【大话天线】之三：《由同轴串接天线相到的》之串接微带天线

东北人-297391

关于同轴天线自上到下各节的一般结构、原理和调试
    1，同轴阵列天线的顶部为一截1/4波长振子，可以是金属杆，也可以利用电缆外皮（或和芯线接在一起）做成。
    2，振子下面为一截1/4波长同轴电缆，起阻抗变换作用，上端以低阻抗与1/4 波长振子的低阻抗匹配，下端呈现高阻抗，与下面各节来的高阻抗馈电相匹配。
    3，再下面为若干节1/2波长的同轴电缆，各节之间芯线和外皮交叉连接。交叉连接破坏了电缆的连续性，所以高频电流不再被屏蔽在电缆芯线和内壁，使一部分高频电流从电缆外壁流过而辐射能量，每一节都有点类似于一支半波长垂直天线。
流过每一截电缆段的电流相位比前面一段落后1/2 波长，而电缆又被交叉连接，所有外皮的电流正好变成同方向，组成了一个半波长同相振子陈列，它们在水平方向辐射的电磁场互相叠加，而在垂直方向的辐射由于路径差别而互相抵消，使能量集中在水平面附近，形成较高的天线增益。所有芯线段的电流互相之间也是同方向的（但与外皮反向），不过它们被屏蔽在内腔，不会影响外皮的辐射。1/2 波长的同轴电缆从
两端看进去的阻抗总是一样的。如果我们以高阻抗从最下面一节馈电，则这一节的上端也呈现高阻抗，继续以高阻抗向更上一节馈电，直到第2项所说的阻抗变换节。
    4，天线的最下面一节为1/4波长同轴电缆，将收/发信的 50欧低阻抗变换成高阻抗，与上面的1/2 波长辐射段相匹配。
    5，馈电的同轴电缆的芯线与第4项匹配段的芯线相接，馈电电缆的外皮与第 4项匹配段的外皮相接，同时连接到3或4根长度为 1/4的奇数倍的地网辐射条上，地网使天线的电流形成完整的通路，不使高频电流从馈电电缆的外皮通过。
    6，如果不采用地网辐射条， 则需要在馈电点加入为天线提供电流通路、消除馈电电缆外皮电流的任何措施。
    7，第 3项所述1/2波长辐射段的节数越多，不同方向辐射能量的叠加/抵消作用越强，天线在垂直面内的方向性越强， 天线的增益越高。但是随着能量的辐射，越靠上面天线电流越小，所以随着总节数变多，每增加一节 1/2波长辐射段所能带来的增益越来越少。8 节辐射段的增益约为6 dB，16节辐射段的增益约为 9dB（相对于1/4 波长垂直接地天线）。
    8，计算：上述各节的计算与一般电缆或天线，例如1/2波长辐射段的实际长度应该是相应频率的真空波长乘以电缆的速度系数（约为0.65－0.75），顶部 1/4波长辐射段的速度系数则应取0.95左右。
    9，调试： 先做一个只带有两节辐射段的天线，垂直悬挂在空旷处。用天线分析仪测出谐振频率。如果偏高，准备一、两节偏长的辐射段。如果偏短，准备一、两节偏长的辐射段。将准备的这一、两节辐射段加进去，再测试谐振频率，以决定再准备什么样的辐射段。依次类推，在不断加进新的辐射段的同时使谐振频率趋于设计的中心频率，最终偏差不应大于＋/－0.5MHz。如果制作小心，这样得到的SWR应小1.3。
    10，封装： 天线应封装在直径20-25mm玻璃钢管中，并妥善加以防水密封。顶端的 1/4波长振子最好伸出管外以利中和静电，管子下面应比电缆长出 300mm 以便固定。 如果没有玻璃钢管，爱好者也有用PVC工程塑料管的。
上面的天线，大家可能都见过，但是加工过程不能说不麻烦，那么从这个原里出发，能不能搞成微带的呢？一定可以的
        笔者根据上述思路，搞成了一种微带结构的天线，其实就是把上述天线压扁了印在介质板上。
        加工完毕后进行实物的驻波测试，方向图由于硬件设备跟不上，没办法测。
        仿真与实测见下两图。

             图一  仿真结果

         图二  实测结果
       总结如下，由于加工方便，此天线可以实现高增益的全向效果，现在的增益达到了7dBi，同时由于加工手段同样有限，和两者结果有一些差别也可以理解，此天线可以进一步研究。同时，感谢与非网友木木在加工方面给予的大力支持，在此表示感谢。

与非原创，谢绝转载

社区微信公众平台已经申请完成，我们的精彩内容、最新活动，以及就业机会都会实时更新，公众平台微信号：eecommunity。

更多技术讨论见：东北人“大话天线”，从最实际的应用开始

推荐阅读：
听东北人讲天线：每周一个实例，个个经典！（CST仿真实践全包括）
【ADS学习小组】课程汇总（火烽主讲）
【HFSS学习小组】课程汇总(木木主讲)
【深度分析Zigbee】Zigbee技术知多少？资深大牛对对碰

阅读全文

东北人-297391

我盖楼我就坐一楼

dengle

好好学习天天向上

西湖游客

这个要看一下图

西湖游客

回复第 2 楼 于2014-03-11 15:14:58发表:
我盖楼我就坐一楼楼主，我是新手，没见过同轴阵列天线，有没有图，谢了

木木-153737

分析的很详细，一下看不懂。

几里几米

又开始教课了，东北人好厉害

llooeewwee

受教了，谢谢。

gmed

这个要看看这个要看看

girllixia2006

谢谢分享！