圍繞（屏蔽）同軸電纜的金屬套管的長度如何影響天線性能？

題:

Jonathan

2017-01-11 01:09:03 UTC

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http://adsbexchange.com/forums/topic/beginners-2-cantenna-easy-diy-antenna-to-improve-rangeplane-count em上的帖子>在由同軸電纜芯（去掉屏蔽的同軸電纜）的芯子製成的\ frac {\ lambda} {4} $電線突出物下方使用由爆米花製成的$ \ frac {\ lambda} {4} $套筒。突出部連接到SMA F連接器，該連接器位於通過彈出式容器底部穿過的孔中，該連接器又連接到從彈出式容器底部露出的常規同軸電纜。

我的問題是-考慮到套管所包圍的同軸電纜，套管的長度（爆管可以）為什麼很重要被完全屏蔽？

編輯：考慮RE：傾斜地面以下的評論。在我看來，作者的願望是與75ohm同軸電纜進行阻抗匹配。參見下圖：

這是袖子不平衡變壓器。沒有平衡-不平衡轉換器，您將有[具有共模電流的問題]（http://ham.stackexchange.com/q/538/218）。

八答案:

Phil Frost - W8II

2017-01-12 21:30:56 UTC

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Lemma：這個天線是偶極子，它的一條腿用作不平衡變壓器。具體來說，是火箭筒巴倫（又稱套筒巴倫）。

每當您要給同軸偶極子供電時，就必須對共模電流做些事情一個>。訣竅是使同軸電纜上的共模電流具有高阻抗，這是一種方法。希望某處有一條低得多的阻抗路徑（例如，您嘗試饋入的偶極子），因此不會有太多的共模電流。

它如何工作？

schematic

^{模擬該電路 –使用 CircuitLab 創建的示意圖a> sup>}

此外，饋線屏蔽層和罐子一起形成了另一條同軸傳輸線，以饋線屏蔽層為中心，罐子為屏蔽層。我們稱其為同軸電纜。該傳輸線的一端短路，另一端斷開。它的波長為四分之一波長，這暗示它可能是一個四分之一波長的變壓器。

接下來，請考慮在罐的開口端，罐上的任何共模電流。饋線必須成為同軸電纜上的差模電流。因為，只有差模電流才可能在同軸傳輸線的中心流動。

有效地，共模與短路的四分之一波短截線串聯在一起：

schematic

^{模擬該電路 sup>}

根據四分之一波長短截線的特性一端轉換為另一端的高阻抗。因此，共模與高阻抗串聯。 QED。

schematic

^{模擬該電路 sup>}

與此同時，罐子的外部可以自由地充當偶極子的脂肪管狀腿。全部放在一起，您將得到：

schematic

^{模擬此電路 sup>}

由於可以在您感興趣的頻率上諧振，所以這種天線（像所有偶極子一樣）在某種程度上也可以起到濾波器的作用，如果您的接收器的選擇性很差，則可以提高性能。

像MarcusMüller所說，設計精良，充其量也沒有比正確安裝的偶極子或單極子好。但是，如果您只擁有一些同軸電纜和一個易拉罐，則製造起來至少容易且便宜。

（1）使用四分之一波變壓器將罐和同軸電纜屏蔽罩之間的短路變成OC是有意義的。如果是這樣，罐的理想長度L =波長/ 4-罐半徑+屏蔽半徑？因此，您的第二張圖仍然正確嗎？（2）您的第一張圖將同軸電纜屏蔽層標記為在罐的右側繼續；但是，只有內部導體繼續向右。

@Jonathan我不這麼認為，但我不確定。共模電流一旦進入罐頭同軸電纜，便會以TEM模式波的形式傳播，即電場平行於罐頭底部，因此波前全部到達罐頭底部。一旦。還有很多其他變量需要考慮：罐的VF（考慮饋電線上的絕緣），罐的精確形狀等。如果我在實踐中設計此天線，我會通過實驗找到最佳長度。

關於圖表，我的意思是要盡可能長地排成一條直線。我會更清楚一點。

理想長度的確定也變得複雜：同軸電纜具有一定的電阻，因此共模阻抗很高，但不是無限的，因此饋線在某種程度上仍與天線耦合。 [W8JI有一些解釋]（https://www.w8ji.com/sleeve_baluns.htm）我還沒有完全理解。

