蛛网天线

自制无线路由器定向天线（锅盖版）自制无线路由器定向天线锅盖版。

住在公司对面的楼上中间一条宽阔的马路下班回去后夜生活过于单调于是乎决定买个无线路由器丰满自己的夜生活可谁曾想买来拿回去一试 OH MY GOD！信号飘忽在一到三格之间挪动本子就会掉线十分苦恼以为自己买的路由器有问题心里对商家以及厂家狠狠的诅咒了一番后来上网研究了研究再针对自己所处的地形发现问题出在路由器的安放位置和这一道道的墙上公司与宿舍之间的马路约有五十米而且中间的四道墙犹如天险一般不可逾越路由器我错怪你了。

在上网查阅如何增强无线路由器信号的时候偶然看到了一位大侠自己DIY路由器定向天线据说能将信号传输到两百米开外觉得很是神奇于是乎在网上大肆搜罗关于DIY天线的资料网上的诸位大侠们果然了不起有用奶粉罐子的有用大漏勺的还有用蚊香盘子的看的人心潮澎湃毅然决定自己也来搞一个无线路由器定向天线巧妇难做无米之炊首先来介绍所需的材料及其工具所需材料： 1：锅盖一个（反射面主体）本人的锅盖是在路边小摊五块钱淘来的直径：265mm深度：40mm正中：5mm孔一个厚度：0.5mm材质：看着像不锈钢感觉是白铁皮咬起来硬硬的确定是金属。

这么看着有点像个王八壳子2：监控器支架（或废旧台灯底座）看着本人床头那盏明亮的台灯每晚消耗自己照亮他人实在舍不得下手把它弄残一次路过买监控器的店时突然发现监控器底座非常适合做我的天线底座很好的组合八块钱拿下高度：250mm管壁厚度：1mm底座：一个直径为90mm正中带有15mm螺纹孔的圆盘一端有万向节加工前忘记照了这个是从网上搜来的看上去比我八块钱买的好点3：同轴电缆若干（链接天线与路由器）在找同轴电缆时碰到了有线电视用的同轴电缆做监控器的同轴电缆还有网上那种比较细的本人选择的是监控器专用的SYV75-3电缆原因便宜 8毛钱一米本人买了五米数据：75Ω射频同轴电缆护套：黑色PVC还是忘了照了这也是从网上搜来的4：SMA公头转接线四根（改造路由器及其他）这个东西是影响工程进度最大的配件了为了它本人转遍了偌大的杭州城去了传说中的时代电子市场但他们居然星期天休息（一个市场星期天休息？）最后在半道红找到但价钱太贵最后没办法只好在网上购买质量很不错到货也很快两根长120mm用于改造路由器两根长300mm用于连接发射器这个也是网上搜的哈哈5：白铁皮一张（用于加深反射面的深度）本人的白铁皮是从一个废旧的授权牌上拆下来的或者选择找几个王老吉罐子剪开弄平也行这个东西不要钱长：200mm宽：120mm厚：0.5mm裁剪为：长200mm宽40mm规格可裁剪三块一长边倒圆角怕上火喝王老吉。

2.4G WiFi 天线的DIY试验初学者型奶粉罐天线一、选型先上网收集天线资料，看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门！有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。

经过再三筛选，最终把制作目标锁定在罐头天线上。

选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高！十分适合初学者制作。

二、制作圆筒天线之所以取材方便，是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。

笔者就是随便拿了一个奶粉罐制作的。

下面是参照外国WIFI网站的图片而画的制作图。

各数据如下：中心频点＝2.445G圆筒直径＝127mm圆筒长度＝111mm振子长度＝31mm振子距圆筒底部边距＝37mm从图片可以看出，馈线的屏蔽网连接金属圆筒，信号通过圆筒反射到振子上，当然振子就是馈线的芯线了，芯线与金属筒是绝缘的，这点必须注意！在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时，笔者加入了自己的想法：很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座，然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头，用于连接。

但笔者觉得虽然该方法对使用十分方便，但同时也对信号造成了损耗（估计1－2DBI），尤其在2.4G 的频段更加明显！因此，mr7决定把屏蔽网直接焊在圆筒上（焊接前先把外壳打磨光滑），而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。

这样一来把损耗减到最低。

有点专线专用的味道了！建议大家最好在焊接前找根直径稍比馈线粗一点的小铜管和热缩套管，先把铜管套在馈线上，然后跟屏蔽网一起焊牢在金属圆筒的外壳上，然后用热风筒把热缩套管来回吹多次，把馈线固定在铜管上，这样一来可以很好的减低由于调节天线时给馈线和振子带来的影响！馈线笔者是选用双屏蔽的RG-58电缆，接头是SMA母头，用于接在WIFI的AP上面。

