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jmzdd/Moxon_Yagi-Uda_Antenna

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Moxon+Yagi Antenna

⚠实验性:天线尚未经过矢量网络分析仪测量,仅通过MMANA-GAL仿真。

😮复刻有风险,制作需谨慎🤭

一、项目背景

  本天线设计参考了“Moxon-Yagi Satellite Antenna by DUIAU (based LY3LP's design)”,感谢DU1AU和LY3LP两位前辈的贡献,原设计图如下:

  由于本人手上只有直径1.25mm的铜线作为振子,因此需要对天线的尺寸重新设计。这里我选择使用MMANA-GAL软件对天线进行仿真。花了一两天时间在B站熟悉和理解软件的使用,最后根据软件的仿真结果制作出了成品。

二、设计过程

2.1 设计思路

  因为是UV双段天线,因此要求天线的中心频率在常用的两个频段:145MHz与435MHz。使用软件对该天线进行仿真,在结构不变的前提下,我修改了振子的长度与各振子之间的间距,最终得出了想要的结果。

  先使用Moxon天线计算器计算莫克森部分,确定其振子的尺寸。由于没有找到合适的八木计算器,无法直接计算八木部分的振子尺寸和间距,遂在确定了莫克森振子尺寸之后在MMANA-GAL软件内建模仿真,通过不断调整八木振子的长度和距离,反复计算其在435MHz时的阻抗和驻波比,最终确定其尺寸和距离。

2.2 MMANA-GAL软件仿真

  • 建立天线模型:
  • 调整八木天线的振子长度和距离:
  • 计算天线阻抗以及驻波比:
  • 145MHz与435MHz的远场图:

  由于理论知识欠缺的实在多,在设计过程中遇到的问题大多交给Gemini帮忙给出建议,例如:要解决天线阻抗偏小的问题,可以采取以下措施:

  • 增加天线的尺寸。天线的尺寸越大,天线的输入阻抗就越高。
  • 缩短馈电点的长度。馈电点的长度越短,天线的输入阻抗就越高。
  • 添加串联电感。串联电感可以提高天线的输入阻抗。

  经过调整后,软件显示天线在145MHz的时候,其阻抗为51.46欧姆,驻波比为1.03;当频率为435MHz时,其阻抗为51.1欧姆,驻波比为1.13。

三、文件说明

  仓库内包含了我所使用的仿真软件安装包以及所有的仿真结果,软件资源来源自互联网。现对仿真文件进行说明:

文件名 说明
moxon+yagi_d1.25mm.maa 振子直径为1.25mm
moxon+yagi_d2mm.maa 振子直径为2mm
moxon+yagi_d3mm.maa 振子直径为3mm

  软件在使用过程中可能会出现“点击仿真不出结果”的情况,我没有找到原因。如果有知道原因的同学,欢迎联系我~

  和老师交流期间做了一些框图文档啥的,存电脑也是浪费,顺带着一起上传了。

四、测试过程

  ⏰提示:在与学院老师的交流中得知,手台发射的信号属于调频信号,SDR瀑布图内看到的“多个信号”是正常的。如果要测量天线的中心频率,需要用单频信号来测,发射单纯435MHz的信号,在接收的时候才能判断是否是中心频率。(2024/3/20)

  由于手上没有设备,因此使用了RTL-SDR进行测试,其中145MHz不明显,435MHz瀑布图如下:

五、制作材料

全天线制作成本为5.3元(可以说非常丐版,挑战全网最低成本天线)

来自食堂工地:

  • 天线支架:PVC水管+木条
  • 天线振子:直径为1.25mm的单股铜线
  • 连接固定:工地纸箱的打包带

淘宝自购:

  • 馈线:RG316,SMA外螺内孔,长度0.8m(5.3元)

六、参考资料

6.1 仿真软件学习

6.2 天线计算器

6.3 调试与制作

希望能够对看到这份文档的朋友提供一些小帮助,73~

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