/max(abs(Etheta))),title('E平面方向图(\Phi = 0)');Lo=find((abs(Etheta-1/sqrt(2))<0.05)==1);G=abs(4*pi.*Etheta.*conj(Etheta)/(y*real(Zin).*si((N+1)/2).*co nj(si((N+1)/2))));Gmax=max(G)phi=(0:pi/100:2*pi)+eps;for m=1:length(theta)E2=-j*w*u*exp(-j*k).*exp(j*k.*sqrt(mid(:,1).^2+mid(:,2).^2).*cos(abs(atan(mid(:,1)./(mid(:,2)+eps))-theta(m)))).*mid(:,3).*sin(theta(m)) /(4*pi);Ephi(m)=E2'*abs(si);endfigure(3);polar(theta-pi/2,(abs(Etheta)/120/pi)/max(abs(Etheta)/120/pi)),title('H平面方向图(\theta = \pi / 2)');。