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八木天线的FEKO仿真与优化Simulation And Optimization Of Yagi Antenna赵工（深圳518001）摘要：从折合振子开始，通过一步步增加无源振子，并使之成为发射器或引向器，并不断使用FEKO优化各无源振子长度及相邻振子之间的间距，使组成的八木天线达到最佳方向性和端射的最大增益。
关键字：FEKO折合振子无源发射器无源引向器FEKO优化Abstract：Added a parallel conductor rod to a folded dipole antenna will change the directivity and gain of the antenna.Step by step,more passive rods added in the antenna and constituted a traditional Yagi antenna.Optimized the distance of two rods and the length of every rod to get the best directivity and maximum gain.Key Words:FEKO,Yagi antenna,director elements,reflector,optimization1.概述：八木天线，是一种结构相对简单的方向性天线，常用作室外电视接收天线或测向天线。
因为是由日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发明，所以被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。
八木天线一般是由一根连接馈线的有源振子和多个无源振子平行排列组成，其中一根无源振子比有源振子略长，放在天线的一侧，称为反射器，而其他的无源振子则比有源振子略短，放在有源振子的另一侧，称为引向器。
加上反射器与引向器的八木天线，其中心频率点的输入阻抗比单独一根有源振子的阻抗大大降低，所以一般使用阻抗较高的折合振子作为有源振子。
一种八木天线的优化设计方法许海堤, 傅 光(西安电子科技大学 天线与电磁散射研究所 陕西 西安 710071)摘 要: 介绍了基于矩量法的N EC 分析八木天线的原理和单纯形法的基本原理, 并将两者结合起来提出了一种适合 工程中使用的优化设计方法。
数值结果表明该方法是行之有效的。
关键词: 单纯形法; 八木天线; 优化; N EC中图分类号: TN 823+ 117文献标识码: B文章编号: 1004 373X (2003) 22 045 03A M ethod for Opt im iza t ion D es ign of Yag i uda An tennaXU H aidi , FU Guan g(R esearch Institute of A ntennas and EM Scattering , X idian U niversity , X i ′a n , 710071, Ch ina )Abstract : T he theo ry u sed in the analy sis o f the Yagi uda an tenna of N EC w h ich is based on m etho d of mom en t (mom ) an d the sim p lex are b riefly in t roduced in th is paper 1 A m etho d w ith the com b inat io n of the sim p lex and m etho d of mom en t is in t r od u ced fo r the design of Yagi uda an tenna 1 T he num erical resu lt show s its validity 1Keywords : sim p lex ; Yagi ; op t im izat io n ; N EC1 引 言八木天线[ 1 ] 是一种常用的天线形式, 由于其结构g ( r , r ′) = exp (- j k | r - r ′| ) ƒ| r - r ′|(3) k = ΞΛ0 Ε0 (4) 简单、 造价低廉, 在实际工程中得到广泛应用。
八木天线的FEKO仿真与优化Simulation And Optimization Of Yagi Antenna赵工（深圳518001）摘要：从折合振子开始，通过一步步增加无源振子，并使之成为发射器或引向器，并不断使用FEKO优化各无源振子长度及相邻振子之间的间距，使组成的八木天线达到最佳方向性和端射的最大增益。
