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磁天线的效率太低啦,我该怎么办呢?

05-08
本人做的课题是中短波磁天线设计,设计的是2兆的天线,看了很多书,因为有尺寸要求开题就选择了铁氧体磁天线,这一研究不要紧,辐射效率低的发指,计算出来才0.00005%,但是为什么还说它通常用来实现中短波接收比1-2米的鞭天线效果好呢。尺寸是200mm长,10mm宽,60圈
越学越混啦,请高人解惑。
我后来没找了接了一级放大,但又能提高多少呢,郁闷

印象中,这个波段上的天线不是用传统微波天线的指标(增益、方向图等)来衡量其性能的,而是用接收场强(微伏/米,乘以有效长度等于接收电压)。可以参阅藤本共荣《移动天线系统手册》里面关于汽车车窗接收天线(汽车收音机用AM-FM接收天线)的描述。
所以你把接收场强,乘以磁棒天线的等效长度(跟匝数、骨架直径、铁氧体的介电常数与导磁率有关),接收电压会比单纯的拉杆天线大,这就是AM-SW收音机都采用磁棒天线的结果。
当然,天线电尺寸越大,接收效果越好。比方说1970年代上海产“海燕牌”双波段晶体管收音机,它有附加天线插孔,可以通过插孔外加导线,连接到水龙头铁管上,这样就等效增加短波天线的尺寸来改善接收效果(有人会觉得:水管明明是根“地线”啊,怎么接收信号?这其实是不准确的说法,毕竟短波信号是高频交流电、而不是直流,它没有统一的参考零电位,于是也就没有“接地”的讲法,“地线”实际上就是“天线”了)。至于拉杆天线,那都是FM调频广播、VHF/UHF电视的事情了,这时候的频率高得多了,用拉杆自然更方便省事。
具体设计我没有做过,但多看点老书,玩玩小家电,总不会全错。电小天线的理论很丰富,不妨关注一下朱兰成-哈林登极限,McLean极限的论文。以后估计自己也要这么做。
如果你这个课题不是简单的工程设计、而是学位论文,那么光靠商用软件的仿真还可能行不通。换了我来做,我会跟老板要点钱,到市场上淘几根老镍锌磁棒回来,还有一个7短波段的德生收音机,动手做做实验,再找些电小天线理论的论文来看看,边玩边学。
随口扯扯的,等待更懂行的大佬来接力。

谢谢,楼上的说的好。说实话老书我也看了一些,我买了几根锰锌的,正在做。商用软件的仿真确实很难实现,但写论文主要是理论再仿真最后实现。

锰锌的效果不怎么好吧,初始磁导率太高.
小编的天线做出来了没?想学习学习!

光仿真写论文啦,线圈缠了,放大器板子也做了,最后着急答辩就没去测。主要是有的材料买不到和论文里一致的,测了也没说服力。

以后我就不做天线这方面的啦,推荐一个网址看看有没有帮助。
锌锰天线的:(我以前还能上去,现在不知什么问题上不去了,你试试吧)
http://www.zen22142.zen.co.uk/Circuits/rf/swrfamp.htm
http://www.sentex.ca/mec1995/circ/activant2.html
http://www.rf315.com/2/16/277.html
低噪声晶体管
http://cn.triquint.com/prodserv/types/discrete_fets/low_noise.cfm
环天线
http://www.cqcqcq.net/read.php?tid=81570&keyword=%D3%D0%D4%B4

磁天線的效率太低啦,我該怎麽辦呢?
依照磁天線原理,它的優勢就是尺寸只有大約四分之一波長的十分之一,接收效能與四分之一波長垂直天線相當,但是居於實際的製作工藝性,效率會遠比預估的低一些,不過適當地加長些,便可以彌補效率之不足。下列網址有中波茨天線的概述:
http://en.wikipedia.org/wiki/Crossed_field_antenna
自己曾經以手製方式,試驗了DTV(中心頻率600MHz)接收天線,發現其頻寬太小,而且效率也太低,之後自己下個結論:磁天線可用於低頻來改善傳統因為需要大尺寸的天線,之前之所以被磁天線吸引,是因為小時候看過AM接收天線,一根長竹桿上戴了一個帽子狀的網(電容帽),這個經驗勾引我去嘗試磁天線。根據上列網址,已經有許多的商業AM用途,可以根據參考資料去追蹤。
關於磁天線,自己有個主觀性的結論:
1)有利於運用在低頻,因為它有尺寸上的優勢。
2)可從接收天線開始,因為發射天線需要面對大功率的問題。
3)太空研究應用。(之前有低軌微衛星{尺寸只有30cm立方}要做VLF的實驗,就曾面臨到天線的問題)
至於不管是研究或嗜好,都可以從AM或者是SW開始,甚至也可以從LORAN-C或者是LF廣播,歐洲有許多LF廣播,包括蘇聯,在某些條件下,都可以做這方面的接收,自己有很多這方面的經驗,另外60K的標時訊號或者是100K的LORAN-C,也都可以嚐試,至於短波廣播,那就更方便了。