一般来说馈线直径越粗越好，而且长度要尽量短，不然馈线过长所造成的损耗比天线增益还大，失去DIY的意义！笔者使用的馈线直径由于比较小，所以长度取在1米这个数值。

中国空间科学技术A u g.25 2022 V o l .42 N o .4 111-119C h i n e s e S p a c e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yI S S N 1000-758X C N 11-1859/V h t t p :ʊz g k j.c a s t .c n D O I :10.16708/j.c n k i .1000-758X .2022.0058考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计韩若宇1,何柏岩1,聂锐1,*,范叶森2,马小飞21.天津大学机械工程学院,天津3003542.西安空间无线电技术研究所,西安710100摘 要:网状天线服役于高低温㊁强辐射的复杂太空环境,其热变形是影响天线在轨性能的重要因素㊂目前的设计方法均为常温下的索段预应力配置,难以计及服役环境对天线在轨性能的影响㊂通过在索网模型中引入温度载荷,建立了以常温下索段参数为变量,以服役环境下的索网形面精度和张力分布为目标及约束条件的索网优化模型,从而在设计之初充分考虑服役热环境下的天线性能,改善天线在轨精度和张力分布㊂分析了天线运行轨道热环境,计算了天线在不同轨道位置的温度场;基于非线性有限元理论,建立了网状天线热结构模型,形成了考虑温度效应的索网找形及优化设计方法;开展了面向天线服役性能的索网优化设计㊂优化结果表明,该方法有效提高了天线在轨运行时的性能,可为考虑服役环境的网状天线优化设计提供方法和思路㊂关键词:网状天线;温度场;形面精度;张力分布;优化设计中图分类号:V 447 文献标识码:A收稿日期:2021-11-11;修回日期:2022-01-13;录用日期:2022-02-19;网络出版时间:2022-03-14 09:42基金项目:国家自然科学基金(52175027,52175242,51775369)*通信作者.E -m a i l :n i e r u i @t ju .e d u .c n 引用格式:韩若宇,何柏岩,聂锐,等.考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计[J ].中国空间科学技术,2022,42(4):111-119.H A N R Y ,H E B Y ,N I E R ,e t a l .O p t i m i z a t i o n d e s i g n o f m e s h a n t e n n a c o n s i d e r i n g t h e r m a l d e f o r m a t i o n i n s e r v i c e [J ].C h i n e s e S pa c e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2022,42(4):111-119(i n C h i n e s e ).O p t i m i z a t i o n d e s i g n o f m e s h a n t e n n a c o n s i d e r i n gt h e r m a l d e f o r m a t i o n i n s e r v i c eH A N R u o y u 1,H E B a i ya n 1,N I E R u i 1,*,F A N Y e s e n 2,M A X i a o f e i21.S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,T i a n j i n U n i v e r s i t y ,T i a n ji n 300354,C h i n a 2.X i 'a n I n s t i t u t e o f S p a c e R a d i o T e c h n o l o g y,X i 'a n 710100,C h i n a A b s t r a c t :M e s h a n t e n n a s s e r v e i n h a r s h s p a c e e n v i r o n m e n t s w i t h e x t r e m e t e m pe r a t u r e s a n d i n t e n s e r a d i a t i o n .T h e r m a l d ef o r m a t i o n i s a n e s s e n t i a l f a c t o r t h a t a f f e c t s t h e p e r f o r m a n c e s o f m e s h a n t e n n a s .T h e e x i s t i ng p r e t e n s i o n d e s i gn m e t h o d s a r e g e n e r a l l y c a r r i e d o u t u n d e r a m b i e n t t e m p e r a t u r e ,w h i c h i s c h a l l e n g i n g to c o n s i d e r t h e i n f l u e n c e o f t h e i n -o r b i t s e r v i c e e n v i r o n m e n t o n t h e a n t e n n a s p e r f o r m a n c e s .A n o p t i m i z a t i o n m o d e l w a s e s t a b l i s h e d b y i n t r o d u c i n g t h e t e m p e r a t u r e l o a d i n t o t h e c a b l e n e t m o d e l .I n t h i s m o d e l ,t h e c a b l e e l e m e n t p a r a m e t e r s a t a m b i e n t t e m pe r a t u r e w e r e t h e o p t i m i z a t i o n v a r i a b l e s .T h e s u rf a c e a c c u r a c y an d t e n s i o n d i s t r i b u t i o n u n d e r t h e i n -o r b i t s e r v i c e e n v i r o n m e n t w e r e t h e o p t i m i z a t i o n o b j e c t i v e s a n d c o n s t r a i n t c o n d i t i o n s ,r e s p e c t i v e l y ,w h i c h c a n f u l l y co n s i d e r t h e p e r f o r m a n c e s o f a n t e n n a s i n t h e s e r v i c e e n v i r o n m e n t a t t h e i n i t i a l d e s i g n s t a g e t o i m p r o v e t h e s u r f a c e a c c u r a c y a n d u n i f o r m i t y of t e n s i o n d i s t r i b u t i o n .T h e i n -o r b i t t h e r m a l e n v i r o n m e n t o f t h e a n t e n n a w a s a n a l y z e d ,a n d t h e t e m pe r a t u r ef i e l d s o f d i f f e r e n t o r b i t a l p o s i t i o n s w e r e c a l c u l a t e d .B a s e d o n t h e n o n l i n e a r f i n i t e e l e m e n t t h e o r y,a t h e r m a l -s t r u c t u r e m o d e l o f t h e m e s h a n t e n n a w a s e s t a b l i s h e d ,a n d a f o r m -f i n d i n g a n d o p t i m i z a t i o n d e s i g n m e t h o d c o n s i d e r i n g t h e t e m pe r a t u r e ef f e c t w a s p r o p o s e d .T h e o p t i m i z a t i o n d e s ig n o f th e a n t e n n a s s e r vi c e p e r f o r m a n c e w a s c a r r i e d o u t .T h e o pt i