【天线经典案例】第四讲：天线振子变化对天线性能的影响

东北人-297391 · 发表于 2013-5-30 15:53:11

四分之一阵子天线、单极天线、对称阵子天线可以说是最为“简单明了”的天线，不论从外形、加工成本还是性能、数学分析方面来说，已经很成熟了。但是这种看似相当成熟的天线，有着那些不寻常的地方呢，我们在以后的加工、工程设计上又有那些需要注意的地方呢？
一、对称阵子之仿真比较
一般来说，对称阵子的应用相当广泛，大家最为熟悉的八木天线就有着百年历史了。很多情况下，阵子加工成了圆柱体形状。关于很多教材中关于理想中的“细”阵子与现实中的粗阵子的区别，已经说过多次了，大家可以参看第二讲或本人博客，在这不在细说。现在，我们看一下，如下图所示的对称阵子形状及相应的S11仿真结果。

我们在看看一般情况下的阵子及相应S11仿真结果

我们可以看出，它的最低或中心频点相差很大的。为什么要讲这个例子，首先我们加工的阵子可能不是真正的圆柱，当然也不会加工个那个锥形。其次说明阵子对天线的中心频点有着相当大的影响。
二、利用其它形状振子验证上述情况
上面讲的问题是关于杆状天线部分，那么对于片状天线又是如何呢？可能大家会认为小题大做，其实这说明了一个问题，是不是阵子的粗细与天线的频带有着某种联系，超宽带天线是否也要符合某种规定律，我们所说的小型超宽带天线不是“向上努力”，而是“向下使劲”。因为由于谐振频率，在高频处天线效果往往都不错，在低频点处，效果就不行了。
为了验证上面的问题，我们又做了如下仿真与实物测试。
1、方形阵子仿真模型与结果

2、方形阵子实际测试结果

在此，我们不能否定，就个人简单的加工工具对实物有着一种或多种的影响，但至少可以看出当中的规律来。根据第一节的处理方法，现在我们把这种方形阵子改变为三角形式的，看看结果如何。
3、三角形阵子的仿真与结果

4、三角形阵子的实测结果

通过上述对比，我们可以直观看出来，方形阵子的可工作的最低频点低于三角形阵子。上述实物与仿真的参数是一致的，大家也可以验证一下，这个天线很好作的，理论、仿真是一方面，实际测试才是王道。以上结果是为了好加工而设定的相应仿真，那么在振子面积较小的情况下是什么结果呢，经过实测与上面的变化一致。
5、倒三角形的测试

现在，我们把三角形阵子倒置经过测试后发现，最低可工作的频点又降低了，这种倒置后的效果与超宽带天线所说的“粗、胖”一致了，至少说明能在更低频点处工作了，是时也使得天线小型化有可能了。
由于本人工作、上网时间等原因，相关的理论分析、结果分析相对来说简单了一些，希望大家多多加以完善，谢谢大家
综合上面的仿真、实测工作，我们可以发现，对于最为简单的阵子天线来说，有着很多可以改进和工程实践的地方。在此，也非常感谢谢与非网友“铁丝”、“木木”在仿真及实物测试方面给予的大力支持。
下一讲是关于微带天线的双频及三频带之设计，敬请期待。
附：上述模型的CST2010版本的模型。
（本文内容为东北人原创，不经允许，谢绝任何形式的转载）

主讲人简介：
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网名：东北人。从事天线设计十余载，在RF社区和大家共同探讨天线仿真，主要使用软件是CST，希望分享个人经验与君共勉，其中不足之处希望和广大工程师朋友一起讨论，共同进步。人生格言“健康工作，快乐生活”，每天坚持跑步5千米！

其它讲解请参照：听东北人讲天线，每周一个实例，个个经典！>>
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