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College生活片断:DIY做2.4GHz高增益定向天线
米娅 2010年4月2日 17:30:09

这是我们college的《无线技术》课程的Project,占总分的10%,如下:

- Max 3 students per group.
- Choose the type of the antenna you want to build,

depending on the grade you wish to work towards:
Max 10 marks    2.4GHz high gain antenna (Yagi, parabolic, …)
Max 6 marks   any frequency any gain monopole, dipole, any

other simple type
- Research Internet to find instructions on how to build.
- Buy the parts.
- Build.
- Test: resonant frequency, frequency band, dBd gain,
radiation pattern, beamwidth.
- Prepare the technical specification document with the
above test results.

简单的说就是做个2.5GHz高增益的天线,并测出它的各种参数,写个报告交上去。   


天线的原理:
2楼 2010年4月2日 17:51:42 米娅

    天线的基本原理就是共振,1/4波长是共振效果最好,换个说法就是此时天线的发射和接收转换效率最高。

    除了用到共振,还用到反射、折射、聚焦的原理,比如在天线后面放个锅样的东西,接收时,射到锅面上的电磁波就会聚焦到一点,这一点正好是天线的位置,天线的信号就加强了,发射时,可以让电磁波可以集中到一个方向发射。还有其他的方法来加强电磁波,即信号,这里就不赘述了,因为我看的也不大明白。

    现在,先算波长,电磁波的速度被认为等于光速,所以波长即:

λ =c/f  

    这里c等于3乘10的8次方,单位米,f是频率,单位赫兹。这里f=2.4GHz,所以,波长为0.125米,1/4波长为0.03125米,即3厘米。 
天线有几种:
3楼 2010年4月2日 19:28:56 米娅

1,单极天线(Monopole Antenna)

2,半波长双极天线(Half-Wave bipole Antenna)

3,折叠性双极天线(Folded Dipole)


4,等方性天线(Isotropic Antenna)

还有其他的......

至于提到抛物线,如果天线后面放个锅样的--有人用油漏、易拉罐壳制作--反射物,就是抛物面形的了。

下面这两个比较高级一点:


 

参考资料:
《Wireless Communication Technology》(ISBN:0-7668-1266-9)
注:上述图形取自该书和它的ppt。
 

如何高增益
4楼 2010年4月2日 21:45:36 米娅

        刚在网上看到这句话:“增益天线并不能增加发射的能量的大小(带功率放大器的话另当别论,但是功率放大器,不能算是天线的一个部分了 ),只能把能量集中发射到一定的方向,并在这些方向上接收一定频率电磁波能量的能力有所增强。”原来是“开卷有益”,现在“上网有益”

原文网址: http://bbs.shudoo.com/viewthread.php?tid=1785185&extra=page%3D1 

5楼 2010年4月7日 22:20:18 米娅
今天去交货,到实验室,有种“惊艳”的感觉,这是老师的战利品......部分战利品。
 
6楼 2010年4月8日 13:53:19 米娅
这是我们的八木天线。 
7楼 2010年4月8日 13:58:45 米娅

这个应该也是个八木天线,第一张是振子,相当于单极天线,就是一个插了铜线的连接头,中间那张是定向和集中信号的,最后一张是成品,是我师弟的作品,我建议他交完作业,挂到ebay上去拍了

英文名词解释:
8楼 2010年4月8日 16:34:59 米娅

上面理解可能有误,欢迎批评,这里把我为此碰到的英文单词写一下:

Yagi 八木天线,引向反射天线
parabolic  抛物线的
beamwidth 射线宽度(波束宽度)
resonant 共鸣的
Antenna 天线
Omni pref. 全部,总,遍
Passive adj. 被动的;消极的
Directional 方向的
Reciprocal 相互的;互惠的;互补的;
parabolas 抛物线
parabola shading 抛物面反射器寄生信号
beamwidth n. 射线宽度;波束宽度
vat 增值税;大桶
scoop n 铲子;舀取
feed through 穿通线
isotropic adj 各向同性的;等方性的
theoretical adj 理论上的
dipole n 双极子
feeder 输电线;供给者
feed point 馈电点
dissipate v. 驱散
rediation n. 放射线
resistance n. 电阻;反对
axis n. 轴;中枢
solid adj. 固体的; n. 立方体
lobe n. 圆形突出部
ratio n. 比率
ration n. 定量
feedline n. 供油管路
impedance n. 阻抗
balun = balanced unbalanced transformer abbr. 平衡和不平衡变换器
delta n. (河流的)三角洲                              (待续)  

接上文:
9楼 2010年4月8日 16:35:34 米娅
polarization 极化
vector n. 向量;矢量 adj. 向量性的
monopole n. 单极
mounted adj. 安装好的;骑马的 --- RCMP = Royal Canadian Mounted Police 加拿大皇家骑警
ground conductor 接地导体
perimeter n. 周长
plane adj. 平的;与飞机有关的
inductance n. 感应系数;自感应
loading coil 加感线圈
Rubber 橡胶
Duckie 可喜的
stub n. 断株;烟蒂; v. 连根拔除
collinear 同线的
array n. 数组 vt. 排列
collimated beam 准直射束耗
collimated light 平行光
reflector 反射体; 反射镜
diameter n. 直径
band n. 波段;v. 联合;结合 n. 队
frequency band n. 频带; 频段 
 
10楼 2010年4月8日 19:14:37 米娅

最后,再传一张,我们实验室测试天线频率、带宽、阻尼等的测试仪(spectrum analyzer)。 

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