m i z a t i o n r e s u l t s Copyright ©博看网. All Rights Reserved.112中国空间科学技术A u g.252022V o l.42N o.4 i n d i c a t e t h a t t h e p r o p o s e d m e t h o d c a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e a n t e n n a s i n-o r b i t p e r f o r m a n c e,w h i c h c a n p r o v i d e a s t r a t e g y f o r t h e o p t i m a l d e s i g n o f t h e m e s h a n t e n n a c o n s i d e r i n g t h e s p a c e e n v i r o n m e n t.K e y w o r d s:m e s h a n t e n n a;t e m p e r a t u r e f i e l d;s u r f a c e a c c u r a c y;t e n s i o n d i s t r i b u t i o n;o p t i m i z a t i o n d e s i g n1引言随着卫星通讯的蓬勃发展,大口径网状天线以其质量轻㊁收纳率高㊁成形精度好等特点成为目前备受关注的一种星载天线形式[1-2]㊂索网结构是网状天线的关键组成部分,为满足天线的通讯性能,通常需要对索网进行预先设计,以使其形面精度和张力分布达到一定的性能要求㊂索网的形状受到索段张力分布的影响,而张力分布又和索网形状相关,二者相互影响㊂在设计索网结构时,首先需要对其进行找形分析,即在给定边界条件和初始预应力配置的前提下,求解平衡状态下的索网形状;之后通过不断调整初始预应力配置,使平衡状态下索网的形面精度和张力分布尽可能满足要求,此过程即为针对索网结构的优化设计㊂为保证天线的形面精度和张力分布均匀性,诸多学者进行了相关研究㊂夏美梦等在平衡矩阵法的基础上,结合改进粒子群进化算法,对不同形式的索网进行了预应力优化设计,结果表明应用该方法可以使索网达到较好的形面精度[3];L i等结合力密度法和最小范数法提出了一种有效的优化方法,该方法可以保证张力均匀性和较高的形面精度[4];L i u等将力密度法与有限元法相结合,在考虑桁架柔性的基础上提出一种新的设计方法,结果表明该方法能够显著提高天线的形面精度[5]㊂狄杰建等利用遗传算法结合有限元分析软件对网状天线进行了优化设计,该方法能够提供一组预张力,使得索网的结构形状接近理想抛物面[6];W a n g等基于动力松弛法提出了一种索网找形方法,该方法在保证形面精度满足要求的前提下,可以使索网的张力均匀分布[7];刘晓等基于最速下降法提出一种针对双层索网结构的优化设计方法,算例表明该方法可以快速提升索网的形面精度[8]㊂以上设计方法可以在一定程度上提高天线的性能,但上述研究均是基于常温下的找形和设计,忽略了天线在轨温度变化特性㊂其优化设计结果仅可满足在预先设定的温度下形成高精度网面,而随着服役周期内天线在轨位置的不断变化,天线的温度场也在不断发生变化,常温下优化设计的高精度形面势必会在热效应的影响下不断恶化㊂天线在轨运行时处于高真空㊁强辐射的太空环境,且不同轨道位置的温度场变化剧烈,容易引起天线各组件的非均匀热变形,从而造成其服役性能的波动及劣化[9-10]㊂因此,学者们在天线热-结构分析方面开展了大量工作㊂杨玉龙等利用有限元法将支撑桁架划分为一维杆单元,将反射面划分为二维三角形膜单元,分析了构架式抛物面天线不同工况下的温度场和热变形,得到了可展桁架天线的温度场和热变形特点[11];G u o 等分析了天线运行过程中辐射热流的变化情况,并计算了最差工况下的温度场和热变形,结果表明极端环境下天线会出现严重的性能下降[12];B e h z a d等分析了空间天线轨道和姿态参数,以及各构件之间的相互遮挡影响,并以此计算了结构的温度场,发现处于不同轨道位置时天线的温度分布差异较大[13];张惠峰等基于热传导-热辐射理论,建立了可展桁架天线的热-结构分析模型,并对天线的温度场和热变形进行了研究[14];贠海亮等计算了天线在春秋分㊁冬夏至四天的温度场和热变形,结果表明天线在不同位置的温度分布和结构变形均有较大差异[15]㊂以上热-结构分析可以为天线的热设计提供有益信息,但他们都是基于常温设计参数开展的特定温度工况下的天线性能分析,无法在参数设计阶段考虑在轨温度场以开展面向天线在轨精度和张力分布的优化设计㊂本文以环形可展天线为研究对象,开展了考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计㊂基于天线的空间服役环境,分析了天线在轨运行时的温度场;基于非线性有限元理论,建立了考虑服役热环境的网状天线热结构模型,形成了考虑热效应的索网优化设计数学模型;以索网的初始预应力为设计变量,以天线在轨运行时形面精度为目标,以张力分布为约束条件,对天线进行了优Copyright©博看网. All Rights Reserved.韩若宇,等:考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计113化设计㊂算例结果表明,优化效果较为明显,天线的在轨形面精度和张力分布均匀性得到了较大提升㊂2 网状天线结构分析网状天线主要有五部分组成:前索网面㊁金属反射网㊁纵向索阵㊁环形桁架和后索网面等,如图1所示㊂环形桁架是天线的主要支撑结构,由多个平行四边形桁架单元拼接而成;前㊁后索网面由柔性索段连接而成,与纵向索阵相互作用形成接近抛物面的索网面;金属反射网附着于前索网面上,用于反射电磁信号㊂图1 网状天线结构示意[17]F i g .1 S t r u c t u r e d i a gr a m o f m e s h a n t e n n a 天线的电磁性能与反射面的成形精度密切相关,为保证天线具有良好的电磁性能,首先应保证天线反射面的形面精度足够高㊂网状天线的形面精度可由前索网面上的理想节点坐标和实际节点坐标的均方根(R M S )误差来描述[16],如下式:R M S =ðt i =1(x i-x 0i )2+(y i -y 0i )2+(z i -z 0i )2t(1)式中:x i ,y i ,z i 为节点i 的实际位置坐标;x 0i ,y 0i ,z 0i 为节点i 的理想位置坐标;t 为前索网面的节点总数㊂天线在轨展开后,前索网㊁后索网和纵向索阵由于拉伸作用而产生应力,以此保证索网面的刚度和稳定性㊂考虑到索网结构的力学性能,其内部张力应尽可能分布均匀,即张力比越小越好㊂张力比r 可表示为:r =F m a xF m i n(2)式中:F m a x 为索段最大张力;F m i n 为索段最小张力㊂3 网状天线在轨温度场分析天线在轨运行时,其外部热量来源主要包括:太阳辐射㊁地球辐射和地球反射[18]㊂同时,天线内部的不同结构之间以及天线与卫星之间存在着热传导和热辐射㊂考虑到整星布局的复杂性,暂未考虑卫星本体对天线温度场的影响㊂根据傅里叶热传导理论,三维非稳态导热微分方程的一般形式可以表示为:∂∂x k x ∂T ∂x +∂∂y k y ∂T∂y+∂∂z k z∂T ∂z +W =ρc ∂T ∂t(3)式中:k x ,k y ,k z 分别为x ,y ,z 方向上的导热系数;ρ为物质的密度;W 为单位时间内单位体积中的内热源的生成热;c 为比热容㊂考虑到天线桁架和索段的长径比很大,因此可以忽略其沿径向的热传导,将其视为一维辐射-导热问题㊂则一维杆件空间辐射-导热问题的微分方程可以表示为:k A ∂2T ∂x 2+PσðNn =1εn B n T 4n -P σεT 4+p '(q s +q r +q e )=A ρc ∂T∂t(4)式中:k 为材料的导热系数;A 为单元的截面面积;P 为单元的截面周长;σ为S t e f a n -B o l t z m a n 常数;εn 为第n 个单元的表面发射率;B n 为第n 个单元的辐射吸收率;p '为面积因子;q s ,q r ,q e 分别为单位面积上接受到的太阳辐射能㊁地球反照能和地球辐射能㊂由以上分析可知,影响天线温度场的主要因素包括材料的导热系数㊁发射率㊁吸收率及外部空间环境等㊂以表1中的网状天线为例,开展在轨温度场计算及分析㊂天线的口径为16m ,焦距为10m ,高度为3.4m ,索网和桁架的材料分别为K e v l a r 和碳纤维㊂Copyright ©博看网. All Rights Reserved.114中国空间科学技术A u g.252022V o l.42N o.4表1天线各组件材料属性T a b l e1 M a t e r i a l p r o p e r t i e s o f e a c h c o m p o n e n t o f a n t e n n a P a r a m e t e r C a r b o n f i b e r K e v l a rD e n s i t y/(k g㊃m-3)19401440E l a s t i c m o d u l u s/P a5.88ˑ10111.4ˑ1011P o i s s o n s r a t i o0.30.3T h e r m a l c o n d u c t i v i t y/(W㊃m-1㊃K-1)400168S p e c i f i c h e a t c a p a c i t y/(J㊃k g-1㊃K-1)800136T h e r m