BH7CNC_Jack 即使是最好的設備,如果沒有好的天線,也是完全無用的——BH7CNC.OP (也就是我) 本文僅涉及概念性的學習,不涉及計算,不會因為數學公式而導致眼睛不正,盡可能使用簡單易懂的語言。 歡迎各位資深人士提出批評、建議或補充說明。 天線的分類方式有很多種,這裡我採用舉例說明的方式,並給予它一個歸屬。 基本常識 高頻天線通常尺寸較小,因為波長較短;反之,低頻的天線則可以安裝在各種載體上,例如PCB或直接使用機殼作為天線。天線也可以由各種材料製成,例如金、銀、銅、鐵、錫等,也可以是各種形狀,例如將DP左右彎曲,改變形狀會改變輻射特性。 首先,了解一些性能指標 首先,我們要介紹一種非常重要的天線性能指標,那就是波瓣圖(也包含增益)。這種圖有多種表示方法,通常是以極坐標圖呈現,但最直觀的方式則是三維圖。 在這裡,我使用一個方形天線的模擬來解釋: 這是一個極坐標圖,同時同心的圓代表增益。因為有坐標標註,所以很容易看出,XY平面是俯瞰的情況,而XZ則是水平觀察的情況。然後透過想像,這是一個變形的蘋果的波狀結構,3D波狀如下: 綠色的方形天線的擺放情況,也就是穿過方形中心的那條垂直線,是最大的輻射(接收)方向,最大增益為 3.3 dBi。 駐波天線 駐波天線,也稱為諧振天線,其電流分佈具有駐波特性。 水平偶極子: 正 V: 倒V: 水平偶極、正V型和倒V型會稍微改變波瓣,但所說的這些類型的天線其實是同一種線型天線,為什麼稱為線型天線呢?因為天線振子的直徑與波長相比非常非常小,所以被稱為線型天線,同時也是駐波天線(通常是窄頻),因為天線呈現開口狀,沒有電流迴路,因此天線上都是駐波,這與行波天線相對應。這個原理相同的變形還有: 定向饋電天線: 這種饋線方式也可以被視為一種特殊饋線,但由於饋線點的位置不集中,輸入阻抗不同,電流起始點也不同,因此波瓣也會略有變化。 GP: 這種天線利用大地作為另一個震盪器,因此需要接地網來降低接地電阻,使電阻更小,電流更加平衡。通常來說,波瓣就像一個正立在地的球形蘋果,所以是全向天線。需要注意的是,因為它是垂直放置的,所以是垂直極化的。手持無線電的天線也是GP,只是將你握著手持無線電的那部分當作另一個震盪器。另外一種GP的變形方式就是將立起來的震盪器等效直徑加大,使其「線天線」特性不那麼強,並構成寬頻特性: Cobwebb 蜘蛛網天線: 多個頻寬的 DP 折彎成方框,其本質沒有改變。 第一種八木型天線: 僅有激勵器為駐波天線:整體而言,這是一種行波天線。 這是一種定向天線,實際上還是個水平雙極體的結構,再加上一個反射振子和一個指向振子。單元數量越多,增益越高,以及前後比(輻射增益的180°比例)也會越大。 籠式天線: 這就不是「線天線」了,頻寬會比較寬,主要是因為振子變得較粗,這裡使用的是細線來擬合,方向圖仍然與 DP 一樣,只是頻寬變寬,其他的變形例如扇形天線、雙圓錐天線、蝙蝠天線等等,都是將振子等效變粗: 以上收錄並未完全詳盡,但應該已經對「駐波天線」的概念有所了解,並且對於「線天線」也有一定的認識。 天線 電場波或場波都可以被稱為「波」,與上一節相符。電波不再反向傳播,天線電流分布不同,但一般這種天線會構成閉環(在特殊情況下也可以變成駐波天線),頻寬也會比較寬(例如:電小環)。我們先看看一些常見的代表: 環形天線: 實際上,這種形狀可以是方框、三角形、六邊形,只要是個圓圈就可以稱之為環狀天線。但是,環也有大小,小環與大環的電流分布有顯著差異,造成輻射方向不同,例如最初模擬的方形環是大環,而電小環的輻射方向與大環的輻射方向是垂直的!同時,環的輻射方向具有局限性,可以用多個空間相垂直的構成全向天線,例如半環、雙環、三環等等都是改變了它們的波瓣: 三環天線: 半環天線: 對數周期的天線: 這是一種寬頻定向天線,但在非輻射激勵段呈現為惠更斯波,而在輻射段則呈現類似駐波現象。 也有用於短波的,但尺寸較大: 等效諧振器: 等效諧振器,字面上解釋,諧振器被折疊,兩次折疊就是 T2FD,三次折疊就是 T3FD(三線天線),可以無限地繼續折疊下去,但有終端電阻,所以是行波天線,頻寬較廣。 T2FD: T3FD (三線天線): 第二種:八木天線 這裡的「八木」激勵振子是一個簡化的振子,因此它同時具備方向性和一定的頻寬。 螺旋天線: 請注意,有些朋友們可能會將其與 GP 天線上的感應線圈搞錯。螺旋天線本身就是螺旋形的,用於讓電流在線圈中旋轉,因此是圓極化的。這種天線通常會有一個反射器(一個圓形金屬板)。 菱形天線: 也是 T2FD 的一種變體。 行波天線: 這是菱形天線的一半 各種波導天線: 無論是喇叭、鍋子等,都屬於天線,這種天線通常使用的高頻率較高,電波已經呈現出類似光性的特徵(微波),但鍋子的饋源可以是上述任何一種形式,喇叭也可以是方型、圓形或其他各種異形的喇叭…… 一個簡短的結尾 天線可以設計成各種詭異的形狀,也可以疊加多個增強效果。 例如,由多根十字形的天線組成,可以設計成雙頻、垂直極化或水平極化的 Yagi 天線。此外,如果將兩個天線以 90° 的角度連接起來,則會變成一個 45° 極化的 Yagi 天線。他們是不是長得非常相似? 例如,由多個頻帶、不同輻射方向的短波,可以在 A 頻帶上呈現正 V 型,在 B 頻帶上呈現水平線,在 C 頻帶上呈現倒 V 型,並使用絕緣線連接,懸掛起來。它看起來和扇形天線很相似嗎? 因此,在仔細研究天線時,需要深入了解其原理。只要有基本的抽象概念和想像力,就能輕鬆理解天線的工作方式。
BG5VWW 既然這是新手發的帖子,我就問一個「新手中的新手」的問題。請各位大神解答。 請問是否有 805、771、770 等號碼的天線?這些數字有什麼具體的含義嗎?還是僅是廠商自行定義? 剛開始,我以為是長度,或是頻率,但現在我大致上已經了解,這兩者與此無關。