八木天線(引向天(tiān)線)
八木天線的結構如圖所示,由有源振子、反射器和引向器組成。斜支杆、直杆和橫杆可以選(xuǎn)金屬材料也可以(yǐ)選用(yòng)非金屬材料,一般(bān)選(xuǎn)用鋁材。 為了(le)更好的抑製(zhì)後瓣,有時將反射器(qì)製成(chéng)王字形,位於同一垂直麵上,也可以製成角形如圖。反(fǎn)射器振子間的間距一般為λ/8~λ/20,引向器振子間的間(jiān)距有兩種:一種為等間距,通過改變各振子間的長短來獲得最(zuì)佳匹配;另一種為等長度,通過改變各振子間(jiān)的距離來獲得最佳匹配。
天線原理
有源振子是關鍵的一個單元。有兩(liǎng)種常見形(xíng)態:折合振子與直(zhí)振子。直振子其實就是二分之一波長偶極振子,折(shé)合振子是其變形。有(yǒu)源振子與饋線(xiàn)相接的地方必需與主梁保持良(liáng)好的絕緣(yuán),而折合振子中點仍與大梁相通。
仿製一副天線,但總還需要(yào)進行適當的調整。調什(shí)麽(me)?為什麽要調?這就需要我們去了解所做天線的原理。
天線的(de)一個重要特征,那就是“輸入阻抗”。在諧振狀態,天線如同一隻電阻接在饋線端。常用饋線阻(zǔ)抗為50Ω,如果天線輸入阻抗也是50Ω,那就達到了“匹配”,電台輸出的(de)信號就能全部從天(tiān)線上發射出去;如果不“匹配”,一部分功率就會反射回電台的功放電路(lù)。
二分之一波長偶極天線的輸入阻抗約為67Ω,二分之一波長折合振子的輸入阻抗則(zé)高於前者4倍。當加了引向器、反射器後,阻抗關係就變得複雜起來了(le)。總(zǒng)的來說八木比僅有基本振子的阻抗要低很多,且八木(mù)各單元間距大則(zé)阻抗高,反之阻抗變低,同時天線效率降(jiàng)低。有資料介紹,引向器與主振子間距0.15波長時阻抗最低,0.2-0.25時阻抗高,效率提高。這時阻抗的變(biàn)化範圍約在5-20Ω間。
經典的折合振子八木天線(xiàn)的特(tè)性阻抗約為300Ω,(振子間距約四(sì)分之一波長)如(rú)常見的電視接收天線。折合振子折合的間距狹窄時、或二分(fèn)之一波長的“長邊”直徑大於那兩個約四分(fèn)之一(yī)波長的“短邊”的直(zhí)徑時,其(qí)輸入阻抗較(jiào)高。
傳(chuán)輸(shū)
我們的通信機(jī)輸出都是按(àn)50Ω設計(jì)的,配50Ω電纜作饋線。八木天線怎樣才能與饋(kuì)線達到阻抗匹配?顯然不能不考慮這個問題。於(yú)是就有(yǒu)了各種各樣的(de)匹配(pèi)方法。短波波段八木常用的“發夾式(shì)”匹配,是在饋電處並接一(yī)段U型導體,它起著一(yī)個電感器的作用(yòng),和天線本身的電容形成(chéng)並聯諧振從而提高了(le)天線阻抗;還有經(jīng)典的“伽瑪”匹配、著名的HB9CV天線(xiàn)等等。最簡單的做法是把靠(kào)近天線(xiàn)饋電處的饋線繞成一個約六(liù)、七圈直徑約15厘(lí)米(mǐ)的線圈掛在那裏,我想這與發(fā)夾匹(pǐ)配的原理應該是一樣的吧。
還有一個問題要(yào)注意:八木天線是“平(píng)衡輸出”,它的兩個(gè)饋電點對“地”呈(chéng)現相同的特性,但通常的收發(fā)信機天線端口卻是“不平衡”的,芯線是熱端,外導體接(jiē)地。雖然(rán)我們也可(kě)以視而不見地將饋線芯線隨意接在天線兩個饋(kuì)電點之一上,另一點接饋(kuì)線的外導體層,但是,這將破壞天線原有(yǒu)的方向特性,而且(qiě)在饋線上也會產生不必要的發射。一副好的八木,應該有“平衡-不平衡”轉換。
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