关键字：FEKO折合振子无源发射器无源引向器FEKO优化Abstract：Added a parallel conductor rod to a folded dipole antenna will change the directivity and gain of the antenna.Step by step,more passive rods added in the antenna and constituted a traditional Yagi antenna.Optimized the distance of two rods and the length of every rod to get the best directivity and maximum gain.Key Words:FEKO,Yagi antenna,director elements,reflector,optimization1.概述：八木天线，是一种结构相对简单的方向性天线，常用作室外电视接收天线或测向天线。
因为是由日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发明，所以被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。
八木天线一般是由一根连接馈线的有源振子和多个无源振子平行排列组成，其中一根无源振子比有源振子略长，放在天线的一侧，称为反射器，而其他的无源振子则比有源振子略短，放在有源振子的另一侧，称为引向器。
加上反射器与引向器的八木天线，其中心频率点的输入阻抗比单独一根有源振子的阻抗大大降低，所以一般使用阻抗较高的折合振子作为有源振子。
本科课程设计报告课程名称：微波技术与天线设计项目：设计二：八木天线的仿真设计设计二、八木天线的仿真设计一、八木天线简介八木天线又称引向天线，是上个世纪二十年代，日本东北大学的八木秀次和宇田太郎两人发明的。
八木天线通常由一个有源振子、一个反射器及若干个引向器构成，反射器与引向器都是无源振子，所有振子都排列在一个平面内且相互平行。
它们的中点都固定在一根金属杆上，除了有源振子馈电点必须与金属杆绝缘外，无源振子则都与金属杆短路连接。
因为金属杆与各个振子垂直，所以金属杆上不感应电流，也不参与辐射。
引向器天线的最大辐射方向在垂直于各个振子且由有源振子指向引向器的方向，所以它是一种端射式天线阵。
均匀六元八木天线示意图如下：图1 六元八木天线示意图八木天线的优点是结构简单、馈电方便、重量轻、便于转动，并有一定的增益。
缺点是颇带窄，增益不够高，因此常排成阵列使用。
它在超短波和微波波段应用广泛。
图2 九单元数字电视八木天线二、八木天线工作原理有源振子被馈电后，向空间辐射电磁波，使无源振子中产生感应电流，从而也产生辐射。
改变无源振子的长度及其与有源振子之间的距离，无源振子上感应电流的幅度和相位也随之变化，从而影响有源振子的方向图。
若无源振子与有源振子之间的距离小于1/4波长，无源振子比有源振子短时，整个电磁波能量将在无源振子方向增强；无源振子比有源振子长时，将在无源振子方向减弱。
比有源振子稍长一点的称反射器，它在有源振子的一侧，起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；比有源振子略短的称引向器，它位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向发射出去的电波。
通常反射器的长度比有源振子长4~5%，而引向器可以有多个，第1~4个引向器的长度通常比有源振子顺序递减2~5%。
引向器的长度相同、间距相等的八木天线称为均匀引向八木天线，其特点是天线的主瓣窄，方向系数大，整个频带内增益均匀。
而当八木天线各个引向器的长度不同，间距亦不相等时叫做非均匀引向八木天线，其特点是天线的主瓣较宽，方向系数较少，工作频带内增益不均匀，但工作频带较宽。
八木天线的设计仿真与测试的开题报告引言目前，随着通信技术的发展，无线通信在我们的生活中变得无处不在。
因此，对于无线通信天线技术的研究得到了越来越多的关注。
八木天线是一种非常重要的天线设计，它以其优秀的性能，被广泛应用于卫星通信、移动通信、广播电视等领域。
本文将面向开展八木天线的设计仿真与测试的研究工作，探讨八木天线的原理、设计流程、仿真分析以及测试实验。
一、八木天线原理八木天线是由日本的八木秀次教授于1924年发明的。
它是一种折叠衍射天线，由多个元件组成，其中主要包括驱动器、反向器和马鞍形反射器。
八木天线的原理基于电磁波反射和折射的知识，其结构示意图如图1所示。
图1 八木天线结构示意图在八木天线中，驱动器发出的电磁波会经过反向器以及一系列衍射元件，最终聚焦到马鞍形反射器上。
反射器将其反射回来，再经过衍射元件和反向器折射出去，形成辐射波。
八木天线的优点在于，它能够提高信号的增益和方向性，同时还能使信号的频率响应宽带化。
二、八木天线设计流程在进行八木天线的设计前，需要预先确定工作频率范围、增益要求、辐射方向等关键参数。
在此基础上，八木天线的设计流程一般包括以下几个步骤：1.确定驱动器类型和位置驱动器是八木天线的核心部分，通常采用同轴电缆驱动器或异轴电缆驱动器。
在确定驱动器类型后，需要进一步确定其位置在反射器的何处，这个位置通常在反射器中心的高度上。
2.反向器的位置和大小反向器在八木天线中扮演着重要的反射作用，所以其位置和大小需要合理设计。
