以仿真实验的角度看待趋肤效应+双菱振子240mm的优化数据

rainfly1981

       昨日看完识宝专家的帖子“我识宝专家对【双菱天线折角问题】的论证看法”有了一些联想，昨晚在网上查找了资料，今天一忙完手头的工作，就开始建模仿真。
       先给大家做个参考;先说下趋肤效应，前几天我仿真过一款5.8G的双菱天线，发现在不改变振子、反射板的尺寸前提下，通过改变丝径的大小（增大表面积）增益有细微的改变，驻波比下凹曲线中心点，逐渐平移向5.85GHz这个中心点靠近、且在这个过程中驻波比下凹曲线不会发生畸变。当时我就在想这难道是“趋肤效应”的体现。于是又建立了一个仿真模型，是2.4GHz的双菱。参数如下
1、为了两个问题一起说明振子总长取（娶）240mm，优化后的每边长自馈电点开始（29mm-31mm-31mm-29mm-29mm-31mm-31mm-29mm）；
2、振子中心与反射板的上表面间距（本贴中之后简称“振板间距”）15mm；
3、反射板尺寸140X100X1mm（厚度不是硬性要求）；
4、馈电间距2.8mm，
5、反射板与振子的几何中心对齐。
       先进行1.76丝径的仿真（R=0.88mm）
增益是10.20

VSWR最低值2.4172GHz时1.0511

回波损耗

我将模型的振子内部掏空只留0.02mm的表层
这样按照趋肤效应理论、如果理解无误；应该在导体极薄的表层传导，那么两次仿真的以上三组数据应该变化极小；
来看看结果
增益是10.20

VSWR最低值2.42072GHz时1.052

回波损耗

看来除了驻波比参数有细微变化。其他参数无变化。
于是我改变丝径增至2.24（R=1.12mm）对比数据如下图：
增益10.185（实心）

增益10.185（空心）皮厚0.03mm

VSWR最低值2.4276GHz时1.0856（实心）

VSWR最低值2.4276GHz时1.0856（空心）皮厚0.03mm

回波损耗

回波损耗皮厚0.03mm

    以上实验证明，高频电磁波存在趋肤效是正确的，且丝径越大增益微降（0.02dBi）驻波比VSWR曲线还会变好，使得在2.4-2.5GHz均在1.45以下（说明天线的工作带宽加宽），仿真试验中我又割去了双菱上的任意一点表层三项参数马上变差,2.4-2.5GHz趋肤效应作用层的厚度大概在0.02-0.03mm。
如此的薄！！！
    难怪我自己自制的mini双菱，虽然仿真值高于三铜片，但是实际每次测试的增益都要低于三铜片
因为我在加工时动用了锉刀，破坏了铜丝的表面（具体的测试看11.11光棍节三款天线测试+天线防锈绝对简单方便，材料易获得，对天线的各项性能无...）。
    请大家在制作铜丝系列天线时慎用锉刀！   
    再来看看识宝专家提供的数据240mm的振子总长，数据是对的。在进行优化后的每边长自馈电点开始（29-31-31-29-29-31-31-29）；馈电间距中心距2.8mm时驻波比目前来看是最优的。
    谢谢大家！
    请看后回帖，发表意见。
    下周我订购的“大红眼”要到位了。我随后将制作此款振子总长240mm天线，实际验证一下。敬请期待！

rainfly1981

MobileQQ帅锅 发表于 2014-12-19 15:37
马切尔怎么总长是244MM而不是240MM,不明白为什么。大师出来讲解一下。

我曾经看过曾仕强教授的《易经的故事》有一段描述大意是，八卦中的任意一卦有了调整，
其他七个要做相应调整。若这样解释你不理解。
请你回忆一下，5DB激情版主的全向全长122.5mm、马歇尔的单菱长度是122mm（总长244mm）。长度基本在124mm-120mm之间。识宝专家提供的120mm在也这一区间段（准确说2.4GHz6频段123mmX0.98=120.54mm）识宝专家提供的这个数据精辟点在固定振子尺寸，这一个参量，放宽反射板尺寸，
只调整振板间距。即可得到一个最优值（学术上叫做工程化，有的资料上也称定量化）。这是上百次实验的成果，专家向你致敬。

桃花江中

期待                          

MobileQQ帅锅

马切尔怎么总长是244MM而不是240MM,不明白为什么。大师出来讲解一下。

zdg702

纯属支持。

wsrq

又想来一发识宝专家的全向天线了。

ChowLiang

谢谢楼主，，
理论与实际挈合，仿真验证实操，中国无线论坛天线DIY的春天常在
顶起来

rainfly1981

ChowLiang 发表于 2014-12-19 17:22
谢谢楼主，，
理论与实际挈合，仿真验证实操，中国无线论坛天线DIY的春天常在
顶起来

春天还是晚来的好，四川的倒春寒天气可是比冬天还冷。到时会搞得实验数据不靠谱！

rainfly1981

zdg702 发表于 2014-12-19 16:34
纯属支持。

留言已收，但是全长74.4哦，不是用在2.4GHz的吧？

zdg702

rainfly1981 发表于 2014-12-19 17:29
留言已收，但是全长74.4哦，不是用在2.4GHz的吧？

每个边的长是6.2就是2.4G
说错了，是3.1mm才对，就是1/4波长，以前说的6.2是错的，对不起。

。

rainfly1981

zdg702 发表于 2014-12-19 17:55
每个边的长是6.2就是2.4G

。

与我认有出入我抽空做做看

zdg702

rainfly1981 发表于 2014-12-19 17:58
与我认有出入我抽空做做看

不用试了，阻抗难转换。给你添麻烦了。

。