題:
鋁vs銅天線元件長度
David Thorpe
2017-10-27 08:22:10 UTC
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天線元件中使用的特定金屬在元件長度或間距方面是否有所不同，例如1/2“鋁管與1/2”銅管？

我知道長度和直徑會影響諧振和阻抗，但是特定的金屬會影響嗎？

我的問題特別是關於元素長度與金屬元素類型的關係。

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編輯以澄清兩個問題之間的區別。
銅和鋁之間的最大差異，並且可能要考慮的主要因素是：成本和重量。銅在這兩個類別中都更多。
我同意。成本和重量是主要因素。銅與鋁的波速公式幾乎相同。我想某個地方的物理學家可以解釋這之間的微小差異。但是以我的經驗，大多數火腿甚至專業人士都不會在速度公式中做出任何區分。
五 答案:
Glenn W9IQ
2017-10-27 10:34:12 UTC
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除了機械差異外，天線結構中鋁和銅之間的主要差異是射頻電阻。在相同的表面積下，銅的RF電阻會略小。稍微增加表面積可以使鋁表現出與銅相同的RF電阻。

RF電阻是獨特的，這是因為RF電流趨向於圍繞導體表面。隨著頻率的增加，RF電流甚至更多地向表面擁擠，佔據了越來越薄的金屬層。由於這種效應，導體的表面積成為確定RF電阻的主要因素，並且導體可以是空心管，因為在芯中沒有明顯的電流流動。對共振或元件間距沒有明顯影響。這可能會影響天線的效率和增益。這對於某些類型的天線（例如輻射電阻非常低的小型環形天線）至關重要。銅很可能會疏忽大意。如果您擔心自己的特定情況，請提供有關天線類型和預期工作頻率範圍的更多詳細信息。

我的直接應用是2米，三偶極水平三角形陣列，這是對“大輪子”設計的改編，該設計於2008年3月的QST中提出。對於我的施工計劃，使用1/2英寸的硬拉銅管更為有效。比本文原型中使用的1/2英寸鋁管更容易獲得。
那會很好。玩這個項目吧。
如果阻抗比您想要的更大，但不大，則可以增加元件的直徑。同樣，各種尺寸和強度的電線和管道也可以用銅或其他金屬（鋁/銅包層，鋼/銅包層等）包覆。在較低的頻率下，較厚的包層會有所幫助，因為信號在材料中更深。
我想我在這裡缺少鏈接。這個答案使我認為射頻電阻等於或由皮膚效應引起。或相反亦然？
@william-rem趨膚效應會改變電流在RF頻率下所看到的電阻。如果考慮射頻電流所佔的橫截面積，則射頻電阻幾乎等於相同橫截面積的直流電阻。趨膚效應只是使橫截面積隨頻率增加而變小。
user10489
2017-10-28 10:01:54 UTC
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在天線中改變金屬等效於改變元件的直徑，但是大多數用於天線的金屬的導電性非常接近，因此對於大多數天線型號而言，等效直徑的變化可以忽略不計。

“大多數”金屬？對於*少數*金屬，包括銅和鋁，確實如此。大多數其他金屬的電導率明顯低於這兩種金屬。還有一些甚至具有磁性，除非對它們進行適當的電鍍（例如Copperweld®），否則對大多數天線來說，這是很大的禁忌。只是在說'。
同上，邁克。由於OP專注於這兩個網，這個答案可能有點寬泛。但是，我相信您的評論將它帶回了人們的視野，
我說過，天線中使用的大多數金屬...將排除磁性金屬，並希望排除不良導體。
jan
2017-11-04 21:21:09 UTC
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Leif SM5BSZ通過測量封閉盒中天線元件的Q值對此事進行了調查。查看對動臂的固定方法，這些方法會急劇地改變Q值，尤其是在涉及鐵的情況下。

電阻率對實際天線的影響取決於方向性優化的等級，理論上的Q =天線的帶寬/中心頻率。

對於普通的低Q天線，例如偶極天線或地平面天線，其影響對性能的影響可以忽略不計。

在此處查看源代碼：

八木天線元件在413 MHz處的損耗（sm5bsz.com）

摘錄：

有幾種機制可以使元素損失增加到建模軟件所計算的值之上。

  • 由於腐蝕而降低的表面電導率。
  • 動臂管或元件中心附近的其他導電材料中的渦流會導致歐姆損耗。
  • 在元件中心附近的墊圈，螺釘和其他磁性材料中的磁損耗。
  • 用於防止腐蝕的表面塗層的介電損耗。
  • 塑料塞在元件尖端的介電損耗。

八木天線元件在144 MHz處的損耗 （sm5bsz.com）

摘錄：

在VHF頻率下，元件損耗遠不如在UHF頻率下重要，因為系統噪聲溫度不會比環境溫度低很多溫度，因此，即使天線指向寒冷的天空，元件損耗也只會影響天線增益，而不會影響接收器的系統噪聲溫度。

sm5bsz
2019-03-20 02:46:49 UTC
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簡單的答案是：銅和鋁之間沒有區別。現在，簡單的答案具有誤導性，因為必須塗覆銅以免形成導電不良的氧化物，而不必塗覆鋁，因為氧化鋁是一種良好的電介質。銅上需要的塗層會稍微影響電氣長度。鍍金銅會更好。一層非常薄的金會阻止氧化，並允許大部分電流流入銅中。更好的是，“鍍有任何東西”的銀鍍了一層非常薄的金。銀形成的硫化物有損，而金是惰性的。銀層可以很薄，下面的物質無所謂。

比優化電導率更好的方法是設計直徑更大的元件：

如果您想要一個看不見的天線，那麼在一根非常細的吊桿管上使用帶有1毫米鋼琴線的144 MHz八木做為適當的銀/金塗層，可以在不使鄰居感到沮喪的情況下提供出色的性能。

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Cecil - W5DXP
2019-03-20 04:08:44 UTC
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當電磁（EM）信號以光速在導體上傳播時，它不在導體中傳播，而是在導體周圍的介質中傳播。如果導體是裸銅和裸鋁，則EM信號通過的介質是空氣，因此兩個導體的速度因數（VF）相同。 EM信號不是在導體中傳播的電子，而是在導體外表面周圍的空氣（或絕緣體）中傳播的光子。光子而不是電子是在介質中以光速傳播的。 EM信號需要不斷變化的電場，並且不會在導體內部發生。

減慢EM信號的因素不是導體中的金屬類型，而是導體周圍的介質類型，例如空氣或光子必須穿過的絕緣類型。

塞西爾，這很有趣。這與趨膚效應有何關係？趨膚效應使電子在很淺的深度流入導體（在導體上）？
簡而言之：RF EM光子無法深入導體內部是皮膚效應的原因。自由電子存在於整個導體中，但只有斗形旅操作中的自由電子才能吸收和發射RF EM光子，而鬥運操作使光子以光速沿導體通過。電子只是簡單地以信號頻率振動。


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