一般来说，反向器的凹面部分应该朝向天线的前方。
3. 衍射元件的设计衍射元件是八木天线中的另一个重要组成部分，它们的作用是将波束聚焦到反射器上。
在设计衍射元件时，需要注意选择具有良好电学性能和机械稳定性的材料，比如玻璃纤维等。
4.反射器形状的设计反射器的设计形状通常是马鞍形，但是具体的形状参数需要根据不同设计要求进行调整。
在确定反射器形状后，需要进行仿真分析，优化参数，在实验中得到最优性能。
大线的基本理论幽２－５折合振子示意图图２－４半波偶极子的方向图２．２．２天线主要参数前面已经讲过，天线的基本功能是能量转换和定向辐射，天线的电参数就是能定量表征其能量转换和定向辐射的量。
天线的电参数主要有方向图、方向性系数、主瓣宽度、旁瓣电平、增益、天线效率、极化特性、驻波比、频带宽度、和输入阻抗等。
下面根据本文的研究重点对于天线的方向性系数、方向性图、天线增益和驻波比逐一做详细介绍。
一、方向系数Ｈ１。
方向性系数是一个用数字定量的衡量天线辐射电磁能量集中程度的参数，又称方向性增益。
它定义为在相同的辐射功率下，某天线产生于某点的功率通量密度与理想点源天线产生于同一点的功率通量密度的比值。
设某天线与理想点源天线的辐射功率密度分别为最和足。
，此天线在最大辐射方向１的功率通量密度和场强分别为ｓ。
和五＿，理想点源天线的功率密度与场强密度Ｓ。
和￡。
，则天线的方向性系数Ｄ为：ｃＪＦ２ＩＤ一＝卫ｌ一＝引…（２．”）５０ＩＢ．，０￡ｉｋ．是．方向性系数还可以这样来定义：在最大辐射方向的同一接收点电场强度相同的条件下，理想点源的辐射功率与有方向性天线的总辐射功率的比值，称为该天线在该点的方向性系数，即：Ｄ。
鱼ｆ是ＩＬ．岛由定义可知，由于天线在个方向辐射强度不同，Ｄ的值也随方向而异。
在辐射最强的方向上Ｄ的数值最大。
通常所说的某天线的方向系数，如果没有特别指明是哪个方向的，则都是指最大辐射方向的方向系数。
由定义可以看出，所有实际天线的方向性系数都大于１。
下面由式（２．２７）来计算天线的方向性系数的具体表达式。
仍取图２．２，若天线置于原点，取球坐标北京交通人学硕十论文３．１感应电动势法图３—１引向天线及坐标感应电动势法ｆ４】将引向天线看作幅度与相位都不均匀的端射离散直线阵，如图３，１所示的坐标系，对于图中的ｎ元引向天线，振子１为反射振子，振子２为有源振子，振子３到ｎ为引向振子，各振子的总长度分别为２ｆ。
，砬，笤，¨，现，各振子距振子１的距离分别为ｄ：，ｄ，，．．．，ｄ。
智能智造与信息技一种超短波宽带八木天线的仿真与设计王子华1刘玉龙1段常青2何绍林1（1.中国电波传播研究所山东青岛266107；2.中国电子科技网络信息安全有限公司四川成都610041）摘 要：本文设计了一种工作在超短波波段的宽带八木天线，使用电磁仿真软件FEKO建模计算，通过馈电振子与引向器近距离耦合的方式改善天线的阻抗特性，使天线在VSWR<2.5条件下的带宽达到了22%。
相比于常规的八木天线，该设计将八木天线的带宽提高了1倍，给出了4种天线型式的仿真结果，并进行了对比，清晰地展示了设计的思路和过程，并对比了带宽提高前后天线的方向图和增益，分析了天线结构改变对天线方向性性能的影响。
关键词：八木天线宽带FEKO近距离耦合中图分类号：T N823.17文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(c)-0101-04 Simulation and Design of an VHF Broadband Yagi-Uda AntennaWANG Zihua1LIU Yulong1DUAN Changqing2HE Shaolin1(1.China Research Institute of Radiowave Propagation, Qingdao, Shandong Province, 266107 China;2.ChinaElectronics Technology Cyber Security Co., Ltd., Chengdu, Sichuan Province, 610041 China) Abstract: A broadband Yagi-Uda antenna working in VHF with broadband is designed and simulated with the electromagnetic software of FEKO. The impedance characteristics of the antenna are improved by means of close coupling between the feed dipole and the deflector, so that the bandwidth of the antenna under the condition of VSWR<2.5 can reach 22%. Compared with the conventional Yagi-Uda antenna, the bandwidth of the Yagi-Uda antenna is doubled by this design. The