八木天線,作為一款經典的定向天線,在HF、VHF以及UHF波段應用廣泛。八木天線由一個有源振子(一般用折合振子)、一個無源反射器和若干個無源引向器平行排列而成的端射式天線。本文主要將從八木天線的原理以及天線調整、適用于戶外的八木天線三個方面進行介紹。
一、八木天線的工作原理
以三單元(單元數為引向器、反射器、振子數目之和)八木天線為例。反射器略長于半波長,因此呈感性,其感應電流滯后于感應電動勢90°。振子位于反射器前方四分之一波長處,其感應電動勢超前反射器的感應電動勢90°,而因為振子諧振,所以振子的電動勢同電流同相。因此振子電流超前反射器電流180°,而反射器電流所感應出的磁場落后電流90°,感應磁場在振子上感應的電動勢比磁場本身落后90°。最終,反射器在振子上的感應電動勢同振子自身的感應電動勢同相,二者疊加增強。引向器也依據類似的原理加強了振子的感應電動勢。
二、八木天線的調解方法
影響八木天線性能的因素很多,八木天線的調整也比其他天線復雜一些。主要調整天線的兩個參數:諧振頻率和駐波比。即將天線的諧振頻率調整在435MHz附近,并且使天線的駐波比盡可能接近1。
將天線架起距地面約1.5m,接上駐波表開始測量。為減小測量誤差,連接天線至駐波表及電臺到駐波表的電纜盡量短一些。三個地方可以調節:微調電容的容量、短路棒的位置和有源振子的長度。具體調整步驟如下:
(1)將短路棒固定在距橫桿5~6cm處;
(2)發信機頻率調至435MHz,調節瓷片電容使天線的駐波最小;
(3)從430~440MHz,每間隔2MHz,測量出天線的駐波,將所測數據作圖或列表。
(4)觀察駐波最小時所對應的頻率(天線諧振頻率)是否在435MHz附近,若頻率偏高或偏低,可更換一根稍長或稍短幾毫米的有源振子重新測量駐波;
(5)稍許改變短路棒位置,反復細調瓷片電容,使天線駐波在435MHz附近盡可能小。
天線調整時每次調節一處,這樣容易找出變化規律。由于工作頻率較高,各項調節的幅度都不要太大。如串接在γ棒上的微調電容調整好的容量大約是3~4pF,改變零點幾皮法(pF)都會引起駐波很大變化。另外,橫桿長度、電纜位置等許多因素也會對駐波的測量產生一定的影響,這是我們在調整過程中需要注意的。
三、適用于戶外的八木天線
該系列八木天線包括經過陽極處理的鋁質元件、實心元件、低損耗系列400同軸線纜和堅固耐用的安裝硬件。3 dBi增益和全天候陽極化鋁制結構,非常適用于無線射頻識別(RFID)與檢測控制和數據采集(SCADA)。
帶天線罩的八木WiFi天線具有高增益和45°的波束寬度。它還特別適合定向和多點IEEE 802.11b、802.11g和802.11n無線局域網、藍牙、公共無線熱點應用和使用2.4GHz ISM頻段的其他系統。此款天線采用獨特設計,可以按垂直或水平極性安裝。并且,此款天線封在具有標準防火等級的抗紫外線天線罩中,可以全天候運行。
天線非常適合定向和多點IEEE 802.11a/n WiFi和無線LAN應用,以及在5.8GHz ISM頻段運行的其他系統。作為性能優異的輕質八木天線,30度波束寬度,可安裝成垂直和水平當中任何一種極化方式。
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