终极版“叠双菱”天线，增益高达14.77dBi（SK的天线仿真与实践系列-1.3）

sanking

馈线的接法请看这个贴子。
http://forum.anywlan.com/thread-33932-1-1.html

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制作实物及测评见二楼。
这个数据被证明是有效的。但是请注意以下几点：
1. 数据是针第6频段（即2437MHz）优化的，其它频率增益稍有减少，驻波比也会上升，最高可达到2左右。不过这个驻波比也还好啦。
在2437MHz的时候驻波比只有1.0几，所以在这个点的时候效率是最高的，效果是最佳的。
2. 信号需要对准才会有好的增益。
3. 需要转动天线找到最佳增益的角度，再固定。因为这个天线有比较强列的极化性像。关于极化方向不明白的建议论坛里搜一下。
4.材料及制作请尽量按我的图纸数据来，如有差导会可能导致驻波比的意想不到的增高及增益不能达到目标值。
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前些日子收到奖品威海王，觉得这东西好是好，就是天线MS不是很理想。
并且网卡上面已经有SMA接口了，所以想自己做个天线。
我对叠双菱情有独衷。因此打的还是叠双菱的主意。

背景前提:
铜线直径是1.7mm
用来连接振子和反射板的铜管口子约8.5mm
反射板20cm*20cm，
馈线50欧

按以上数据，定义优化时的数据：
1. 接馈线的双菱的两端间距为2G<8.5mm，即取G小于4mm
2. 振子和引向器的边长,以及H(振子与反射板的中心距)，Hd(振子与引向器的中心距)取值范围为22mm~40mm
3. 振子（引向器）第一边与Y轴的夹角定义为F（Fd）其取值范围为22~77度
4. 振子第二边的Y轴落点，新增一个变量N，使N在-10mm~10mm间变动。目的是使振子的边长尽量对称，（这一点要想明白的，仔细画个图就明白了。）

经过八个多小时的优化，得出的结论如下：
驻波比 1.003
增益 14.77dBi   (这是理想值，实际制应该尽量按理论上的尺寸来做，就会接近理想值)
阻抗实部 50.16   虚部0.0118  

L=0.026033    第一个双菱（振子）的泛义边长
F=46.87898    振子的角度
G=3.995e-3    馈线接点处的间隔的一半
N=4.877e-3    振子第二边的Y轴落点较正变量
Fd=43.2801    导向器的角度
Ld=0.033089    第二个双菱（导向器）的边长
H=0.026776    反射面与振子中心点的距离
Hd=0.035849    导向器中心点与振子中心点的距离


这个14.77dBi的增益，说是终极版，实际上还可以放宽限制提高增益的，比如铜线的粗细，铜管的直径大小反射板的大小，这些再做调整的话，有可能得到更高的增益，当然噶，这些都是理想值，制作的时候肯定有差距，差距的大小就和制作的精度相关了。

图如下：




附件的NEC文件
NEC文件的打开软件及使用方法见教程,强烈建议同学们去学一下，这样能很清楚地看3维图。
WORD文档是可以直接打印出来对照着做的。
这些天看有有同学对这个word文档的内容表示不解，我特意做了一个说明，制作了第二版本，数据是不变的，只是增加了说明。
舍不得删除第一个版本，因为它的下载次数已经达到了92954次，
这个是第二版本

wifi3

楼主是哪一位？

《电子技术应用》 2013年03期
一种叠双菱形天线的改进设计
于臻  余建国  冉小英  
【摘要】：在对菱形天线结构和工作原理进行分析的基础上,为缩小天线尺寸结构,提高天线的方向和增益特性,设计了一种以2.4 GHz为中心工作频率的带反射板的叠双菱形天线。设计过程中利用VB软件制作了交互式天线计算器,方便天线尺寸参数的计算和优化调整,并使用4NEC软件搭建天线的模型及仿真优化。在天线测试平台上利用PNA3621网络分析仪对制作的天线进行了测试。测量结果表明,在2.35 GHz～2.45 GHz频率范围内,天线方向图较好,与仿真结果较为吻合,天线输入端电压驻波比和回波损耗较为理想。
【作者单位】： 华北科技学院电子信息工程学院;北京邮电大学电子工程学院;武汉邮电科学研究院;
【基金】：中央高校基本科研业务费资助(2011B04,DX1207B) 华北科技学院教育科学研究项目(ZD10-15)