a l e x p a n s i o nc o e f f i c i e n t/K-1-1.4ˑ10-6-2ˑ10-6E m i s s i v i t y0.60.4S o l a r a b s o r p t a n c e0.810.63天线在轨道中绕地球飞行,同时地球沿公转轨道绕太阳转动,天线绕地轨道和地球公转轨道对天线的温度场均有影响㊂本文以对地静止轨道作为网状天线的绕地运行轨道,轨道高度为35786k m,轨道倾角为0,偏心率为0.00167㊂基于天线的在轨运行环境,作出以下假设[19]: 1)太阳辐射热流密度J与日地距离有关,其计算方式为:J=P s4πd2(5)式中:P s为太阳总功率输出,一般取为3.85ˑ1026W;d为日地距离㊂2)地球对太阳光的平均反照率取为0.306㊂3)地球的辐射热流密度为237.04W/m2,忽略其他星体的辐射㊂4)将太空环境视为绝对黑体,其空间温度设为-269ħ㊂基于网状天线的结构材料参数和轨道运行环境,利用有限元软件U G建立了天线的热分析模型㊂为综合考虑天线在一年中的温度变化情况,将地球公转轨道划分为36个位置,其中的每个位置对应于一天,相邻位置间隔约为十天,共计36天,取当天正午12时为计算时刻㊂地球公转轨道位置划分如图2所示㊂设初始温度为0ħ,计算得到天线在36个位置的温度场㊂其中,温度变化较为剧烈的几个位置的温度云图如图3所示㊂由计算结果可知,天线在轨服役期间各组件图2轨道划分示意F i g.2 D i a g r a m o f o r b i t-d i v i s i on图3网状天线特征轨道位置温度云图F i g.3 T e m p e r a t u r e c l o u d m a p o f m e s h a n t e n n aa t c h a r a c t e r i s t i c o rb i t a l p o s i t i o n s温度不同,整体为非均匀温度分布;且随着轨道位置的不断变化,天线的温度场变化明显㊂变化的温度场将导致天线形面精度和张力分布的波动及劣化㊂因此,考虑天线在轨服役精度和张力分布的索网优化设计具有重要意义㊂4考虑热效应的索网优化设计4.1网状天线热-结构建模及平衡状态分析天线索网具有较强几何非线性,几何形状的微小变化会引起结构性能的较大改变,同时索网与桁架之间的耦合作用也会对平衡状态的索网形面产生影响㊂因此,本文采用非线性有限元方法进行建模㊂对于网状天线来说,索段采用二节点六自由度只受拉不受压的杆单元模拟,桁架采用二节点Copyright©博看网. All Rights Reserved.韩若宇,等:考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计115十二自由度的梁单元模拟,则有:Δσ=DΔε(6)Δε=BΔq e(7)式中:Δσ为单元应力增量向量;D为弹性矩阵;Δε为单元应变增量向量;B为应变矩阵;Δq e为单元节点位移增量向量㊂考虑到结构的几何非线性,将应变矩阵表示为:B=B L+B N L(8)式中:B L为单元线性几何矩阵;B N L为单元非线性几何矩阵㊂根据虚功原理,可推导出结构的非线性有限元基本方程:(K e L+K e N L)Δq e=P e-R e(9)式中:K e L为单元弹性刚度矩阵;K e N L为单元几何刚度矩阵;P e为单元外力等效载荷;R e为单元应力等效载荷㊂天线在轨运行时受到的外力载荷主要为温度载荷㊂对于其中的梁单元或杆单元,假设温度沿其轴线均匀分布,忽略由于温度不均匀引起的扭矩,则单元的等效温度载荷F e T可以表示为[20]:F e T=E AαΔT C(10)式中:E为单元弹性模量;A为单元截面面积;α为热膨胀系数;ΔT为温度变化差值;C为维度向量,对于梁单元为[-1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0, 0]T,对于杆单元为[-1,0,0,1,0,0]T㊂以上推导是在单元局部坐标系下进行的,通过坐标转换和单元组装,并代入等效温度载荷,可得整体坐标系下的有限元方程:(K L+K N L)Δq=F T-R(11)利用上述所建立的有限元模型,可以对索网结构进行考虑温度场的找形分析,即寻找在初始应力和温度载荷共同作用下的索网平衡形状㊂在找形时,首先给出索网结构的初始形状,此初始形状可以通过抛物面拟合生成,即在初始时,索网的各节点位于理想抛物面上,同时该形状须满足边界条件(环形桁架的约束),并可假定此时索内应力为零㊂在施加初始预应力和温度载荷后,索网将处于不平衡状态并发生变形,通过求解系统的有限元方程得到各节点的位移,结合初始形状下各节点的位置坐标,就可以得到平衡状态下索网的最终形状㊂4.2网状天线优化设计天线优化设计的目的是找到一组合适的预应力配置,使其能够最大程度地满足性能要求㊂由4.1分析可知,在已知温度场的条件下,每给出一组初始预应力值,便可以求得对应的天线平衡状态㊂基于此,可开展以常温下索网参数为优化变量,面向在轨性能的索网优化设计㊂优化设计以索网初始应力为设计变量,以在轨形面精度为目标函数,以在轨张力比为约束条件,相应的优化数学模型可以描述如下:F i n d F=[F1,F2, ,F m]TM i n R M S f=m a x(R M S1,R M S2, R M S g) S.T.0<F i<F m a x,1ɤiɤm0<r f=m a x(r f1,r f2, r f g)ɤr10<r t=m a x(r t1,r t2, r t g)ɤr20<r r=m a x(r r1,r r2, r r g)ɤr3(12)式中:F i为索段的初始预应力值;m为索段数量;g为轨道位置数目;R M S f为所有轨道位置上前索网面的均方根误差的最大值;F m a x为索段许用最大预应力值;r f,r t,r r分别为所有轨道位置上前索网㊁纵向索阵和后索网的张力比最大值;r1,r2,r3分别为前索网㊁纵向索阵和后索网的张力比最大允许值㊂优化过程从一个给定的初始形状开始,给出一组初始预应力值,计算该预应力值下的平衡状态,判断该平衡状态的形面精度和张力分布是否满足要求,并根据索网平衡状态的性能调整设定的预应力值,直到天线的平衡状态能够满足在轨服役性能要求为止㊂整个优化流程如图4所示㊂5算例分析本节首先利用在常温下优化设计得到的一组设计参数,开展了天线受在轨温度影响的形面精度分析㊂随后采用本文提出的面向在轨服役性能的优化设计方法,开展了天线索网的优化设计,并分析了优化前后的形面精度和张力比变化情况㊂应用有限元软件A b a q u s进行结构变形数Copyright©博看网. All Rights Reserved.116中国空间科学技术A u g.25 2022 V o l .42 N o .4图4 优化设计流程框图F i g .4 O p t i m i z a t i o n d e s i gn f l o w c h a r t 值分析,图5为建立的网状天线模型㊂其中,索段采用T 3D 2柔性索单元进行建模,桁架采用B 33梁单元建模㊂将温度场计算得到的节点温度导入到结构分析模型的相应节点上,即可计算天线的变形情况㊂对网状天线模型进行常温下的优化设计[21],此时天线的R M S 值为0.331mm ㊂优化设计得到的初始预应力将用于之后的在轨性能分析㊂图5 网状天线有限元模型F i g.5 F i n i t e e l e m e n t m o d e l o f m e s h a n t e n n a 5.1 网状天线的在轨性能分析将计算所得的36个位置的温度场以温度载荷的方式施加给有限元模型,计算天线随地球公转运行一个公转周期的形面精度变化情况,计算结果如图6所示㊂图6 网状天线在不同轨道位置的形面精度F i g .6 S u r f a c e a c c u r a c y of m e s h a n t e n n a a t d i f f e r e n t o r b i t a l po s i t i o n s 由形面精度变化曲线可见,网状天线在各个轨道位置的形面精度均出现了恶化,且不同位置的变化程度差异较大㊂其中,在位置9和位置27处形面精度最差,R M S 值出现了峰值,而在其他位置的R M S 值相对较小,但均大于常温下优化设计所得到的R M S 值㊂出现这种情况的原因是常温下优化设计时并未考虑温度变化带来的影响,可见,对于天线在轨运行时产生的非均匀温度场,常温下的优化设计已经无法保证天线的形面精度㊂因此,需要在设计阶段,充分考虑在轨温度波动对天线形面精度的影响㊂5.2 面向在轨性能的优化设计由图6可知,天线在位置9和位置27处的形面精度恶化最为严重,为充分考虑天线的在轨情况,对这两个位置附近进行了轨道细致划分,即将位置8~10及位置26~28之间细分为20个位置(分别表示为图7所示的8.5~9.4和26.5~27.4)㊂则细分前位置9和位置27对应的天线温度场变化情况可进一步由细化后的位置8.5~9.4和26.5~27.4的天线温度场变化更加充分地体现㊂图7 轨道位置细分示意F i g .7 D i a gr a m o f s u b d i v i s i o n i n o r b i t a l p o s i t i o n s 基于得到的温度场,针对天线在以上20个细分轨道位置的在轨性能进行优化设计㊂在式(12)的基础上加入了对其他轨道位置形面精度Copyright ©博看网. All Rights Reserved.