八木天線

八木天線,從左到右分別是反射器、激勵元和引向器
魚骨天線

八木-宇田天線,也稱為「引向天線」,是一種定向天線。這種天線是1928年由日本天線專家八木秀次宇田新太郎兩人設計的。

用於接收電視信號的所謂「魚骨天綫」其實也是八木天線的一種,因為這種天線往往使用了較多的引向器,所以看起來像是魚骨而得名。[1]

因為八木天線具有增益高、方向性強、結構簡單的優點,它被廣泛應用在無線電測向和長距離無線電通信。但是,若使用八木天線以收看類比電視,容易受天氣及地形環境所影響,導致電視畫面出現雪花、殘影等的現象。

結構

八木宇田天線是基於普通的偶極天線發展而來的。最簡單的三單元八木天線由一位於中間的一根長度為半波長的偶極天線(有源振子)和位於偶極前後的引向器和反射器構成。其中引向器的長度為略小於半波長,反射器的長度為略大於半波長,具體長度依據實際使用時的情況而定。反射器與振子、振子與引向器之間的距離為四分之一波長。增加引向器的數量可以增強天線的方向性和增益,但也會降低帶寬、增加天線耦合難度。引向器間的距離也為四分之一波長,距離振子越遠,引向器應在前一引向器基礎上再短一些。也有採用多個有源振子的八木天線。[2]

原理

以三單元(單元數為引向器、反射器、振子數目之和)八木天線為例。反射器略長於半波長,因此呈感性,其感應電流滯後於感應電動勢90°。振子位於反射器前方四分之一波長處,其感應電動勢超前反射器的感應電動勢90°,而因為振子諧振,所以振子的電動勢同電流同相。因此振子電流超前反射器電流180°,而反射器電流所感應出的磁場落後電流90°,感應磁場在振子上感應的電動勢比磁場本身落後90°。最終,反射器在振子上的感應電動勢同振子自身的感應電動勢同相,二者疊加增強。引向器也依據類似的原理加強了振子的感應電動勢。[3][4]

歷史

東北帝國大學的宇田新太郎最早設計了這種引向天線,他的導師八木秀次也幫助設計和測試了這種天線。1926年宇田將這篇論文投到了日本的無線電雜誌上,但反應不大。1928年八木秀次訪問美國時,將宇田的論文翻譯成了英文並在電氣工程師學會上發表(THE PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF RADIO ENGINEERS),受到了歐美無線電行業的關注。因為英文論文八木的署名在前,所以這種天線往往被稱為八木宇田天線或是簡稱為八木天線。[5]這之後,八木天線被運用在短波通訊等領域。二次世界大戰中,隨著無線電技術的迅速發展,八木天線的應用更加廣泛,如作為夜間戰鬥機使用的雷達之一。

ME110夜戰型上的機頭雷達

然而在日本國內,八木天線並未得到應有的重視,直到日軍在新加坡發現了英軍雷達技術人員關於八木天線的記載,他們才意識到其價值。戰後,八木天線被各國作為電視傳輸天線使用。[6]

相關條目

參考資料

  1. ^ 天线”原来是这样的. [2020-12-20]. (原始內容存檔於2019-05-08). 
  2. ^ 八木天線製作[永久失效連結]
  3. ^ 調頻廣播接收八木天線的原理、製作與調整 [永久失效連結]
  4. ^ The Yagi antenna. [2009-12-12]. (原始內容存檔於2018-07-24). 
  5. ^ Yagi Antenna Invention. [2009-12-11]. (原始內容存檔於2009-06-22). 
  6. ^ Hidetsugu Yagi Yagi Antenna. [2009-12-12]. (原始內容存檔於2009-04-22). 

參考文獻

外部連結

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