八木天线
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
1、八木天线 由来
东北帝国大学的宇田太郎最早设计了这种引向天线,他的导
师八木秀次也帮助设计和测试了这种天线。1926年宇田将这篇
论文投到了日本的无线电杂志上,但反应不大。1928年八木秀
次访问美国时,将宇田的论文翻译成了英文并在电气工程师学
会上发表,受到了欧美无线电行业的关注。因为英文论文八木的
署名在前,所以这种天线往往被称为八木宇田天线或是简称为
八木天线。
英文:Yagi-Uda antenna;Yagi antenna
解释:由一受激单元,一反射单元和一
个或多个引向单元构成的端射阵。
(注:实际上反射单元可以由一些单元或
一反射面组成。)
图(1) 八木天线实物图
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
2、八木天线的原理
2.1 结构
有源振子、引向器、反射器
2.2 主振子
半波偶极子、半波折合偶极子
2.3 引相器
长度略小于λ/4,呈电容性
2.4 反射器
长度略小于λ/4,呈电容性
图(2)八木天线的结构
反射器起着消除天线方向图后瓣的作用,反射器和引向器都具增
强天线前方灵敏度的作用
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
引向器略短于二分之一波长,主振子等于二分之一波长,
反射器略长于二分之一波长,两振子间距四分之一波长。此时,
引向器对感应信号呈“容性”,电流超前电压90°;
引向器感应的电磁波会向主振子辐射,辐射信号经过四分
之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号
90°,恰好抵消了前面引起的“超前”,两者相位相同,于
是信号迭加,得到加强。
反射器略长于二分之一波长,呈感性,电流滞后90°,再
加上辐射到主振子过程中又滞后90°,与从反射器方向直接
加到主振子上的信号正好相差了180°,起到了抵消作用。一
个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。发射状态作用
过程亦然。
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
图(2)八木天线辐射方向图
图(3)八木天线辐射动态演示
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
3.八木天线的发展
上世纪二十年代,八木天线被运用在短波通讯等领域;
二次世界大战中,随着无线电技术的迅速发展,八木天线的应
用更加广泛,如作为夜间战斗机使用的雷达之一。
然而在岛国国内,八木天线并未得到应有的重视,直到日军在
新加坡发现了英军雷达技术人员关于八木天线的记载,他们才
意识到其价值。战后,八木天线被各国作为电视传输天线使用。
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
4.八木天线的应用
优点:增益高、方向性强、结构简单,牢固,成本低
缺点:工作频带窄
应用:广泛应用在无线电测向和长距离无线电通信
八木天线最早用于战争上的通讯,发源于日本。
现在国内的无线电爱好者的固定电台普遍都是这种天线,
改革开放前期很多珠三角地区人用八木天线接收港澳地区
的电视信号,现在的很多电视天线都可以看到八木的影子
如001天线,至今在江浙地区还有很多人在用最早的那种
八木天线做电视天线,2.4G的八木天线是远距离室外传
播wifi无线信号的绝佳武器。
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
5 、八木天线的电参数
(1)方向系数
D k
1
L
,a
G
D D
为引向天线的轴长
L
a
k
为比例系数(可查曲线)
1
aL
(2)波瓣宽度
32
dB
55
随着
L
a
的增大, 逐渐减小,但减小的趋势
2
3db
越来越慢。说明:随着与有源振子距离的增大,
所加上去的引向器的作用逐渐减弱。