韩若宇,等:考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计117的约束,优化设计的数学模型表示如下:F i n d F =[F 1,F 2, ,F m ]TM i n R M S f =m a x (R M S 8.5,R M S 8.6, R M S 9.4,R M S 26.5,R M S 26.6, R M S 27.4)S .T . 0<F i <F m a x ,1ɤi ɤm 0<r f =m a x (r f 1,r f 2, r f 20)ɤr 1 0<r t =m a x (r t 1,r t 2, r t 20)ɤr 20<r r =m a x (r r 1,r r 2, r r 20)ɤr 3m a x (R M S 1,R M S 2, R M S 8, R M S 10,R M S 11, R M S 26,R M S 28,R M S 29, R M S 36)ɤR M S l i m i t(13) 基于上述数学模型开展了面向在轨性能的索网优化设计,式中:F m a x 设置为107P a ;r 1,r 2,r 3分别设置为2.5㊁1.25㊁2.5;R M S l i m i t 设置为1.4mm ㊂基于优化设计得到的索网初始预应力配置,分析了均分及细分的所有轨道位置上的形面精度和张力比情况㊂传统常温设计方法和本文优化设计方法所得结果在整个公转周期中的形面精度和张力比的对比如图8~图11所示㊂由于在公转轨道中进行了细分,图中在位置9和位置27附近的横坐图8 优化前后的形面精度变化曲线F i g .8 V a r i a t i o n c u r v e s o f s u r f a c e a c c u r a c yb e f o r e a n d a f t e r o pt i m i z a t i on 图9 优化前后的前索网张力比变化曲线F i g .9 T e n s i o n r a t i o c u r v e s o f f r o n t n e t b e f o r e a n d a f t e r o pt i m i z a t i on 图10 优化前后的纵向索阵张力比变化曲线F i g .10 T e n s i o n r a t i o c u r v e s o f t e n s i o n t i e s b e f o r e a n d a f t e r o pt i m i z a t i on 图11 优化前后的后索网张力比变化曲线F i g .11 T e n s i o n r a t i o c u r v e s o f r e a r n e t b e f o r e a n d a f t e r o pt i m i z a t i o n 标也进行了相应细化㊂由形面精度和张力比变化曲线可以得出如下结论:1)天线的R M S 值和张力比分别在位置9和位置27处达到峰值,在这两个位置附近呈现递减趋势㊂分析原因为在这两个位置时,前索网被后索网完全遮挡,导致前后索网温差较大,天线出现了较为明显的热变形,而在其他位置,遮挡效应逐渐减弱,相应的热变形也逐渐减小㊂2)优化设计主要对网状天线在轨运行过程中热载荷较为复杂(形面精度较差)的轨道位置处进行了有针对性的设计,优化效果较为明显㊂天线在工况最差的两个时段的形面精度均有显著提升,其中,位置9和位置27处的R M S 值在优化之前分别为3.35mm 和3.03mm ,优化之后分别下降到2.04mm 和1.85mm ,下降幅度约为40%;其他位置R M S 值有所上升,但均未超过1.4mm ,这是由于在优化函数中,不仅针对最差温度工况(位置9和位置27附近)下的形面精度进行了优化,同时也约束了其他轨道位置处的形面精度㊂3)由张力比曲线可以看出,优化模型对各轨Copyright ©博看网. All Rights Reserved.118中国空间科学技术A u g.252022V o l.42N o.4道位置的张力比起到了较好的约束作用㊂前索网㊁纵向索阵和后索网的张力比均实现了不同程度的下降,其中,前索网和后索网的张力比平均值下降了约34%㊂6结论1)在考虑空间轨道环境的基础上,利用热辐射-热传导理论建立了网状天线的热分析模型,计算了天线在轨运行时的温度场㊂2)应用非线性有限元理论,建立了网状天线热-结构模型并进行了平衡状态分析,提出了考虑在轨热效应的索网优化设计方法;以常温下的索网预应力为设计变量,以在轨形面精度和张力比为目标函数和约束条件,建立了相应的优化问题数学模型㊂3)通过算例分析了天线在轨形面精度变化情况,并在形面精度最差的温度工况对应的轨道位置附近进行了细分,在此基础上开展了细分后轨道位置对应温度工况下的索网优化设计,并给出了该优化设计参数对应的全轨道位置的形面精度和张力分布㊂结果表明:天线整体R M S值和张力比实现了不同程度的下降,天线的在轨性能得到了较大提升,从而验证了本文方法的正确性和有效性㊂参考文献(R e f e r e n c e s)[1] D U X L,D U J L,B A O H,e t a l.D e p l o y m e n t a n a l y s i s o fd e p l o y a b l e a n t e n n a s c o n s i d e r i n g c a b l e n e t a n d t r u s sf l e x i b i l i t y[J].A e r o s p a c e S c i e n c e a n d T e c h n o l og y,2018,82:557-560.[2] N I E R,H E B Y,Z H A N G L H,e t a l.D e p l o y m e n t a n a l y s i sf o r s p a c e c a b l e n e t s t r u c t u r e s w i t h v a r y i ng t o p o l o g i e s a n dp a r a m e t e r s[J].A e r o s p a c e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2017,68:1-10.[3]夏美梦.双圈环形桁架天线索网结构设计与型面精度调整[D].杭州:浙江大学,2012:10-43.X I A M M.D e s i g n a n d p r o f i l e a d j u s t m e n t o f c a b l e n e ts t r u c t u r e o f d o u b l e-l o o p t r u s s a n t e n n a s[D].H a n g z h o u:Z h e j i a n g U n i v e r s i t y,2012:10-43(i n C h i n e s e). [4] L I P,L I U C,T I A N Q,e t a l.D y n a m i c s o f a d e p l o y a b l em e s h r e f l e c t o r o f s a t e l l i t e a n t e n n a:f o r m-f i n d i n g a n d m o d a la n a l y s i s[J].J o u r n a l o f C o m p u t a t i o n a l a n d N o n l i n e a rD y n a m i c s,2016,11(4):1-6.[5] L I U W,L I D X,Y U X Z,e t a l.E x a c t m e s h s h a p e d e s i g n o fl a r g e c a b l e-n e t w o r k a n t e n n a r e f l e c t o r s w i t h f l e x i b l e r i n g t r u s s s u p p o r t s[J].A c t a M e c h a n i c a S i n i c a,2014,30(2): 198-205.[6]狄杰建,段宝岩,罗鹰,等.大型网状可展开天线预张力的优化[J].华南理工大学学报(自然科学版),2004,32(6): 23-26.D I J J,D U A N B Y,L U O Y,e t a l.O p t i m i z a t i o n o fp r e t e n s i o n o f l a r g e m e s h d e p l o y a b l e a n t e n n a[J].J o u r n a l o f S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n),2004,32(6):23-26(i n C h i n e s e).[7] WA N G X Y,C A I J G,Y A N G R G,e t a l.F o r m-f i n d i n g o fd e p l o y a b l e m e s h r e f l e c t o r s u s i n g d y n a m i c r e l a x a t i o nm e t h o d[J].A c t a A s t r o n a u t i c a,2018,151:380-388. [8]刘晓,吴明儿,张华振.基于最速下降法的可展开索网天线型面调整方法[J].