螺旋天线的制作参数.doc

螺旋天线的制作参数2009-08-01 20:01我在论坛上混了一段时间了，到目前仍然没有作为，惭愧呀，由于兴趣所在，我找了天线原理书籍，其中介绍的螺旋天线有明确的参数和方法，这里我就把书中的内容简单转述一下吧。（高手就绕过吧）首先了解一些基础部分：1、我们的WLAN所使用的2.4GHz电磁波是行波，即电磁波的电场和磁场两者都与电波的传播方向相垂直。2、我们的天线主要是利用电磁波中的电场分量来负载信息的正题：螺旋天线的制作参数 我们制作螺旋天线是将铜丝绕着圆管一圈圈斜向上绕，角度绕过360度时算作是一圈，绕这一圈所使用的一匝铜线长度记为L，把上下相邻两圈的间距记作S，铜线形成的螺圈的实际半径记为R（就是PVC管的半径+铜线的横切面半径)，用这个半径R算出来的圆周长记为O.（有些符合不知如何输入，我只好用文字，锻炼大家的理解和想象能力了）L: 螺线旋转一圈的长度 ，； S:上下相邻两个螺圈的距离 R: 螺圈的半径（PVC管的半径+铜线的横切面半径） O：螺圈的周长（用R算出来的那个）， 对于波长和L长度的关系：（下面指的是比值）L/波长1.3 -L大于1.3个波长，圆锥辐射模式 我们要的是轴向辐射模式L对应的是工作波长，对于行波L可以取值范围是 0.81.3个波长，我们最好就直接用一个波长，即12.6CM算了L 、S、O 三者的关系：L的平方=S的平方+O的平方 LS ; LO S和O关系不定我们确定好 L 长度之后，S 和 O 是可以方便自定义的，这样我们可以去方便利用用不同口径的PVC管了理论是这样说的，我还没有亲自去试验呢.完整结构形象概样：1铜线绕在圆管上作为天线部分，圈数多点好； 2 反射金属板（约一个波长直径的圆，形状其实无关，主要看面积） 3 这两者不相接，相互距离尽量小些即可接线方式：将馈线接在铜线的一段，屏蔽层接反射板补充说明：1铜线绕多少圈及相应效果本书没有数据可查，我想至少要10多圈吧，可能是越多越好吧2通过L 、S、O 三者的关系，我们可以利用上多种口径的PVC管，而不用拘泥了老外给出的数据了。这里L=12.6cm是固定的啦它就是2.45Ghz电波的波长，O约等于PVC管的周长（不是直径D呀，注意了,O=3.14*D），具体来说就是只要水管的直径D小4.01cm的原则上都是可以利用的。3由于我没有条件去实践，所以不知到效果会是怎样，据某网页的计算软件来看，15圈左右就有25dB的增益，具体的我也不知道，还有赖于各位做一回排头兵，试一试并发布一下效果图，共同提高大家的水平！具体操作：制作并不复杂，其实 L 、S 、O 三者构成的是直角三角形，如下图，大家只要事先将实际尺寸的图线画在一张纸上面，然后贴在PVC管上面绕线的具体位置就一目了然了。看下图就会明白的了，很简单的！将图纸贴在PVC管上之后沿着对角线(L)绕铜丝就行了，不是很方便吗.绕线位置图.jpg (31.97 KB) 相关公式.jpg (22.23 KB) 相关公式 （更正：天线的方向系数）借图说明螺旋天线01.jpg (144.43 KB) 借图说明螺旋天线02.JPG (34.07 KB) 袖珍通讯机用天线的设计和制作曹志宇袖珍通讯机由于体积小，重量轻，使用方便等优点而被广泛应用于社会各部门，这种机器现在广泛应用一种螺旋天线，一般成品螺旋天线都用导电性能良好的金属线绕成并密封好。其工作原理下：图1所示一般天线结构示意图。D是螺旋天线直径，L是螺旋天线长度，是螺距，、是螺旋线上相对应两点。一般可以认为，电磁波沿金属螺旋线以光速C作匀速运动。从点到点即进行一个螺旋，所需时间为t=D/C而对螺旋天线而言，其轴向电磁波只运动行进了一个螺距，其轴向等效速率=/t=/C(D)这种关系也可用图2形式解释。由图2可知：=Csin=C/（D）C由上式可以看出，总是小于等于C的。故螺旋天线能使电磁波运动速度减慢，是一个慢波系统，其等效波长等效小于工作波长。对于螺旋天线而言，应谐振于其1/4等效波长，因而能缩短螺旋天线的几何长度。对于工作于一定中心频率的通讯机来说，其所需绕的线圈数N可以由下式近似算出：螺距：=L/N所需金属线长度：=ND对于一般通讯机可取L=2040cmD=1020mm下表是对一些常用频率螺旋天线的设计实例，其他频率也可类似设计。f是工作中心频率；D是螺旋天线直径；L是螺旋天线长度；N是螺旋圈数；是所需金属线长度。以上N、为了实际制作需要均取近似值。制作时可用直径0.51.5mm漆包线或镀银铜线或铝线在直径为D的有机玻璃或其他绝缘材料上绕制，并在棒的两头打上小孔，以利于固定金属线；在棒的底端焊上较粗的金属杆或插头固定在棒上，以利于与机器连接；整个螺旋天线的外面可用橡胶管或其他材料套封，并在顶端盖上橡皮帽或用其他材料密封，这样既美观大方，又防雨防蚀，经久耐用。如果没有上述金属丝，也可采用多股细绝缘导线代替，效果相同，只是绕制时固定较为困难。以上螺旋天线也可用于各种小型遥控设备及其他类似机器上。为了比较慢波天线与常规拉杆天线的不同，说明慢波天线尺寸较小的优点，我们可对拉杆天线作一计算。设定参数如下：频率f=27MHZ波速c=3108M（注：108应为10的8次方）天线应谐振于1/4工作波长，则按公式可计算拉杆天线的长度：L=1/4=1/4c/f=1/