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						天線作為發射機的負載和接收機的激勵源,其重要性不言而喻。為了更好的為你的家用電器或無線電制作選用和制作天線,我把我一篇關于天線的文章放在這里供大家參考。 
						
						
						圓環天線的最大接收方向辯異 
						按《無線電》1992
						
						年第一期王國強先生的“圓環天線的特點與應用”制作天線一副,如下面的上圖。頻率按VHFh全波段核算。經試用,在文中指定的最大接收方向上幾乎沒有接受能力。天線的增益和方向性都不好,遂對該文的正確性產生質疑
						。根據圓環天線的周長L相對于波長λ的大小,分為大環(L≥λ),中等環(λ/4≤L<λ)和電小環(L<λ/4)。 
						查閱劉克成、宋學誠二位先生所著《天線原理》,第三章、接收天線,第五節、環天線,用中圖分析圓環天線的方向性得式 
						 
						
						在這里顯然θ=90°時上式有最大值,這時的最大接收方向在圓環的徑向。另外收音機磁性天線的最大接受方向在徑向是大家所熟知的。 
						因此,電小環的最大接受方向在徑向無疑。 
						按王先生的文章制作的圓環天線L=λ屬于大環天線,大環天線的最大接收方向是否在環的軸向呢? 
						用315M業余頻點做無線傳輸實驗時,用L 
						=λ=1.05m的圓環天線做接收。在圓環天線的軸向仍然沒有好地接收效果,且明顯不如徑向效果好。根據這個試驗好像也不是。 
						同時查閱《無線電》多篇關于無線測向的文章,也可以確定大環天線的最大接收方向也在圓環的徑向。 
						電視機上的UHF波段圓環天線也屬于大環,因為在室內應用,由于電波在室內的反射,很難確定其最大接收方向。 
						再參考劉克成、宋學誠所著《天線原理》§6-4圓柱螺旋天線,第三小節軸向輻射天線的輻射場,對周長為λ的單個平面環在軸向的輻射敘述中。把環視為兩個彎曲的半波振子,不同于王先生的等價。并推導出輻射場是圓極化的,偏離軸向的輻射場是橢圓極化的。 
						所以根據天線的互易定理,在軸向的接收信號也應是圓極化的。用來接收線極化波時有3dB損失,這樣就幾乎把王先生給出的3.5dB增益損失殆盡。而偏離軸向的輻射場是橢圓極化的,更接近于線極化,所以應更有利于線極化波的接收。 
						至此,似乎也可以確定大環天線線極化波的最大接收方向也應在圓環的徑向。所以該文除單獨的圓環天線和雙圓環天線的制作外,其它用作定向天線饋電振子的制作都不一定正確。 
						因為,在這里引向器和反射器起作用的方向正是圓環天線接收能力不好的方向,這樣不但不會在這個方向上產生好的接收能力,還使原來圓環天線的方向圖遭到有害的畸變,破壞了它的接收能力,當然不會有好的接收結果
						。 
						如果要用圓環天線做定向天線的饋電振子,應按圖3所示來制作。在這里天線的尺寸仍然按 
						王先生原文中“圓環天線等價于兩個折合振子”來計算。這種做法我沒有做過試驗,有興趣的讀者不妨一試,但是比同樣增益的引向天線的尺寸要大一些。 
						由此看來,雖然說圓環天線是一種性能不錯的天線,特別是電小環在側向和導航設備中被普遍應用,但并不太適合做定向天線的饋電振子。做雙向接收倒是非常好的選擇,其增益高于折合振子。 
						還有一個細節問題:折合振子、更確切的說折合振子的兩條振子所確定的平面,應該水平放置呢?還是應該垂直放置?在我所能看到的資料上都交代得不太清楚,所繪插圖也都是怎么看怎么像。 
						如果按照這些資料上的推導過程,應該是垂直放置,觀察很多應用中的天線也都是這樣做的,效果都不錯。如果水平放置,因為折合振子的兩條振子和波源的距離不同,接收到的電波在相位上就會有一些誤差,不會完全同相,效果會有所降低。出于同樣的考慮,折合振子的中心應與引向器和反射器在一個平面上并互相平行才好。我發現有一些天線不是嚴格這樣做的。 
						但是,如果把折合振子和圓環天線相對比,又有其相似之處,它們都有一個包圍的區域面積。所以折合振子也可視為變形的圓環天線,因此它又應該水平放置才對,這樣它仍然有一個變形圓環天線所產生的增益。我做過一個UHF波段天線,參數按UHF全波段選取,折合振子水平放置,效果也很好。所以究竟怎樣放置最好,如果沒有高分辨率的測試儀器,真的難以分辨。古人云:勿以善小而不為,毋以惡小而為之,有高分辨率測試儀器的不妨測試一下,以得到最佳效果。 |