中国空间科学技术,2018,38(3):1-7.L I U X,WU M E,Z H A N G H Z.S u r f a c e a d j u s t m e n t m e t h o d o f d e p l o y a b l e c a b l e a n t e n n a b a s e d o n s t e e p e s td e s c e n t a l g o r i t h m[J].C h i n e s e S p a c e S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2018,38(3):1-7(i n C h i n e s e).[9] T HO R N T O N E A,F O S T E R R S.D y n a m i c r e s p o n s e o fr a p i d l y h e a t e d s p a c e s t r u c t u r e s[C]ʊ33r d S t r u c t u r e s, S t r u c t u r a l D y n a m i c s a n d M a t e r i a l s C o n f e r e n c e.D a l l a s:A I A A,1992:1185-1191.[10]陈志华,关富玲.星载抛物面天线热变形敏感性分析[J].工程设计学报,2010,17(4):263-267.C H E N Z H,G U A N F L.S e n s i t i v i t y a n a l y s i s o f t h e r m a ld e f o r m a t i o n o f p a r a b o l i c a n t e n n a i n o r b i t[J].C h i n e s eJ o u r n a l o f E n g i n e e r i n g D e s i g n,2010,17(4):263-267(i nC h i n e s e).[11]杨玉龙,关富玲,张淑杰.可展桁架天线温度场和热变形分析[J].空间科学学报,2005,25(3):235-240.Y A N G Y L,G U A N F L,Z H A N G S J.T h e r m a l-s t r u c t u r a l a n a l y s i s o f d e p l o y a b l e t r u s s a n t e n n a[J].C h i n e s e J o u r n a l o f S p a c e S c i e n c e,2005,25(3):235-240(i n C h i n e s e).[12] G U O W,L I Y H,L I Y Z,e t a l.T h e r m a l-s t r u c t u r a la n a l y s i s o f l a r g e d e p l o y ab l e s p ac e a n t e n n a u nde r e x t r e m eh e a t l o a d s[J].J o u r n a l o f T h e r m a l S t r e s s e s,2016,39(8):887-905.[13] B I G D E L I B.A f i n i t e e l e m e n t t h e r m a l-s t r u c t u r a l a n a l y s i so f t h e m a s t o f t h e i n t e r n a t i o n a l s p a c e s t a t i o n[C]ʊP r o c e e d i n g s o f t h e41s t S t r u c t u r e s,S t r u c t u r a l D y n a m i c s,a n d M a t e r i a l s C o n f e r e n c e a n d E x h ib i t.A t l a n t a:A I A A,2000:1735-1746.[14]张惠峰,关富玲.可展桁架天线热-结构耦合分析[J].浙江大学学报(工学版),2010,44(12):2320-2325.Z HA N G H F,G U A N F L.T h e r m a l-s t r u c t u r a l c o u p l i n ga n a l y s i s o f d e p l o y ab l e t r u s s a n t e n n a[J].J o u r n a l o fZ h e j i a n g U n i v e r s i t y(E n g i n e e r i n g S c i e n c e),2010,44(12):2320-2325(i n C h i n e s e).Copyright©博看网. All Rights Reserved.韩若宇,等:考虑在轨热效应的网状天线索网优化设计119[15]贠海亮,袁鹏飞.环形可展天线在轨热-结构分析[J].机械科学与技术,2019,38(10):1612-1618.Y U N H L,Y U A N P F.T h e r m a l-s t r u c t u r a l a n a l y s i s o fh o o p d e p l o y a b l e a n t e n n a i n r e a l o r b i t a l e n v i r o n m e n t[J].M e c h a n i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2019,38(10):1612-1618(i n C h i n e s e).[16] Z HA N G J,H E B Y,Z H A N G L H,e t a l.H i g h s u r f a c ea c c u r a c y a n d p r e t e n s i o n d e s i g n f o r m e s h a n t e n n a sb a s e do n d y n a m i c r e l a x a t i o n m e t h o d[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo f M e c h a n i c a l S c i e n c e s,2021,209:7-8.[17] K E I T H C.S i x m e t e r a s t r o m e s h d e p l o y a b l e r e f l e c t o r[E B/O L].(2009-08-06)[2020-9-15].h t t p:ʊs p a c e r e f.c o m/o n o r b i t/s i x-m e t e r-a s t r o m e s h-d e p l o y a b l e-r e f l e c t o r.h t m l.[18]杨晓宁.航天器空间环境工程[M].北京:北京理工大学出版社,2018:91-96.Y A N G X N.S p a c e e n v i r o n m e n t e n g i n e e r i n g o f s p a c e c r a f t[M].B e i j i n g:B e i j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y P r e s s,2008:91-96(i n C h i n e s e).[19]苗建印.航天器热控制技术[M].北京:北京理工大学出版社,2018:23-40.M I A O J Y.S p a c e c r a f t t h e r m a l c o n t r o l t e c h n o l o g y[M].B e i j i n g:B e i j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y P r e s s,2018:23-40(i n C h i n e s e).[20]彭细荣.有限单元法及其应用[M].北京:清华大学出版社,2012:81-83.P E N G X R.F i n i t e e l e m e n t m e t h o d a n d a p p l i c a t i o n[M].B e i j i n g:T s i n g h u a U n i v e r s i t y P r e s s,2012:81-83(i nC h i n e s e).[21]魏聚周.计及桁架柔性的环形天线找形方法研究[D].天津:天津大学,2014:21-39.W E I J Z.F o r m-f i n d i n g f o r l o o p a n t e n n a w i t h f l e x i b l et r u s s[D].T i a n j i n:T i a n j i n U n i v e r s i t y,2014:21-39(i nC h i n e s e).作者简介:韩若宇(1997-),男,硕士研究生,研究方向为网状天线热-结构分析和优化设计,h a n r y@t j u.e d u.c n㊂聂锐(1990-),副研究员,研究方向为空间可展结构设计,动静力学分析,n i e r u i@t j u.e d u.c n㊂(编辑:邓薇)Copyright©博看网. All Rights Reserved.。

