浅谈反射面天线(图文)
浏览:1101 发布日期:2017-11-13 11:20

自从自制了两米大锅以后,对自己收星技艺甚为满意,沾沾自喜自不在话下,其后又自制八木天线玩地面波,而后再自制全向J型高效率天线收地面波,效果甚为满意。也想自制的可搜我发表的文章。好了,进入正题!大家先看图片!


先说正馈天线:


WX20171109-141054.png


先看左图中垂直白线,当锅对准卫星时,白线与无线电波来波方向是垂直的。也就是说,从发射源抵达这根白线的电波是同时的!再看绿线,表示的是电波传播并经反射后的路径。


抛物线应用于反射面天线的原理是,A+A2的长度等于B+B2的长度=两倍于0~f的长度。


即:无线电波经抛物面反射后,是同时抵达焦点f的。左图中,0为抛物线顶点,f为焦点,a、b为正馈天线外沿两个点。正馈天线中,抛物线顶点也是天线的中心点,因此0也是锅中心点。在这里,馈源杆长为A2和B2,也即是a点到f点的距离或b点到f点的距离。再看右图思考反射效率。口径越大的锅为何增益越高?简单说他汇聚了更多的信号。计算面积便可窥出一斑。


根据圆面积计算公式,面积等于圆周率乘以半径的平方得以下结果:

2米口径时,他所汇聚的信号是3.14*1*1=3.14平方米

1.5米口径时,3.14*0.75*0.75=1.76平方米

1米口径时,3.14*0.5*0.5=0.785平方米


由此可见,2米口径的锅是1米口径锅的4倍!而不是2倍啊,再比如自制2米正馈天线时,锅底1米精度很差,外面1米精度合格,那么,就当锅底1米完全无信号反射,也有3.14-0.785=2.355的有效反射面积,这外环1米的有效反射面积远大于1.5米口径完整锅!(此段所说面积,均为投影面积,并非反射面展开面积。实际应用中,反射面展开面积无意义。)


总结正馈天线形式之后,我们发现,上面左图中,离抛物线顶点(图中0点,也是正馈锅中心点)越近,效率越低,探究原因,在于抛物线越靠近顶点,其线条曲率越大。到这里,我们做个假设,正馈天线,里面1米截去不要,而只用外圈1米~2米部位,其效果依然是1米锅的3倍!这样的正馈锅做出来却无实际意义。然后……然后就开始探讨偏馈天线了!


2.jpg


左图中,按正馈C锅截去下半部分,a点被保留,天线外沿两个点定义为c点和d点。增加了X+X2=两倍0~f 也即正馈天线靠近0点部分没有了,因为这一部分效率低,可以舍去。根据前面正馈可知a点到c点增加一部分效率大增。


右图是偏馈天线抬起来接收卫星时的大概模样。


偏馈天线馈源杆究竟多长?很多人量了很多次,依上图所示,馈源杆为d~f的距离,而并非焦距(0~f)只能说,d~f的长度相对更接近实际焦距。实际DIY操作中,可以做为参考!


再看下图:


3.jpg



假设,这只偏馈天线的上下顶点相距1米,此偏馈天线抛物面按3米正馈天线截取,其相同投影面积的效率与正馈天线进行比较:

外圆3米、内圆2米的圆环正馈=3.14*1.5*1.5-3.14*1*1=3.925

1米正馈=0.785

3.925/0.785=5

圆环1米比圆1米,相同投影面积效率为5倍!


因此,按此截取方法,偏馈天线制作时,按投影面积只需正馈锅的1/5大小,便可获得相同的增益!


以上,仅探讨正馈、偏馈之区别,以利于大家在DIY时对焦距、焦点、馈源杆长有正确的认识。天线厂商实际生产天线有其相对固定的数据,个人DIY天线时,更多需要经验值。这里讨论了原理,希望更多的人不走入误区!


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