如何设计出理想的接收天线

2021-05-27 20:50发布

你好,

这不是一个具体项目的问题,但希望有人能给我指出正确的方向。我一直在努力研究天线接收信号的概念,更具体地说,就是如何“提高”天线接收信号的能力。到目前为止,我所有的阅读似乎都集中在Tx(测量SWR等)上,并且假设如果Tx是好的,那么Rx也是足够的。

抛开发射不谈,我如何设计一个天线来捕获空气中尽可能多的mV/m RF信号?一个巨大的铜球?或者制作一个与空气阻抗(~400欧姆?)相匹配的天线,以便在自由空间和天线之间进行最佳的功率传输?本质上,我将如何想象一个Rx版本的各向同性天线-它是受波长影响吗? 

基于此,我承认你不太愿意接收所有信号,而通常聚焦于特定频率/方向上的信噪比。我理解指导性,但是频率滤波是Rx设计的一部分,还是多带带的滤波器的工作?

 对于一个基本的测试,我设置了一个甚高频和高频天线来接收相同的高频信号。如果我被告知的“最好的Rx天线也是最完美的Tx天线”是真的,那么我就会期待一个非常大的差异,但根本没有太大的差异。
 

如果你能在任何方面帮助我,谢谢你!


2条回答
dengdc
1楼 · 2021-05-28 08:50.采纳回答


这是另一本关于天线的书:

Https://archive.org/details/fea_Practical_Antenna_Handbook/mode/2up


EDUCYPEDIA有一些带有天线链接的页面:

天线

天线列表

天线类型

偶极天线

螺旋天线

J极天线

环形天线

抛物面天线

雷达技术

Yagi天线


soso
2楼-- · 2021-05-28 12:04

这不是我真正擅长的领域,但也许可以提供一些思路。我说的不对的地方大家可以指正。


2楼说:

忽略Tx,我如何设计天线以捕获多达mV / m的RF信号?


尽管书中的注解(例如有关波浪或天线的注解)是首选接收方式,但总体而言,互惠确实可以提供一些见解。即,发射阻抗匹配是接收的匹配。因此,良好的能量传递是双向的。

对于发射时的功率效率,有时通过减少影响匹配的部件的使用来做,但是这不是一个好方法,因为功率是从PA传输,而不是接收时的Johnson-Nyquist噪声。


目前尚不清楚您打算接收什么。如果进行接收,那么在某些频带内限制SNR的噪声也是对您接收信号有帮助。

有许多样式以各种方式来增加宽带。但这些都是权宜之计。

没有全向天线也没有关系,因为我们倾向于生活在2D世界中,并且倾向于在水平面中表示全向。否则如果我们知道要与哪个地方通信,则可以使用方向性来增加增益。但总的来说,方向性只会将灵敏度或辐射压缩到一个区域中,优先于其他区域。因此,所有全向天线都具有相同的理论最大“增益”。


如果我们想象空中的EM场是许多波的组合,每个波都有特定的规律性变化的电场和磁场,它们在某个方向传播并带有某种极化。当我们将天线放在场中时,我们正在天线中收集一个产生的电流,将场分量组合成一个信号,该信号由该点在某些空间上的场(在某些情况下包括传播方向)的投影确定+极化空间。


因此,用简单的示例术语来说,电偶极子看不到正交电场,也看不到末端传播的电场:在该矢量上的零最终投影。电偶极子只能看到纯圆极化波的一半,否则会与其方向对齐。


人们组合天线,以获得不同频段的覆盖范围。可以类似地将对数元素组合为对数周期,或以类似的意义使用Yagi-Uda来查看方向性。当然,在一个点上组合偶极子会产生一个新的矢量,因为它们相干地收集,并且信号以相控的方式相加。


因此,取决于您要实现的目标,但作为第一个指南,意味着TX与RX大致相同,不匹配会损失一部分能量。

指向信号源的方向会增加增益:我们通常知道在哪里发出信号或寻找最佳方向。


关于“交叉场天线”有一点小困惑,我认为这是一种试图收集更多能量的尝试。


不好意思,随便写写。 楼上推荐的书确实是很好的指南。


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