航向天线异物入侵导致设备故障隐患处理发布时间：2022-10-14T09:04:10.050Z 来源：《科学与技术》2022年第6月11期作者：勾旺[导读] 仪表着陆系统为航空器提供着陆引导信号，引导过程中若设备故障将对安全运行产生影响勾旺民航西南空管局，成都 610202摘要：仪表着陆系统为航空器提供着陆引导信号，引导过程中若设备故障将对安全运行产生影响，本文分析了某机场仪表着陆系统航向设备故障之后的处理过程，通过对故障原因的排查，最终确定该故障由天线室外单元异物入侵导致，通过对隐患的处理，为类似设备处理室外单元隐患提供了参考。

关键字：航向设备室外单元；异物入侵。

某机场航向设备突发设备故障，设备双机告警关机，告警参数为航道调制度差（CL DDM），该设备为INDRA 7014B 仪表着陆系统航向信标，为双发射机热备份机型，配备的天线阵型号为7720A,故障时双机告警情况基本一致。

1.故障现象分析告警时，该航向仅 CL DDM、DS DDM、DS RF 发生变化，NF、FFM 参数均无变化，且双机参数变化量基本一致。

维护参数均正常，没有板件预警信息。

该航向设备为热备份，故障发生时备机参数未变化。

将设备故障前正常参数与故障恢复后参数进行对比，数据无明显变化。

根据上述故障现象和参数对比，可以初步判断引起故障的原因是室外公共部分，包括 ADU（天线分配单元）、MCU（监控合成单元）、天线及馈线。

2.现场检查测试为排查设备异常关机原因，重点针对可能引发此次设备参数告警关机的潜在因素，进行全面、系统、深入的检查，具体内容如下：依据《仪表着陆系统安装调试及验收技术规范》中标称范围，对ADU分配单元天线分配关系进行测量，并与前期设备正常时测试数据进行对比，参数满足规范要求，前后参数变化范围不大。

对航向天线环路进行测量与前期参数进行对比，测量值以相位中间值为准进行后期处理；满足《仪表着陆系统安装调试及验收技术规范》中各天线环路的传输电气长度和幅度的标称范围为幅度±1.5dB 、相位±3.0°的要求，与前期测试数据进行对比，数据整体变化趋势一致。

蛛网定向天线(Spiderbeam )是按照DX 爱好者心目中所梦想的天线要求来设计的，采用玻璃钢管和导线制作成全尺寸轻便式的三波段YAGI 。

整个天线的重量仅仅6公斤（12英镑），十分适合随身携带使用，一个人就可以容易地携带和安装，加上一根小型的升降杆和一个电视机用的旋转器就足够了，减轻整个天线的安装重量。

天线的运输包装长度也只有1.20米（4英尺）长。

这个天线如同微型定向天线般轻巧而又保持了典型的全尺寸三波段天线的增益(Gain)和前后比（F/B），并且可以承受最大2KW 的HF 连续功率。

安装短波天线时很重要的一点就是尽可能架设得高些。

一个较低增益的天线由于架设得较高而比高增益天线产生更好的信号，因此这个重量很轻的蛛网天线就非常有利于架设更高和选择有利地势。

这个天线可以用于旅行中，或附近山顶，海岛、城堡、灯塔上使用，甚至周末放在屋顶上做通联比赛。

这个天线您可以随意携带而不必拽这以往那种死沉死沉的传统三波段YAGI 了。

安装非常快捷容易，没有复杂的部件，也不需要修剪调整过程，很适合入门者使用。

材料费用很低，甚至可以将铁塔和旋转器都节省掉，而且即使倒下来也不是太危险☺Construction details: 详细结构说明：这个玻璃钢蛛网天线包括了三个相互交错的导线YAGI，分别在20/15/10m 波段（无需陷波器）： - 20m 是3单元YAGI - 15m 是3单元YAGI - 10m 是4单元YAGI相对于一般的八木天线，这个天线的引向单元和反射单元是V 形弯曲的。

三个激励单元是分别的三根振子，并且都连在同一个馈点上，馈点阻抗为50Ω，然后串入一个W1JR 类型的电流扼流巴伦，构成一个简单又牢靠的馈电系统，不需要考虑移相线或其他匹配器件。

采用10米铝升降杆的Spiderbeam天线导线振子单元使用镀铜的钢丝（这点非常重要，防止长度伸长），振子单元的拉线采用高强度的PVDF单股纤维线和Kevlar®材料。

自制2.4G WIFI天线以前我总觉得DIY天线是一件十分困难的事情，受到BG7IOO的影响，我现在对天线也发烧了。

由于收到自身技术和器材限制，我一般只玩手持机的天线，平时也经常跟BG7IOO通长途聊天线，权当生活中的一种乐趣！最近我沉迷于2.4G频段的WIFI，WIFI让人着迷之处在于它是有线宽带网络的无线延伸！但由于技术规范的限制，WIFI设备的发射功率都非常低，一般都是mW级的功率。

这样一来，数据传输的距离就显得捉襟见肘。

有鉴于此，很多业余无线电爱好者都热衷于在WIFI天线上做文章。

为了让自己的WIFI设备也能插上翅膀，我下定决心DIY一根属于自己的WIFI ANT！第1步：选型先上网收集天线资料，看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门！有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。

经过再三筛选，最终把制作目标锁定在罐头天线上。

选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高！十分适合初学者制作。

同时在05年的《业余无线电家》会刊第4期也有介绍。

不过，我喜欢把它的名字称为“圆筒天线”！第2步：制作圆筒天线之所以取材方便，是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。

我就是随便拿了一个奶粉罐制作的。

下面是我参照外国网站的图片而画的制作图。

各数据如下：中心频点＝2.445G圆筒直径＝127mm圆筒长度＝111mm振子长度＝31mm振子距圆筒底部边距＝37mm从图片可以看出，馈线的屏蔽网连接金属圆筒，信号通过圆筒反射到振子上，当然振子就是馈线的芯线了，芯线与金属筒是绝缘的，这点必须注意！在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时，我加入了自己的想法：很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座，然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头，用于连接。

但我觉得虽然该方法对使用十分方便，但同时也对信号造成了损耗（估计1－2DBI），尤其在2.4G 的频段更加明显！因此，我决定把屏蔽网直接焊在圆筒上（焊接前先把外壳打磨光滑），而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。