sanking

新的测评请看这个:http://forum.anywlan.com/thread-34654-1-1.html
其实，两个天线的增益都比较称值，我第一次做测试的时候，全向的没有达到最佳，要把它躺倒才有最佳的信号，
想来是目标AP的天线也是倒着的。hoho
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大致做好了，振子与导向器的连接是用热融胶来的，并且反射板也不全，还少一块接拼的。
下面是实测效果图。
按效果图的对比关系，我的叠双菱比原装天线对同一个AP的测试，信号要好上11dBm，相对的应该是我的叠双菱比原装天线好11dBi吧？而原装的是号称5dBi的，那么我的叠双菱竟然有16dBi!!!!!!那是不可能的，
所以只有两种结论，一是威海王的信号虚高，二是原装天线没有5dBi,最多只有3dBi.
有达人是否有异议？

不管怎么说，这个测试图还是很能说明，我的叠双菱是很有效滴。（21楼22楼的同学，你们再去做做看吧。hoho）




制作的时候，我先把NEC文档里的坐标换算成mm抄在电子表格里。

再在CAD里画出来。(说明一下，CAD里画的是二维的，所以其中的X坐标就是上面的Y坐标，Y坐标就是上面的Z坐标了。这样一说明，应该不会看糊涂了吧 )

再打印出来，把铜线压直后，按打印出来的样子折。（铜丝平直的方法参考这个：http://forum.anywlan.com/thread-36131-1-1.html）


这个就是折好了叠上去，看起来做工不错，几乎要重合了。


其实我本来是用游标卡尺直接在铜线上刻划的再直接折弯的，但是第一次计算错误，总长度少了大约2mm多，
为了达到最好效果，只好弃用，浪费了一个，很郁闷，为了压这个铜丝我手都快起水泡了。痛得很。
看看就是这个2mm，好累啊。


折铜丝我总共大概花了两三个小时，为了效果，付出太多了。


然后我把筒管给截掉变成(H-R)的长度。

再把上图右边那个螺丝底部钻个孔，这个工作很久以前就做了，再放到反射板上，反射板本也钻了孔，这个工作也是以前做的。
都是很累的，因为我没有电钻或电磨，都是用手功钻出来的噢，赞一下吧，hoho



昨天跑去电子市场买了个SMA接头，自己做好，接到威海王的SMA接口上，



接下来就是焊接，比较麻烦的说，因为筒管直径太小，很难弄，忘了拍照片了。
振子和导向器的联接是用双瓦楞的纸板以热融胶来固定的。
因为急着上实测，所以看起来很粗糙，以后得空了慢慢弄漂亮。还有就是板射板尺寸没有20*20，是20*17左右，有一边还少个3cm，
到时候也补上。

zz123

路過鼎一下

ypz168

look................................

dandandan

看看效果图，合14db的平板对比就知道啦

dandandan

还有楼主说的边长都是中心到中心吗？还是指外边到外边

sanking

看看效果图，合14db的平板对比就知道啦
dandandan 发表于 2009-7-19 14:09

呃？啥意思？

sanking

还有楼主说的边长都是中心到中心吗？还是指外边到外边
dandandan 发表于 2009-7-19 14:20

是的，全是中心距

dkf666888

路过，等看实物图

蚊子都睡啦

双菱制作精度还是不好控制

sanking

双菱制作精度还是不好控制
蚊子都睡啦 发表于 2009-7-19 15:13

嗯，有道理，或许应该弄一个模具出来，hoho

2831650

等实物看看哈 要是好做 也做个 呵呵