在點:Yagi天線

如果在60年代或70年代隨時在美國的郊區街道上抬頭,那麼您毫無疑問已經註意到電視天線森林。當過空中的電視是唯一的選擇時,人們將在信號中舉行奇妙的長度,有時在屋頂上飛越有時巨大比例的天線。

然而,戶外天線在20世紀的最後三分之一中消失了,因為電纜供應商最終佔據主導地位,以遏制遏製作為一個不幸的遺物以及受限制選擇的不斷的遺物以及糟糕的接受。但是現在,像你一樣的纜繩鉗士真正正在開始再次再生,這次圍繞Lofting天線來獲得數字編程。許多新天線使令人憤慨的宣布是關於它們設計的性能或宣布,它們特別適用於HDTV。當然,這都是廣告宣傳的,從那時起,幾乎每個電視天線都只是某種類型的經典Yagi設計。這種天線的物理學是令人著迷的,正如天線如何被發明的故事一樣。

“UDA誰?”

Shintaro UDA。資料來源:IEEE CINCINNATI部分
隨著Yagi天線在20世紀20年代初開始於20世紀20年代初,在仙台日本東北帝國大學的北京帝國大學教授的實驗室開始,將被理解。 UDA博士在VHF樂隊中工作,並尋找更加定向天線的方法。在用諧振環天線進行實驗的同時,他發現將天線附近的靜態環傾向於將信號塑造遠離全向模式,幾乎就像循環一樣用作反射器。

與他的友好別墅yagi一起,UDA實驗不同的配置。他們最終用簡單的偶極子更換環形天線,以及添加額外的元素,它們稱為董事,在長臂上進一步塑造光束。在安裝在其實驗室屋頂的15米的木製繁榮上使用八個董事,亞達和亞太可手能夠在68 MHz的距離為135公里,當時沒有平均成就。

Hidetsugu Yagi以及“他的”天線。資料來源:物理世界
被稱為他們的發明“波浪投影儀方向天線”,這是不可避免的,即天線將被某人命名。完全是如何歸功於yagi博士的紀念,這是yagi的某些背叛的故事,在yagi的樂隊中,在UDA的危險中。 UDA博士在天線上發表了第一個日語論文,然而由於原因未知,Yagi博士用於日本和美國天線的美國專利而沒有任何提及UDA。日本專利被分配到英格蘭的馬來尼亞州業務,而美國專利則轉到RCA。沒有任何提及UDA,以及Yagi博士巡迴演出英語世界,在不同的無線電工程會議上討論“他的”天線,天線慢慢結束只是“亞太天線”或“YAGI陣列”。

諷刺地,由於行政間的競爭以及帝國日本的孤島心態,1942年在新加坡戰役中只有英國雷達隊的捕獲,將本發明介紹給日本軍隊。日本情報人員甚至沒有考慮“Yagi”成為日本人的名字 – 他們認為它只是英國人組成的代碼詞。

寄生物

Yagi-UDA天線的主要特徵是高方向性以及高增益。提供了每個方面的長度需要接近信號波長的一些分數,這對於較高頻率最實用,主要是高於30 MHz。這並不是說它不能用於更長的波長,但很多火腿工作20米,以及帶有巨大的yagi的40米頻段。

火腿樂隊的yagi。請注意帶有饋線,七個董事以及單個反射器的驅動方面。資料來源:天線–Theory.com.
與UDA博士的原始設計一樣,yagi由一個平行的單個驅動元件組成,與至少兩個寄生元件的共面。一個非常小的樣式是發現“後面”驅動的方面(相對於無線電信號的方向)以及從動元件前面的單個導向方面的單反反射器方面。實際的天線可能有幾個董事,其中更多的方向性以及增益越高,至少與點越多。

這提供了Yagis它們的特徵外觀 – 具有垂直排列的多個方面的水平臂。有一些變體,程序 – 一些Yagis有幾個反射器,或者俱有角落反射器裝置。以及一些天線,尤其是電視天線,使寄生方面以一定角度橫掃而不是垂直於吊桿。另外,可以水平或垂直排列方面,具體取決於在所需的極化上。

階段

要理解Yagi的設計,請召回自由區域中普通的舊偶極天線具有輻射模式,該輻射模式是天線最強大的寬度。這導致前面的兩個巨大的凸起以及天線的背部,位信號遠端。 yagi的驅動方面只是半波偶極子,或有時是折疊的偶極子以提高阻抗。寄生方面的形狀以及利用建設性以及破壞性干擾引導光束。

作為所發現的UDA博士,寄生方面可以是電感或電容性地耦合到從動元件。歸納方面的稍微超過半波,而電容方面有點較短。董事全部短於半波,因此電容耦合,而反射器更長,電感耦合。完美的半波的差異很少 – 通常只有10%到15%。

建設性以及Yagi天線的破壞性干擾。環保波代表紅色和藍色波浪的總和。資料來源:radAridutial.eu.
反射器以及董事都通過從驅動元件重新位電力來工作。寄生方面的間隔家庭成員到驅動方面確定了reradiated信號的階段。反射器是電感反應的,用從動元件將功率180°的功率縮放。設定間距以確保這觸發了對天線的背面的破壞性干擾,而在完全相同的情況下幾乎與天線前部的驅動信號相同。這導致建設性干擾,從前面提升電源。類似地,電容耦合導向器被間隔開,以確保它們在前方方向上更大或更小的同相中射線,同時向後輻射出階段。

結果是朝向董事大大放大的信號,以及反射器後面幾乎沒有。除了召回天線理論指定可以同樣可以接收的任何類型的天線以及完全相同的特徵。 yagi中的驅動方面是由連接到饋線連接的100瓦功率發射器的驅動無關緊要,或者通過從遙遠的電視塔中選擇的幾微米。方向性以及增益將是相同的。除了Yagis可以在適當設計時具有顯著的增益 – 多達20 dBmm。

與Yagi天線一樣有用,它遠非完美。由於寄生元素的關鍵規模和間距,Yagis具有相對較窄的帶寬。而且,天線的方向性可能是不方便的,需要在發射機或接收器處更準確地旋轉到天線以或多或少地旋轉。

但如果您要求在單一的偏遠信號中拉動,那麼這種方向性就是您所需要的。 Yagi是一個主管天線,但提供了它最有可能的效果以及許多人認為它作為Yagi-UDA天線的效果。