地面波數(shù)字電視天線的科普及選購要點

小鳥子 · 發(fā)表于 2015-2-12 13:04

首先介紹一下八木天線
上個世紀二十年代，日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郞兩人發(fā)明了這種天線，被稱為“八木宇田天線”，簡稱“八木天線”。
地面波數(shù)字電視天線的科普及選購要點

八木天線的確好用。它有很好的方向性，較偶極天線有高的增益。用它來測向、遠距離通信效果特別好。如果再配上仰角和方位旋轉(zhuǎn)控制裝置，更可以隨心所欲與包括空間飛行器在內(nèi)的各個方向上的電臺聯(lián)絡(luò)，這種感受從直立天線上是得不到的。

典型的八木天線應(yīng)該有三對振子，整個結(jié)構(gòu)呈“王”字形。與饋線相連的稱有源振子，或主振子，居三對振子之中，“王”字的中間一橫。比有源振子稍長一點的稱反射器，它在有源振子的一側(cè)，起著削弱從這個方向傳來的電波或從本天線發(fā)射去的電波的作用；比有源振子略短的稱引向器，它位于有源振子的另一側(cè)，它能增強從這一側(cè)方向傳來的或向這個方向發(fā)射出去的電波。引向器可以有許多個，每根長度都要比其相鄰的并靠近有源振子的那根略短一點。引向器越多，方向越尖銳、增益越高，但實際上超過四、五個引向器之后，這種“好處”增加就不太明顯了，而體積大、自重增加、對材料強度要求提高、成本加大等問題卻漸突出。通常情況下有一副五單元八木（即有三個引向器，一個反射器和一個有源振子）就夠用了。

每個引向器和反射器都是用一根金屬棒做成。無論有多少“單元”，所有的振子，都是按一定的間距平行固定在一根“大梁”上。大梁也用金屬材料做成。這些振子的中點要與大梁絕緣嗎？不要。原來，電波“行走”在這些約為半個波長長度的振子上時，振子的中點正好位于感應(yīng)信號電壓的零點，零點接“地”，一點也沒問題。而且還有一個好處，在空間感應(yīng)到的靜電正好可以通過這些接觸點、天線的金屬立桿再導(dǎo)通到建筑物的避雷地網(wǎng)去。

八木天線的工作原理是這樣的（以三單元天線接收為例）：引向器略短于二分之一波長，主振子等于二分之一波長，反射器略長于二分之一波長，兩振子間距四分之一波長。此時，引向器對感應(yīng)信號呈“容性”，電流超前電壓90°；引向器感應(yīng)的電磁波會向主振子輻射，輻射信號經(jīng)過四分之一波長的路程使其滯后于從空中直接到達主振子的信號90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，兩者相位相同，于是信號迭加，得到加強。反射器略長于二分之一波長，呈感性，電流滯后90°，再加上輻射到主振子過程中又滯后90°，與從反射器方向直接加到主振子上的信號正好相差了180°，起到了抵消作用。一個方向加強，一個方向削弱，便有了強方向性。發(fā)射狀態(tài)作用過程亦然。

有源振子是關(guān)鍵的一個單元。有兩種常見形態(tài)：折合振子與直振子。直振子其實就是二分之一波長偶極振子，折合振子是其變形。有源振子與饋線相接的地方必需與主梁保持良好的絕緣，而折合振子中點仍與大梁相通。

仿制一副天線，但總還需要進行適當?shù)恼{(diào)整。調(diào)什么？為什么要調(diào)？這就需要我們?nèi)チ私馑鎏炀€的原理。

天線的一個重要特征，那就是“輸入阻抗”。在諧振狀態(tài)，天線如同一只電阻接在饋線端。常用饋線阻抗為50Ω，如果天線輸入阻抗也是50Ω，那就達到了“匹配”，電臺輸出的信號就能全部從天線上發(fā)射出去；如果不“匹配”，一部分功率就會反射回電臺的功放電路。

二分之一波長偶極天線的輸入阻抗約為67Ω，二分之一波長折合振子的輸入阻抗則高于前者4倍。當加了引向器、反射器后，阻抗關(guān)系就變得復(fù)雜起來了?？偟膩碚f八木比僅有基本振子的阻抗要低很多，且八木各單元間距大則阻抗高，反之阻抗變低，同時天線效率降低。有資料介紹，引向器與主振子間距0.15波長時阻抗最低，0.2－0.25時阻抗高，效率提高。這時阻抗的變化范圍約在5－20Ω間。