  • 太空研究應用这个很有意思,5楼的设备很全呀。

    有個理論是,VLF可以在地表與電離層間的共振腔做傳播,因此在業餘無線電衛星的實驗中,就有人好奇要驗證這個理論,於是在微衛星上做LF訊號發射,以試驗這個理論,但是衛星不能使用長天線(因為有自轉),於是就有人想出使用磁天線。
    其實在LF電波傳導上,還有一些聽來有趣的題目,例如預測地震,利用觀察地波傳導的變化,來預測地震。原因是,地震前地皮會因為釋放某些氣體而影響了LF的地波傳導。
    因為自己很喜歡動手設計與製作電子裝置,尤其是接收機,也因此而網羅了一些商品的東西,來做研究,改善,比較等。

    效率和尺寸有关, 一般尺寸越小, 效率越低, 但有的结构能提供不错的效率

    磁天線用作卫星的发射天线是不是效率太低了。不过LF频段也只有它能做到很小啦,MnZn的磁导率在低频段是很高的,但随着频率的增加他的损耗也就增加,效率也就下降了,可以说这种磁性材料的频率与初始磁导率的乘积应该是一个定制吧,至少成反比关系两者相互制约。如果在材料上能有突破的话,天线的性能就会更好吧。从铁棒到MnZn、
    NiZn、MgZn,现在又有人研究了铁氧体混合新型材质(姑且这么叫吧),由其合成的基片可以用于20MHz-100MHz的天线。(Petrov,Tatarenko,Pandey.et al.   Miniature antenna based on magnetoelectric composites[J] .Electronics Letters,VOL. 44,2008)

    镍锌在短波段应该比锰锌常用吧,但是导磁率只有十几、二十的样子。
    虽然没有机会深入实践这个波段上的东西,但自己一直以来对电感和铁氧体、铁粉体线圈的问题很感兴趣。还在读书的时候,曾用过方波激发RL串联电路的办法来测量低频铁粉芯电感线圈的数值,发现测得的电感值很不准确:激励功率小了,电感没有进入近似线性工作区;功率大了,磁芯又会进入饱和区。因此有过这个经历以后,就对铁氧体、铁粉体构成的天线能否胜任发射天线抱有疑问,但总觉得还是有可能的。

    下面是我設計及製作的一只磁天線,目標是DTV接收,目前性能與效果還不是很滿意。


    这个东西,是不是就是理论上学的磁偶极子呢?
    对应于电偶极子的呢?
    看上去真有意思,学习天线几年了,可是我还没做过天线,一直都很羡慕可以动手做的人。好崇拜你们

    说一说我的经验吧。短波天线很难做,通常都使用磁环或磁介质,里面最大的问题是磁介质的选择,曾经做了一个天线,驻波很好,但没效率,后来发现是磁环把能量都以热的方式消耗了。不知你这个天线是不是也是这个问题。

    磁天线也叫电小环天线,其总长度小于波长的0.2倍,辐射效率很低。
    辐射效率由辐射电阻和损耗电阻组成。单匝的线圈的辐射电阻是很低的,损耗电阻(一般有趋附效应产生欧姆电阻)较大,辐射效率很低,但是多匝后,除了匹配效率会提高外,辐射电阻将以平方倍增加,但是损耗电阻随长度线性增加,故辐射效率会大大提高。采用高导磁的铁心能使得辐射电阻按3/2次方增加,而损耗电阻按平方根增加,故辐射效率会很大的提升。

    问一下小编,是用什么软件仿真的?准确性如何?
    可以用来仿两个磁棒之间的耦合不?

    这个帖子里好多真正的大牛啊。

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