Marcus Müller

2017-01-12 05:27:02 UTC

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B。騙子。作為參考，他們以此設計為基礎的圖片：

顯然是一個$ \ frac \ lambda2 $偶極子，用於同軸電纜饋以對稱 / 平衡信號，或產生一個。管子和上部銅天線部分的寬度越相似，偶極子就越“理想”。

在這裡使用它們的方式，銅管是導體的接地部分的一部分。 不平衡接收器。因此，這根本不會很好。如評論中所述，您想要的是一個\\ frac \ lambda4 $單極子的地平面。 45°徑向線是一種經過實踐檢驗，經過測試，非常接近完美的萬無一失的方法，可以實現看似無休止的接地平面。

為了使圖片中的罐子長度更長，因此，將需要電流在其下部流動。但是，只有當罐子不能很好地模擬完美的“電場鏡”時，該電流才能流過（否則，“反射”回上半空間的能量將是任何一點的傾角的100％因為單極子是這裡唯一的被驅動元件，所以如果在彎頭開始的部分產生的電流實際上對將其製成更好的天線有很大幫助，我會感到驚訝。

是的，在1090 MHz頻率下，它們比在電視天線上可獲得更好的接收效果，但這並不難。只需替換$ \ ne \ frac \ lambda4 $單極天線即可（例如，將其切成適當的長度）。 ..），然後將天線放在導電的（可能的話，是磁性的，這就是為什麼它的基座上有磁鐵）的效果會更好。

我經常對此表示憤慨，但這是2016年。天線理論已有100多年的歷史了。是的，在他們的實驗室中，物理學家和電子工程師們在玩弄他們可以很容易地構建天線的所有導電材料。因此，如果某人出現了看起來很新的天線設計，那麼在相信任何優勢之前，希望他們使用某種模擬或使用帶有參考天線的消聲室進行測量。

真的，如今EM模擬並不困難，並且使用OpenEMS，它是免費提供的（不過，我敢肯定有比這更多的友好軟件）！已經遇到了不止一個人聲稱自己僅根據所需頻率的駐波電壓比設計了理想的天線。您知道在廣泛的頻率範圍內具有完美SWVR的原因嗎？一個合適的匹配阻抗終結器。

例如，我有一個朋友去美國一所大學的一位知名教授進行研究實習，研究並測量了他們最新的天線設計思想，為了弄清楚天線的效率如此之低，它將比發射無線電波更多的能量轉化為熱量。教授一點也不失望-最終，還需要優質的吸收劑和終止劑，尤其是在隔離應用中，因此，值得保留以供將來研究或發表的知識。

問題是如果不測量或至少模擬天線，就無法知道天線的好壞。因此，如果沒有包括方向性和頻率圖表在內的可靠數據的支持，我只是簡單地將“懷疑論”作為對天線設計的默認反應。您也應該如此。

+1表示期望測試的設計，但我不知道這種天線從根本上來說是壞的。顯然希望將其匹配到75歐姆的同軸電纜，並且徑向傾斜的垂直線更像是50。您可以繼續向下傾斜它們，最後得到一個天線。

是的，我沒有想過您在答案中描述的共模終止:)我傾向於將免責聲明放在上面：“免責聲明：閱讀了Phil的回答後，我不再相信了”

abcd567

2017-01-12 13:41:02 UTC

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CANTENNA是1/4λ接地面和1/2λ同軸偶極子的混合體。

在同軸偶極子中，套管（銅管）的作用如下功能：

（1）偶極子的下肢。

（2）去耦套管/套管巴倫，但是由於同軸電纜屏蔽層和管道之間的間隙非常窄

在Cantenna中，汽水罐具有以下功能：

（1）圓形底部充當接地平面圓盤。

（2）圓柱壁+圓形底部的下表面充當去耦套管/套管Balun，同軸電纜屏蔽層與罐壁之間的間隙非常大，大部分被空氣填充，損失可忽略不計。

Juancho

2017-01-11 02:27:47 UTC

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這是一個四分之一波單極天線。

內部導體上的電流饋入垂直導線，而同軸電纜屏蔽層（內表面）上的電流饋入蘇打罐。

蘇打水有望充當地平面。通常，接地層是由幾根導線製成的，每根導線的尺寸為1/4波長，並向下彎曲約45度（此角度將天線阻抗調整為50歐姆，因此與同軸電纜和收發器端口匹配）。