simulation results of four antenna types are presented and compared, which clearly shows the design ideas and process. The pattern and gain of antenna before and after bandwidth improvement are compared, and the influence of antenna structure change on antenna directivity is analyzed.Key Words: Yagi-Uda antenna; Broadband; FEKO; Close coupling八木天线又称引向天线，广泛应用于米波（超短波）和分米波的通信、雷达、电视、测向、导航领域。
八木天线的设计仿真与测试一、本文概述本文旨在深入探讨八木天线的设计、仿真与测试。
八木天线，又称作Yagi-Uda天线，是一种广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域的定向天线。
其高效、紧凑和易于调整的特性使得它在众多天线类型中脱颖而出。
本文首先将对八木天线的基本原理和结构进行概述，接着详细介绍其设计过程，包括天线元素的选择、尺寸优化以及馈电方式等。
随后，本文将阐述如何利用仿真软件对八木天线进行性能预测和优化，这包括电磁场仿真、S参数分析、辐射方向图计算等关键步骤。
本文将介绍八木天线的实际测试方法，包括测试环境的搭建、测试设备的选择以及测试结果的分析和解读。
通过本文的阐述，读者将对八木天线的设计、仿真与测试有一个全面而深入的理解，为实际工程应用提供有力的技术支持。
二、八木天线设计基础八木天线，也称为Yagi-Uda天线，是一种定向天线，以其高效、紧凑和易于构造的特性而广泛应用于无线通信系统中。
其设计基础主要包括天线振子的排列、相位控制和馈电方式等方面。
八木天线由一根驱动振子（Driven Element）和若干根反射振子（Reflector）与引向振子（Director）组成。
驱动振子负责接收或发射电磁波，而反射振子和引向振子则通过调整与驱动振子的相对位置和相位，来改变天线的辐射特性。
反射振子通常位于驱动振子的后方，用于抑制后向辐射，提高天线的前向增益。
引向振子则位于驱动振子的前方，用于增强前向辐射。
相位控制在八木天线设计中至关重要。
通过调整各振子间的相位关系，可以控制天线的波束指向和宽度。
通常情况下，反射振子与驱动振子之间的相位差为180度，以产生反向电流，抵消后向辐射。
而引向振子与驱动振子之间的相位差则逐渐减小，以产生同向电流，增强前向辐射。
八木天线的馈电方式通常采用同轴电缆或波导。
馈电点的位置对天线的性能有重要影响。
通常，馈电点位于驱动振子的中点，以保证电流的均匀分布。
馈电线的阻抗匹配也是设计的关键，以确保最大功率的传输。
课设报告课程名称：微波技术与天线课设题目：八木天线的仿真设计课设地点：专业班级：学号：学生姓名：ALXB指导教师：年月日八木天线的仿真设计一、八木天线的结构及工作原理八木天线也叫做“引向天线”、“八木宇田天线”(Yagi-Uda antenna)、“寄生天线”，是一种定向天线。
这种天线是1928年由日本天线专家八木秀次和宇田太郞两人设计的。
八木天线的结构它由一个有源振子及若干无源振子组成的线形端射天线。
其结构示意图如下，在无源振子中较长的一个为反射器，其余的均为引向器。
八木天线示意图八木天线是基于普通的偶极天线发展而来的。
最简单的三单元八木天线由一位于中间的一根长度为半波长的偶极天线（有源振子）和位于偶极前后的引向器和反射器构成。
其中引向器的长度为略小于半波长，反射器的长度为略大于半波长，具体长度依据实际使用时的情况而定。
反射器与振子、振子与引向器之间的距离为四分之一波长。
增加引向器的数量可以增强天线的方向性和增益，但也会降低带宽、增加天线耦合难度。
引向器间的距离也为四分之一波长，距离振子越远，引向器应在前一引向器基础上再短一些。
也有采用多个有源阵子的八木天线。
工作原理八木天线的工作原理是：引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。
此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90°；引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号迭加，得到加强。
反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90°，再加上辐射到主振子过程中又滞后90°，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°，起到了抵消作用。
一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。
发射状态作用过程亦然。
本设计就是基于八木天线的基本理论的基础上，设计一个六元八木天线。