經(jīng)典的折合振子八木天線的特性阻抗約為300Ω，（振子間距約四分之一波長）如常見的電視接收天線。折合振子折合的間距狹窄時、或二分之一波長的“長邊”直徑大于那兩個約四分之一波長的“短邊”的直徑時，其輸入阻抗較高。

我們的通信機輸出都是按50Ω設(shè)計的，配50Ω電纜作饋線。八木天線怎樣才能與饋線達到阻抗匹配？顯然不能不考慮這個問題。于是就有了各種各樣的匹配方法。短波波段八木常用的“發(fā)夾式”匹配，是在饋電處并接一段U型導(dǎo)體，它起著一個電感器的作用，和天線本身的電容形成并聯(lián)諧振從而提高了天線阻抗；還有經(jīng)典的“伽瑪”匹配、著名的HB9CV天線等等。最簡單的做法是把靠近天線饋電處的饋線繞成一個約六、七圈直徑約15厘米的線圈掛在那里，我想這與發(fā)夾匹配的原理應(yīng)該是一樣的吧。

還有一個問題要注意：八木天線是“平衡輸出”，它的兩個饋電點對“地”呈現(xiàn)相同的特性，但通常的收發(fā)信機天線端口卻是“不平衡”的，芯線是熱端，外導(dǎo)體接地。雖然我們也可以視而不見地將饋線芯線隨意接在天線兩個饋電點之一上，另一點接饋線的外導(dǎo)體層，但是，這將破壞天線原有的方向特性，而且在饋線上也會產(chǎn)生不必要的發(fā)射。一副好的八木，應(yīng)該有“平衡－不平衡”轉(zhuǎn)換。

有朋友問，架設(shè)八木時天線的振子是和大地平行好還是垂直與大地好？回答是，收、發(fā)信雙方保持相同“姿勢”為好。振子水平時，發(fā)射的電波其電場與大地平行，稱“水平極化波”，振子與地垂直時發(fā)射的電波屬“垂直極化波”。收發(fā)雙方應(yīng)該保持相同的極化方式。在U/V波段，人們大量使用著直立天線，八木天線當然也就應(yīng)少數(shù)服從多數(shù)，讓振子垂直于大地。短波波段八木天線多為水平架設(shè)，而且，這樣的龐然大物恐怕想垂直架也無法實現(xiàn)！

有朋友問，振子的直徑對天線性能有什么影響？回答是直徑影響振子長度，直徑大則長度略短。直徑大，天線Q值低些，工作頻率帶寬就大一些。

還有朋友問，折合振子是“平躺”在大梁上，其幾個邊都與其它振子在一個平面上好？還是折合振子的面垂直與大梁，只有其長邊和其它振子保持在一個平面上好呢？經(jīng)典的折合振子八木天線是前者。根據(jù)前面所說的工作原理，如果把折合振子平躺在引向器和反射器之間，折合振子就有兩個邊“插足”，其中的相位關(guān)系就更復(fù)雜了許多？

不過話又得說回來。業(yè)余無線電的許多成果，特別是各種各樣的天線，是經(jīng)過實際試驗得來的，“成功”或“不成功”也常是以自己的滿意程度、“與過去相比”來確定的。本刊再次介紹的幾款天線，有的就是50Ω饋線直接連到折合振子上，折合振子平平穩(wěn)穩(wěn)地躺在眾“器”兄弟當中。究竟怎樣才是最好的？還是自己動手試一試吧。接上一個駐波表，試著調(diào)整一下各振子的長度、各單元之間的距離，還有怎么匹配等等，很可能還會有新的發(fā)現(xiàn)。

詳細關(guān)于八木天線介紹請自行百度。

總結(jié)幾點：

第一，八木天線適合點對點傳播。第二，安裝的方式是抱桿安裝。
第三，做點對點使用時務(wù)必是在空曠的直視直線范圍,在兩地調(diào)試時,需要對準方向,越接近天線的準確方向,利用率會越高。調(diào)試時一定要把天線認認真真架起來，離開地面至少有個兩、三米，周圍還要開闊一些哦！

