題:
是否有計算天線電容和電感的公式?
tgnhbv
2018-09-10 17:13:08 UTC
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如何計算偶極天線的內部阻抗?它的電阻有兩個分量,即導線電阻和輻射電阻,這兩個分量都可以使用公式計算。是否有計算天線電容和電感的公式?還是僅憑經驗計算?

[此先前的答案](https://ham.stackexchange.com/a/3800/76)可能就是您想要的。 (從沒有電容和電感這樣的東西,因為它們相互對立,但是如果您希望以這些單位給出答案,則可以根據給定頻率下的阻抗來計算一個或另一個。)
如果您可以解釋對等式輸入的期望或要求,這將有所幫助,因為這決定了答案的複雜性。
五 答案:
Glenn W9IQ
2018-09-12 04:28:50 UTC
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關於術語的一些小意見。並不是天線的“內部”阻抗,而是通常需要關注的“饋電點”阻抗。這是傳輸線連接到天線的阻抗。感興趣的另一個常見阻抗是輻射電阻。這是歸因於將RF信號轉換為輻射電磁波的有效電阻。在確定天線效率時,通常需要考慮此阻抗。

是的,有很多這樣的公式,就像您在評論中看到的答案中的公式一樣。從學術和研究的角度來看,這些公式正在不斷改進和完善。通常,這會轉換為公式中的更多複雜性,以換取更高的準確性或更多的細節。

大多數專業天線工程師和業餘無線電天線愛好者已經過渡到天線建模軟件。這些軟件包不僅可以產生大量數據,例如輸入阻抗,而且還可以產生輻射圖和其他有用信息。在一個小時左右的時間內,幾乎不需要使用微積分就可以使用這種軟件對任何常見的天線進行廣泛的分析。

其中一些軟件包是免費提供的,也可以免費試用。這是一個受歡迎的示例: 4NEC2

另一個是[EZNEC](http://eznec.com),這是我使用的。
Brian K1LI
2018-10-17 01:14:38 UTC
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在David Leeson(W6NL)2018年11月/ 12日Qem 文章“寬帶偶極子的故事”中,他引用了Tang等人在“偶極子等效電路”中的著作使用不依賴頻率的集總元件的天線。” (摘自《 IEEE天線和傳播事務》,第41卷,第1期,1993年1月,第100-103頁。)

Leeson建議將此原理圖等效項用作中心饋電偶極子:

schematic

模擬該電路 –使用 CircuitLab創建的原理圖 sup>

,其中: $ h $ span>作為偶極子半長 $ a $ span>作為導線半徑,均以米為單位, $ \ omega_0 $ span>作為共振頻率,單位為Hz, $ R_ {a0} $ span>共振時的輻射阻抗,以歐姆為單位:

$$ C_ {11} = \ frac {27.82 \ mathsf x 10 ^ {-12} h} {ln(2h / a)-1.693} $$ span> $$ L_ {11} = \ frac {1} {\ omega_0 ^ 2C_ {11}} + C_ {11} R_ {a0} ^ 2 $$ span> $$ R_ {11} = \ frac {L_ {11}} { C_ {11} R_ {a0}} $$ span>

有趣的是-有沒有辦法預測輻射電阻(Ra0)項?對於純“封底”估算而言,這似乎是至關重要的缺失部分。
這個[偶極天線計算器](http://www.rfwireless-world.com/calculators/Dipole-Antenna-Calculator.html)在自由空間中計算Ra0並給出支持方程。 [偶極子相對於地面以上高度的饋電阻抗變化](https://www.electronics-notes.com/articles/antennas-propagation/dipole-antenna/dipole-feed-matching.php)的一個示例地面的特性,會嚴重影響結果。
Brian K1LI
2018-09-11 10:46:52 UTC
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我假設您是指饋電點電阻和電抗。在ARRL Pacificon 2004上發表的Stearns,K6OIK和天線阻抗模型是對這一問題的出色治療。

請記住,中央進給在自由空間中,無限薄的物理半波偶極子的阻抗為73 + j42.5歐姆;參考文獻中的許多計算都以此為基準。

user13171
2018-09-17 03:47:34 UTC
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如果設置測試夾具並獲取大量讀數,則可以計算實際天線的阻抗。 w2aew在youtube視頻 https://www.youtube.com/watch?v=eYN7dhdt1Dw中對此進行了很好的解釋,這種方法需要一個信號發生器和一個示波器,我們都沒有奢求擁有這些物品,但您仍然可以了解他的工作原理。您要么需要對複數數學充滿信心,要么擁有一個不錯的科學計算器,要么使用在線工具來求解數學。該方程本身就像在簡單的分壓器電路中求解電流和電阻一樣,但是每個元素都有一個振幅和相位。

edcvgy
2018-09-11 09:55:50 UTC
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沒有計算電抗的公式,必須憑經驗確定。

如果這是真的,那麼您將不得不懷疑天線建模軟件如何才能做到很高的準確性。
人們可以認為天線建模是“經驗的”,因為它可以解決方程組而不是從封閉形式的表達式中得出結果。
-1
@GlennW9IQ,Glenn,我很感謝您的意見,但是不斷降低的計算能力成本模糊了*物理*實驗和*模擬*實驗之間的區別。我已經使用天線建模程序來憑經驗確定* RLC *電路的等效值,該電路近似於諧振附近的天線行為,從而節省了大量時間和費用。
經驗:基於,與觀察或經驗有關或與之可驗證,而不是基於理論或純邏輯。基於經典電磁學原理以及數學和計算機科學邏輯的天線建模不是經驗性的。
在dictionary.com上,經驗的第一個定義是“源自經驗或實驗或由經驗或實驗指導”。我堅持認為,在一定程度上,天線建模程序忠實地代表了物理現實,它們是憑經驗確定物理天線特性的一種極好的方法。


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