什么是八木天線，八木天線的作用是什么？

八木天線的得名其實(shí)不是由于其有八根天線。

八木天線由一個(gè)有源振子（一般用折合振子）、一個(gè)無(wú)源反射器和若干個(gè)無(wú)源引向器平行排列而成的端射式天線，由提出者的名字命名。

上個(gè)世紀(jì)二十年代，日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郞兩人發(fā)明了這種天線，被稱為“八木宇田天線”，簡(jiǎn)稱“八木天線”。

八木天線的確好用。它有很好的方向性，較偶極天線有高的增益。用它來(lái)測(cè)向、遠(yuǎn)距離通信效果特別好。如果再配上仰角和方位旋轉(zhuǎn)控制裝置，更可以隨心所欲與包括空間飛行器在內(nèi)的各個(gè)方向上的電臺(tái)聯(lián)絡(luò)，這種感受從直立天線上是得不到的。

【FM調(diào)頻廣播頻段八木天線】

典型的八木天線應(yīng)該有三對(duì)振子，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈“王”字形。與饋線相連的稱有源振子，或主振子，居三對(duì)振子之中，“王”字的中間一橫。比有源振子稍長(zhǎng)一點(diǎn)的稱反射器，它在有源振子的一側(cè)，起著削弱從這個(gè)方向傳來(lái)的電波或從本天線發(fā)射去的電波的作用；比有源振子略短的稱引向器，它位于有源振子的另一側(cè)，它能增強(qiáng)從這一側(cè)方向傳來(lái)的或向這個(gè)方向發(fā)射出去的電波。引向器可以有許多個(gè)，每根長(zhǎng)度都要比其相鄰的并靠近有源振子的那根略短一點(diǎn)。引向器越多，方向越尖銳、增益越高，但實(shí)際上超過(guò)四、五個(gè)引向器之后，這種“好處”增加就不太明顯了，而體積大、自重增加、對(duì)材料強(qiáng)度要求提高、成本加大等問題卻漸突出。通常情況下有一副五單元八木（即有三個(gè)引向器，一個(gè)反射器和一個(gè)有源振子）就夠用了。每個(gè)引向器和反射器都是用一根金屬棒做成。無(wú)論有多少“單元”，所有的振子，都是按一定的間距平行固定在一根“大梁”上。大梁也用金屬材料做成。這些振子的中點(diǎn)要與大梁絕緣嗎？不要。原來(lái)，電波“行走”在這些約為半個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)度的振子上時(shí)，振子的中點(diǎn)正好位于感應(yīng)信號(hào)電壓的零點(diǎn)，零點(diǎn)接“地”，一點(diǎn)也沒問題。而且還有一個(gè)好處，在空間感應(yīng)到的靜電正好可以通過(guò)這些接觸點(diǎn)、天線的金屬立桿再導(dǎo)通到建筑物的避雷地網(wǎng)去。

八木天線的工作原理是這樣的（以三單元天線接收為例）：引向器略短于二分之一波長(zhǎng)，主振子等于二分之一波長(zhǎng)，反射器略長(zhǎng)于二分之一波長(zhǎng)，兩振子間距四分之一波長(zhǎng)。此時(shí)，引向器對(duì)感應(yīng)信號(hào)呈“容性”，電流超前電壓90°；引向器感應(yīng)的電磁波會(huì)向主振子輻射，輻射信號(hào)經(jīng)過(guò)四分之一波長(zhǎng)的路程使其滯后于從空中直接到達(dá)主振子的信號(hào)90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，兩者相位相同，于是信號(hào)迭加，得到加強(qiáng)。反射器略長(zhǎng)于二分之一波長(zhǎng)，呈感性，電流滯后90°，再加上輻射到主振子過(guò)程中又滯后90°，與從反射器方向直接加到主振子上的信號(hào)正好相差了180°，起到了抵消作用。一個(gè)方向加強(qiáng)，一個(gè)方向削弱，便有了強(qiáng)方向性。發(fā)射狀態(tài)作用過(guò)程亦然。

有源振子是關(guān)鍵的一個(gè)單元。有兩種常見形態(tài)：折合振子與直振子。直振子其實(shí)就是二分之一波長(zhǎng)偶極振子，折合振子是其變形。有源振子與饋線相接的地方必需與主梁保持良好的絕緣，而折合振子中點(diǎn)仍與大梁相通。

【八木天線的原理及尺寸關(guān)系】

天線的一個(gè)重要特征，那就是“輸入阻抗”。在諧振狀態(tài)，天線如同一只電阻接在饋線端。常用饋線阻抗為50Ω，如果天線輸入阻抗也是50Ω，那就達(dá)到了“匹配”，電臺(tái)輸出的信號(hào)就能全部從天線上發(fā)射出去；如果不“匹配”，一部分功率就會(huì)反射回電臺(tái)的功放電路。

二分之一波長(zhǎng)偶極天線的輸入阻抗約為67Ω，二分之一波長(zhǎng)折合振子的輸入阻抗則高于前者4倍。當(dāng)加了引向器、反射器后，阻抗關(guān)系就變得復(fù)雜起來(lái)了。總的來(lái)說(shuō)八木比僅有基本振子的阻抗要低很多，且八木各單元間距大則阻抗高，反之阻抗變低，同時(shí)天線效率降低。有資料介紹，引向器與主振子間距0.15波長(zhǎng)時(shí)阻抗最低，0.2－0.25時(shí)阻抗高，效率提高。這時(shí)阻抗的變化范圍約在5－20Ω間。

經(jīng)典的折合振子八木天線的特性阻抗約為300Ω，（振子間距約四分之一波長(zhǎng)）如常見的電視接收天線。折合振子折合的間距狹窄時(shí)、或二分之一波長(zhǎng)的“長(zhǎng)邊”直徑大于那兩個(gè)約四分之一波長(zhǎng)的“短邊”的直徑時(shí)，其輸入阻抗較高。

審核編輯 黃宇