仿真优化80186版主的mini背射天线

lijiqing

　　在anywlan论坛去年举办的全民DIY天线大赛期间，80186版主设计了一款mini背射天线。见这两个帖子：
    MINI 背射天线：http://forum.anywlan.com/thread-30864-1-1.html
    背射天线：http://forum.anywlan.com/thread-46431-1-1.html
    看到80186版主在帖子写道：“有时间我会给它优化一下。同时也希望e21、sk、激情无线等高手来帮兄弟一把。”
    80186版主是我非常佩服的一位大师，对无线电通信有很高的造诣。他的很多帖子都使我受益匪浅。既然80186版主看得起在下，我就不客气了。来仿真一把MINI背射天线。
　　原设计图纸是这样：

　　80186版主DIY的mini背射天线，用一颗螺丝钉做反射振子：

　　按照原设计建模。考虑到原设计是用一颗粗螺丝钉作为反射振子，特设定反射振子直径为4mm。振子直径选2mm。

原设计仿真计算结果如下：

　　驻波比高达422，输入阻抗15欧姆，增益5.52dBi。
　　经多次、反复优化，结果如下：

　　驻波比1.12，输入阻抗44.5-j0.14，增益11dBi。方向图指向120度。
　　按照80186原设计，该mini背射天线增益理论值为12—14dBi，现在看来，虽然没有达到设计的增益要求。但已经十分接近了。
　　如果把反射振子拿掉，就变成了一个铁筒天线，会是什么样子？
　　于是去掉反射振子，直接计算，结果如下：

　　再反复优化，最好结果是这样的：

　　各项指标均达不到使用要求。看来这个反射振子的作用，还是相当明显的，不可或缺。
结论：
　　仿真结果表明，80186设计的这款mini背射天线，还是非常成功的。这个反射振子，对匹配阻抗和提高增益起到很大作用。如果不是反射振子的背射作用，这个铁皮筒天线是不合格的。
　　增益虽然没有达到设计的12-14DB，但是，作为一个简单的铁皮筒天线，能有11dBi的增益，已经相当不错了。有兴趣的朋友，不妨DIY试试。下面把仿真优化后的数据提供给大家，供大家DIY参考：

　　注意，用上面提供的数据DIY这款mini背射天线，在使用时要调整一下方向，要把筒口上扬30度。因为它的辐射方向下垂了30度。

lijiqing

沙发自己占。

zgwxlt69

这个感觉比较难找材料，还不如搞个sk的终极双菱

80186

非常感谢！！
    一直想学学4nec，不知为什么一直报错，只有叠双菱和小于7单元的八木勉强对付，线段一多就不行，想这样复杂的结构就不敢想了。不知有没有正版和盗版问题？有空要好好向你求教一下。
    原《mini背射》完全是一个心血来潮的产物。那天早餐把那肉松夹面包吃完后本来要把罐子丢了，看到它挺可爱的，就趁老婆做中午饭的时间捣鼓了它。当时也没有认真计算波导中的波长（人工计算太难了），只是用三角尺简单的量了一下（三角尺顶部有2 3mm余量）就把它捣鼓出来了，试一试还不错，就把它写出来了。不过回想起来到比较接近你优化后的数据呢。好在那种罐子我很多，有空按你那数据试试。
    看了你的结论有一点不明白，一起讨论一下：
1、四分之一波长在罐子中的长度43.9mm，还是与该罐子直径比较匹配。说明4nec是可以信任的。
2、方向图有30度的下潜有一些不明白，不知道为什么？

lijiqing

回复 6# 80186

    这个4NEC2仿真软件我也是学习之中，我觉得用它仿真线天线还是非常不错的。德拉甘先生设计的很多天线，比如长城天线，角反射器天线等等，都是用它完成仿真优化的。我也学习试用了HFSS仿真软件，我觉得hfss在仿真面天线方面很强。但是仿真线天线，还是4NEC2好用。国外很多天线大家都是用4NEC2仿真天线的。这个4NEC2，是免费的，所以我觉得好像不存在正版和盗版的问题。
    原来仿真罐头天线，我采用线栅建模，非常耗费时间，电脑配置要求也很高。现在学会了用patch建模铁皮罐，虽然建模比较麻烦，但是仿真和优化起来比较节省时间和电脑资源。以后我们多交流使用心得。
    你设计的这个mini背射天线，我觉得确实是一款好天线。我仿真了N个铁罐天线，增益大部分都在6 、7、8dBi  。这个mini背射达到11db增益，我认为很难得。之所以提高了3-4db的增益，我以为就是那个反射振子的作用。
    至于那个方向图下垂30度，我觉得是反射振子的缘故。因为去掉反射振子，方向图就不再下垂了。我想可能是因为反射振子把罐口下半部分遮挡了一部分，所以信号大部分从罐口上半部辐射出来，上罐壁的反射就使方向图指向下方。

80186

回复 7# lijiqing


  ”我想可能是因为反射振子把罐口下半部分遮挡了一部分，所以信号大部分从罐口上半部辐射出来，上罐壁的反射就使方向图指向下方。”很受启发！！
    估计按圆筒天线的设计把罐子长度提高到四分之三波导波长后，会有点改善？有空试试？

影妩媚

来学习学习

lijiqing

回复  lijiqing


  ”我想可能是因为反射振子把罐口下半部分遮挡了一部分，所以信号大部分从罐口上半部 ...
80186 发表于 2010-5-2 11:07

    完全同意。把罐子加长，估计会改善方向图下垂的问题。
你这个罐子是短了点，你看，优化结果，反射振子都快出了罐沿了。

quanshao

信号大部分从罐口上半部

速魂

先顶了。。
准备动手做。
嘿嘿！

gyz6563

学习了,也尝试一下,

yp250

学习了,也尝试一下