這些天線上有很多介紹性材料。這裡是顯示當前分佈的一個。另一個一個。

可以肯定的是，罐子是一個套筒巴倫，比地平面更像是一個偶極子。

@Phil Frost，它的作用就像接地平面，與一系列傾斜的剛性徑向線幾乎一樣，並且在電流可能不會在兩側平衡的意義上，它可能更像接地平面。如圖所示的罐子可能沒有足夠緊密地耦合到同軸電纜屏蔽的外表面，從而無法產生明顯的共模阻抗。

-1

理想的中心饋電諧振偶極子的阻抗為70歐姆（由於損耗，實際阻抗會稍高一些），因此不需要額外匹配75歐姆同軸電纜。我認為將其稱為地平面是很困難的：理想情況下，地平面是無限的，而在這種情況下，重要的是四分之一波。儘管我承認高架單極子天線上的四分之一波輻射方向介於這兩個概念之間，但是通過迭代更改將兩個設計連接起來並不奇怪。

@Juancho（酸奶的烏拉圭-溫哥華-溫哥華的活體-gracias por-sigo eningles）-350mL汽水罐的直徑為68mm-四分之一波。人們通過實驗發現該天線是出色的性能-我試圖理解它為何如此出色。罐子的長度重要嗎？

abcd567

2017-01-12 10:05:07 UTC

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模擬2之2：CANTENNA增益= 1.9 dBiSWR（75歐姆）= 1.5

該模型可能應該包括從饋電點向下延伸到罐中部的饋線，以說明共模扼流圈。我猜您隨後將能夠說明窒息的功效如何取決於頻率。

abcd567

2017-01-12 14:59:44 UTC

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1/4波長Cantenna的頻率掃描（從100 MHz到2500 MHz）。

abcd567

2017-01-12 08:38:11 UTC

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由於某些成員的建議而刪除了這些帖子的鏈接

（1）2014年6月7日- Sleeve Balun構造細節-使用蘇打水罐可以用作同軸同軸天線的Balun。

（2）2014年6月8日- 1/2λ套管偶極子-使用與Soleeve Baloon相同的蘇打罐

（3）1/2λ套筒偶極子更名為“ Cantenna” ，2014年8月。

我在另一個論壇上的上述帖子，您會知道1 /4λx 1 /4λ汽水罐被用作Sleeve Balun（Bazooka Balun）。

我最初給這些帖子提供了鏈接，以便您可以看到汽水罐的&目的功能以及性能測試。由於某些成員反對發布該鏈接，因此我刪除了這些鏈接。

對 Phil Frost-W8II 的分析看起來不錯。

除理論外，許多用戶發現這種天線的性能非常好，比普通的磁座鞭要好，它被切成1/4波長，並放在鐵製食品罐上。

答案應該獨立存在，而無需遵循鏈接。您能否擴大答案以描述或引用相關部分？

補充凱文·阿格約（Kevin AG6YO）所說的話，鏈接往往會腐爛並且幾乎變得毫無用處。最好總結一下您文章中的文章，並保留鏈接作為參考。我們建議您編輯您的帖子以進行修復。順便說一句，我們還建議新用戶參加[the tour]（http://ham.stackexchange.com/tour），以充分利用該網站。歡迎，我們期待您的光臨！

問題不在於鏈接。鏈接很好。問題在於，這個答案只是鏈接/引用。請編輯您的答案以包含信息和鏈接。

並且不要僅在圖片中添加四個或五個答案；有一個*連貫的答案。

最初，我嘗試發布一個包含幾張圖片的連貫答案，但是卻收到消息“您最多可以添加2個鏈接/圖片”。因此，我別無選擇，只能將我的答案分為幾個答案，有些僅帶有圖片。

abcd567

2017-01-25 05:57:00 UTC

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今天（2017年1月24日）完成的測量結果

這些結果表明，該天線在其1090 Mhz的設計頻率下性能良好。但是它的增益很低（≈1.5至2 dBi）。

測試設置
test setup