自制无线网卡天线无线国外有不少介绍自制WIFI天线的网站，方案各种各样。

最简单的方案应该是在原有的天线上加反射器，反射器可以是金属箔片或金属网，最酷的要算用金属漏勺做反射器，有的用装薯片的筒做反射器的不过已经替换了原有的天线了。

其实最简单的解决方案是将原有的天线用铜轴电缆延长，但延长线有损耗，效果不会好。

在原有天线上加反射器可以增加增益，但没有改变我电脑上天线的位置，加上机箱到墙之间的位置有限，效果也不会太好；螺旋天线和Cantenna的增益较高但积较大，最后我选择BiQuad天线，体积较小，虽然增益没有螺旋天线和Cantenna天线高，比起原有的天线增益要高，这在家里用足够了。

天线的具体制作方法懂英语的可以看这个网站http://koti.mbnet.fi/zakifani/biquad/，不懂英语的看看上面的图片也就应该能明白了。

我根据手头有的材料进行了小小的改动。

制作天线所用的材料：1、铜线：家里装修时电工剪断的电线线头长244mm，直径1.5mm。

2、反射器：装修剩余的铝扣板15cm宽，123mm长。

3、同轴电缆：50ohm同轴电缆，型号RG-58，长1m，75ohm同轴电缆，长5mm。

4、同轴电缆接插头：一对。

5、9伏废电池一个。

制作天线的工具：1、老虎钳2、电烙铁3、小刀4、起子5、镊子为了废物利用，反射板我用了铝扣板，节约了买敷铜板的费用，但是铝上面无法焊接，不能像MiikkaRaninen那样将同轴电缆的屏蔽层直接焊在反射板上，所以我决定用同轴电缆接插头为天线进行支撑和馈电，这样天线和同轴电缆是通过接插头连在一起的，为以后测试不同的天线提供了方便，其代价是增加了损耗，不过影响应该不大。

第一步、首先在铝扣板中心打一个孔，去除表面的涂层，然后将接插头拧在铝扣板上。

用尺测量反射平面到插座顶端的距离是15mm，按要求反射板到天线的距离要16mm到18mm，而且都应该有屏蔽层包着。

接插头的顶端5mm是裸露的焊接铜芯，因此需要将屏蔽层向上延伸5mm，同时也将铜芯加长2mm。

电磁蜘蛛网制作的地震计【摘要】文章介绍了介绍三种实用的地震计设计方法，由中心频率27Mhz 或40Mhz八路组成的短距离（30米）地震计，采用遥控芯片TX-2/RX-2编码解码芯片，一路发射，八路接收，按照对数螺旋线放置。

由八路ASK无线发射模块（300米）组成的中距离地震计，里面采用PT2262和PT2272的编码解码芯片。

改变FSK（频率调制）模块电阻，就能在中央按照不同频率八路接收，终端上分别收到信号，利用专门的定时器，就能每分钟扫描接收一路信号，直接由接收模块以LED方式指示或由51系列单片机软件判断大地电磁场异常与报警。

专门用来地震前监视空间电场变化，这是一种有希望的地震短临预报方法。

这里试制的地震计主要面向单位、个人家庭使用方法就好比温度计指示温度，气压计指示大气压力一样。

【关键词】电磁蜘蛛网；地震计；地震预报；ASK无线发射、接收模块1.引言2008年5月12日发生四川汶川大地震前，即12号上午到下午的聊天记录发现，期间有发现无线电信号异常，收音机接收不到FM广播信号。

首先我们要注意一下这个事实：地震前微波通讯异常岩石破裂和动物异常，这启示我们震前可能存在电磁波前兆，又有资料介绍：在1976年7月28日唐山市7.8级大地震前，在震中处存在强大的地震波电磁场，在收音机的接受端，强大的地震波电磁场就淹没了各个广播电台发出的无线电波，所以唐山市在大地震前收音机收不到广播节目。

利用电磁蜘蛛网制做的地震计其原理就是与地震前收音机异常一样可以方便地在接收端检测信号异常，用数字0、1方式输出。

这种方法好比自己编织一张电磁蜘蛛网，当地震前电磁风吹来时就会改变大小，检测到改变就报警。

上述现象一般都出现在震前几小时到几天的时间内。

发射端地震计检测次序可由Matlab仿真对电磁蜘蛛网扫描，对数螺旋线设计仿真代码可以方便得到（即放置八路发射器位置可以360度方位，次序由近到远）。

2.短距离（30米）使用TX-2/RX-2芯片由中心频率27Mhz或40Mhz八路组成的短距离地震计，采用遥控芯片TX-2/RX-2编码解码芯片一路发射，八路接收，按照对数螺旋线放置接收器。

自己动手做2.4G无线网络定向天线自己动手做2.4G无线网络定向天线自己动手做2.4G无线网络定向天线众所周知，AP信号的穿墙能力是非常弱的，尤其是象TPLink之流的低端产品。

对于家里面积大、房间结构复杂的朋友来说，经常需要AP 信号穿过3-4堵墙。

在信号差的情况下使用wifi简直就是鸡肋，速度慢不说，经常还连不上。

帅哥家里使用了一台TPLink240的AP，信号就不太好，隔了三堵墙后，信号就只剩下1-2格，非常弱了，使用起来很不方便。

如何改善这种状况？当然再买个AP回来搭个网桥，增加信号覆盖面积是个不错的办法。

不过要多费大米。

另一个办法就是动手改造AP的天线，把AP原来的天线拆掉，换个专业的全向或定向天线，然后使用专用馈线连接到AP。

对于家用情况来说，这种改造方式又太麻烦，技术要求比较高，而且费用也很高。

那怎么办呢，今天就跟帅哥就教大家DIY一个几乎不需要成本的柱面WIFI定向天线：需要准备的工具和材料如下：1、剪刀一把2、美工刀一把3、普通电工胶带若干4、空易拉罐一只（铁壳铝壳均可，可乐雪碧都可以）这几样工具都是一般家庭的常备工具，什么？你找不到易拉罐？FT，马上给我到楼下去买一罐雪碧上来，一口气喝完它！什么什么？找不到美工刀？你不是在开玩笑吧，。

真的没有？我踩踩踩。

*~**~*工具和材料备齐之后，我们开始吧。

首先把易拉罐清洗干净，把里面的水倒掉。

然后用美工刀沿着易拉罐接缝的地方慢慢切开，如图：接着找到和这条接缝180度相对的另外一边，也用美工刀慢慢切开，如图：然后用剪刀慢慢地沿着底边剪半个圆过去，另一头则剪另外半个圆，如图：剪好之后的罐子应该是这个样子的：用剪刀小心地将刚才切割的边缘部分修整到不会割手的程度。

把两个尖角都剪成圆角（防止刺到手）。

在罐子底部和顶部开两个孔，和你原来的AP天线比较一下，直径大小大约超过天线一点就可以了，套到A P天线上去试一下，应该可以自如地套进去，当然这个时候没办法固定，罐子因为孔比天线大，只能松松地靠在天线上。