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天线大课堂——火腿不应该不知道的八木天线

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发表于 2016-7-21 16:25:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
八木天线(Yagi)是比较著名的定向天线,在短波段应用的定向天线系统以采用八木天线的形式为多。



八木天线的发明人八木博士

经典设计的单频段八木天线是以两条1/4波长振子构成的1/2偶极子作为有源激励辐射单元(实际振子长度还应乘上相应的缩短系数),在距离这个激励单元后面1/4波长的地方平行地放置一根略长于1/2波长的振子称为反射单元,而在激励单元前面距离1/4波长的地方则平行地放置一根略短于1/2波长的振子称为引向单元。



八木天线原理图

通过调整反射单元和引向单元振子的长度,使反射单元振子的感应电流比激励单元振子的电流超前π/2,引向单元振子的电流比激励单元振子的电流落后π/2。这样从远方得到天线的辐射电波情况是:在反射单元方向来看,反射单元和激励单元振子所辐射的电波相差180度而被相互抵消,因而没有信号。在引向单元方向来看,引向单元和激励单元振子辐射的电波相位相同而得到加强(理想情况下是加倍)。

在实际应用中,为了进一步增加引向单元方向的电波强度,使天线的方向性更好,常采用加入多个引向单元振子的方法。

八木天线的引向单元越多,天线的增益越高,方向性就越强。



当八木天线加入了多个无源的振子单元之后,各振子间会互相偶合而相互影响,使设计和调整的难度加大,而且造成天线的增益到一定程度就很难再增大了。

八木天线具有很强的方向性,天线的增益高,制造方便,成本低廉,但调试复杂,在短波使用体积变得很大。

八木天线常作为业余电台的镇台之宝,许多业余无线电爱好者梦寐以求都想拥有一副性能良好的八木天线,很多的俱乐部比赛电台,都架设有许多单波段的庞大八木天线,形成壮观的天线林场,并以此为傲。


大型八木天线

从前面的分析可以看出,只要使两条振子之间的电波相位差为180度,就能使天线呈现有方向性。于是有人就仿照八木天线的原理,人为地通过电路的连接使前后安装的两条振子的馈电相位差为180度,天线的两条振子的距离可以缩小到1/8波长,使天线的尺寸大为缩小,而且这样构成的两个单元的天线其增益就相当于五个单元的八木天线。这种天线是由呼号是HB9CV的HAM在1965年发明的,因此,人们都称之为HB9CV天线。



HB9CV天线原理图

HB9CV天线具有结构简单、体积小、增益高、前后比大等显著的优点。为了进一步提高这种天线的增益和指向性,可以仿照八木天线的做法,在前辐射振子前面再加上若干的无源引向单元振子。
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