轉(zhuǎn)會我們DTMB地面波八木天線，一款天線的設(shè)計和接收的頻率范圍、波長、信號調(diào)制模式、極化方式等都有很大的關(guān)系。我們要購買的天線是專門針對國標DTMB地面數(shù)字電視信號的特點來設(shè)計的接收天線。

首先大家看看效果圖，把他扔到屋內(nèi)機頂盒都能正常接收信號（我們不建議這樣做，只是為了演示效果，標準的安裝方法請見下文的說明），眼見為實：
地面波數(shù)字電視天線的科普及選購要點

（圖片轉(zhuǎn)載于網(wǎng)絡(luò)）

為了長期穩(wěn)定使用，我們建議采用標準的安裝方法，把天線放置于室外（窗戶外、陽臺外、屋頂?shù)龋┛諘绲貛?，天線對準發(fā)射塔的方向（大部分朋友都不知道當?shù)氐男盘柺悄膫€方向發(fā)出來的，不過沒關(guān)系，只要大致東南西北方向?qū)柿司托?，一個一個的試，看對到哪個方向的效果最好，工作量不大。一般就算對不準也沒關(guān)系，因為我這個天線是全向的，會接收來自四面八方的反射信號，而且有信號放大的功能，也就是測試報告上的天線增益可以達到10-13dbi，普通天線只能達到6-8dbi。除了方向外，天線應(yīng)該水平或者垂直于地面放置。如下圖所示：
地面波數(shù)字電視天線的科普及選購要點

（圖片轉(zhuǎn)載于網(wǎng)絡(luò)）
警告：固定天線用的支撐桿要用非金屬桿，或者要與天線之間做絕緣處理！
天線固定好后，需要用同軸電纜將天線和電視機連接起來。也就是天線接收的信號，要通過這根線傳輸?shù)诫娨暀C里面去。這根線的長度根據(jù)您家天線安裝的位置到電視機的距離來定，實際需要多長只有自己預(yù)先大致估算一下。另外這根線的兩頭是不一樣的，連接到天線的那端需要的是“英制F公頭”，連接到電視那端需要的是“IEC公頭” 。如下圖所示天線的背面有信號輸出端口，需要同軸電纜進行連接：
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連接線的另外一頭是直接插到電視的，是什么樣子大家一看就清楚了：
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【購買須知】：
購買天線是不包含連接線的。如果家里沒有現(xiàn)成的一模一樣頭子和長度剛好合適的連接線的話，需要購買，一般你在購買天線的時候賣家會有，自己估摸好長度購買。
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【溫馨提示】：
任何地區(qū)的無線電視信號的發(fā)射距離都是有一定限度的，高增益天線雖然專為無線電視而設(shè)計，但在超越信號發(fā)射覆蓋范圍之外，再好的天線也無法收到。即使是在信號有效范圍內(nèi)，也可能因地形地勢的環(huán)境影響，比如高的建筑物或高山對信號的遮擋，都會影響接收效果。所以在無信號或者信號接收微弱的地點，再好的天線都不能發(fā)揮作用，大家提前考察好當?shù)匦畔ⅰ?/font>

這種線頭適合dtmb一體機電視使用的饋線
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我們使用機頂盒購買雙頭英制f頭，如圖
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殊藜 · 發(fā)表于 2015-2-12 15:53

wangxiang026 · 發(fā)表于 2015-5-29 11:07

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

liding · 發(fā)表于 2016-12-17 13:36

不錯，很有內(nèi)容！

數(shù)字地面波 · 發(fā)表于 2016-12-18 08:54

內(nèi)容很具體，很詳細。

A_網(wǎng)絡(luò)機頂盒 · 發(fā)表于 2016-12-25 16:23

不錯不錯，非常好，

abc1219 · 發(fā)表于 2017-4-24 21:09

dxz101 · 發(fā)表于 2019-8-26 22:51

老鐵666！必須支持一波！

智能網(wǎng)絡(luò)電視 · 發(fā)表于 2020-1-5 10:55

我只是路過打醬油的。

yjhwkl · 發(fā)表于 2021-2-24 16:21

感謝樓主分享

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