Yagi Antenna - Chiều dài phần tử
Tôi hiện đang tạo mô hình một ăng-ten yagi bằng Matlab và sau khi tôi tối ưu hóa ăng-ten, nó đã cho tôi chiều dài giám đốc ngắn hơn so với bản thân máy kích thích (ngay cả khi việc tối ưu hóa mang lại cho tôi mức lợi tốt).
Từ những gì tôi đã đọc và học được từ sách giáo khoa, các giám đốc của Antenna yagi luôn phải ngắn hơn lưỡng cực để giúp hướng các sóng EM về phía trước theo một hướng cụ thể, và do đó, tăng khả năng định hướng.
Trên thực tế, khi tôi thậm chí cố gắng giảm độ dài của đạo diễn xuống một chiều ngắn hơn so với lưỡng cực, nó đã cho tôi dBi thấp hơn (9,17dBi thay vì 13dBi).
Tại sao DirectorLength> DipoleLength cho độ lợi tốt hơn (dBi)? Thay vào đó không nên ngược lại sao?
Các thuộc tính của ăng-ten được mô phỏng bằng Matlab:
Trả lời
Tôi nghi ngờ kết quả của bạn là một tạo tác của phương pháp tối ưu hóa của bạn.
Tôi đã mô phỏng thiết kế được mô tả trong liên kết với NEC2 bằng cách sử dụng giao diện người dùng EZNEC . Để tham khảo, EZNEC tính toán mức tăng là 13,03-dBi trong không gian trống với các phần tử đường kính 2 mm (liên kết không chỉ định đường kính phần tử). Tôi tin rằng điều này đủ gần với mức tăng của mô hình của bạn là 13,6-dBi cho mục đích trả lời câu hỏi của bạn.
EZNEC tính toán trở kháng điểm truyền động của phần tử điều khiển mô hình của bạn là 40-j99$\Omega$, không phải là một kết hợp tốt với 50-$\Omega$đường truyền sử dụng chung. Tăng chiều dài của phần tử điều khiển lên khoảng 14% - do đó, làm cho nó dài hơn các phần tử giám đốc - cải thiện sự phù hợp bằng cách thay đổi trở kháng đầu vào thành 59 + j6$\Omega$ trong khi vẫn duy trì mức tăng tiến 13,03 dBi.
Điều thú vị là phần tử điều khiển giờ dài hơn phần phản xạ , điều này cũng không bình thường. Mô hình bức xạ của thiết kế của bạn cho thấy nhiều thùy bên:
Tôi nghi ngờ rằng việc "làm sạch" mô hình sẽ dẫn đến một thiết kế với các phần tử có độ dài tuân theo các mối quan hệ thông lệ được thấy trong hàng trăm ăng-ten được mô tả trong tài liệu.
Có nhiều đặc tính của ăng-ten có thể được tối ưu hóa:
- Tăng tối đa
- Chiều rộng chùm tia
- Tỷ lệ trước sau
- Trở kháng điểm nạp
- Băng thông SWR
- Độ bền đối với sự thay đổi trong sản xuất
Các thiết kế điển hình hướng đến sự “khá tốt” trong tất cả các thông số này. Việc tối ưu hóa riêng cho một thông số thường sẽ gây tổn hại cho những người khác và dẫn đến các thiết kế khác thường.
Chiều dài phần tử điều khiển được chọn để cung cấp trở kháng phù hợp cho mạng phù hợp của bạn. Không có quy tắc nào về việc nó dài hơn hay ngắn hơn bất cứ thứ gì.
Giám đốc (s) luôn ngắn hơn phản xạ (s) bởi vì họ tự trở kháng, kết hợp với khoảng cách của họ, là rất quan trọng trong việc thiết lập các dòng chính xác về từng yếu tố.
(tất nhiên ý tôi là các lưỡng cực mỏng tự do đơn giản, nếu chúng được tải hoặc uốn cong, v.v. thì chiều dài vật lý của chúng không phản ánh độ dài điện của chúng nữa)
Trở kháng của phần tử điều khiển cộng hưởng thường thấp hơn 50 Ohms, vì vậy có nhiều thủ thuật khác nhau để phù hợp với nó. Một trong số chúng sẽ là tụ điện song song, vì vậy bạn sẽ cần phải kéo dài phần tử được điều khiển để làm cho nó cảm ứng. Một loại khác sẽ là một cuộn cảm song song, mặc dù tôi chưa từng thấy điều này trong thực tế, nó sẽ yêu cầu một phần tử điều khiển ngắn hơn. Nhưng đó hoàn toàn là sự lựa chọn của bạn, tùy thuộc vào mức trở kháng mà bạn muốn xem. Bất kỳ độ dài nào trong lý do sẽ ổn.