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[资料] 2015初至今鱼骨八木DIY经验分享(连续贴)

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[LV.10]以坛为家III

发表于 2016-7-17 15:59 |显示全部楼层
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本帖最后由 rainfly1981 于 2016-7-20 20:19 编辑

      有小伙伴抱怨好久没人DIY或者上传新的资料了,经一年多了的实际操作与研究笨人再次发帖。只为每个种花家兔子心中的那个梦想!
      八木天线是由日本东北大学的八木秀次和宇田太郎发明的天线,被称为“八木宇田天线”,简称“八木天线”,其包括一个有源振子、一个无源反射器和若干个无源引向器,该些器件单元平行排列并连接于天线主梁上,(以上是骗字数的)。本人曾在2015年设计并改进了八木天线的结构详见以下链接
我在DIY实践中总结出安装使用八木天线时,经常需要对有源振子、反射器、引向器这些器件单元进行间距的调试和/或长度的更换,使天线的电磁参数达到理想状态。目前市面上八木天线的各个器件单元与天线主梁之间的连接方式有如下几种:
1、    采用铆螺母进行紧固连接,该种连接方式的天线无法进行调节或更换各个器件单元
2、    采用螺丝的方式进行连接,该种连接方式可以更换各个器件单元,但无法进行调节各个器件单元之间的间距;且该种连接方式需要借助螺丝刀才能更换,在有些情况下不太方便;
3、    采用卡接的方式进行连接各器件单元,虽然连接或更换各器件单元较方便,但仍无法做到“微调”各个器件单元之间的间距。
而随着2.4G频段的推广,5.8G的横空出世间距的调整变的极为重要,因为高频通信零点几毫米的偏差都会使、电磁参数偏离设计指标。本人的设计的可替换式八木天线,可快速方便调整和/或替换各器件单元,使各种使用环境下的电磁参数可以达到最理想状态,且结构简单、牢固、重量轻。
回顾一下激情老大设计八木天线,以下的三个链接是我在一年多的实践中,感觉无论菜鸟、老鸟、骨灰;都非常有学习、参考价值
原理篇主要论述了八木天线的历史沿革、工作原理及各个单元图纸计算阶段的选取值;
仿真篇主要针对当时的“八木热”提醒和建议小伙伴们;DIY八木天线在选材用料和天线几何结构的注意点,同时强调巴伦的作用;
实践篇主旨在于采用4nec2及HFSS两款仿真软件相互应证的方式,仿真出省去巴伦的对称振子八木天线;

看完后意犹未尽,我也亲自动手制作了一款五单元的八木;并且公布了以下测试资料
包括与铜片版八木、双菱天线的比较,那时人比较“中二”、DIY的作品也有很多不足。今天我结合近一年半的制作经历重新扒一扒八木天线(班门弄斧了)。

目光率先聚焦有源振子
有源振子的制作是DIY八木天线成败的关键,目前论坛流行的有两种,分别是对称、折合振子,
对称振子虽然制作简单,激情老大的几款还不用制作巴伦但是实际制作后我发现效果其实并不理想,同时更加依赖整体天线中的其他器件的制作精度,虽然省去了巴伦,但是后遗症也较为明显;(我一般称去掉巴伦的设计为放弃性治疗)即在较高发射功率时有效工作带宽较窄。
折合振子,根据资料显示虽然制作精度要求高于对称振子,DIY过程中却也不是完全无法控制,晒一下我自己做的折合振子,手工DIY时是完全可以控制的多试试,铜丝总长取120mm,弯折后两头间距控制在60mm左右。
再说说大家及畏惧又做不大好的巴伦吧,目前“U”型巴伦个人认为还是比较好做的,60mm乘以速度因子0.7-0.71,看看我的作品吧!根据实践“我发现”(火星特工语)也可以在55-60mm之间取值。
同时我还想提醒小伙伴们,像下图这样做巴伦是不可取的,虽然降低了制作难度,但是这样的话天线的工作带宽就会很窄

这是我制作巴伦的方法、及有源振子6频段的测试照片
制成并装配完成后,有条件的小伙伴可以先测试一下驻波比
详见下图测试用H3C 大功率AP的发射功率预调为24dbm,对比用天线为14dbi的论坛常用平板天线
先上平板
实测驻波比数据如下
1频段、2.1
3频段、1.69
4频段、1.34
9频段、4.7
13频段、1.34
然后是今天的主角七单元八木天线
1频段、1.74
3频段、1.5
6频段、1.3
9频段、1.69
13频段、4.3
       值得小伙伴们注意的是降低发射功率后,以上两款实验天线的驻波比都会下降。所以我认为发射功率与驻波比是有一定关联的,同时再次提醒大家注意;上图中所示平板天线的9频段驻波表读数4.7,自制七单元八木13频段驻波表读数4.3只有降低发射功率至15dbm时读数才会降到1.5-1.6之间。
       而且通过驻波表可以在DIY时更加直观的了解驻波比的变化,方便大伙实际调整天线的尺寸,以我制作的这款八木天线而言1-13频段1-8频段表现较好,谐振点在5-6频段,而9-13的高频段并不理想,实际调整时可以根据所处环境,酌情减小引向器的长度、间距,若情况相反时则加大反射板或反射单元的长度。
       这段话在通俗一点就是引向器的尺寸影响天线的高频收发性能,而反射器长短或大小则影响
天线的低频段收发性能。
       天线做的再漂亮!上不了网也是白搭!亲们来看我的现有的7单元八木的效果吧!
       测试地点是在本人所在公司办公区,当时的室外气温35-37度,室内25度开启空调除湿模式1小时后,距离WIFI发射点约36M间隔5堵28cm砖墙,及一个1X5X3M的铁柜;上网工具为2006年购买的HP手提电脑,3070+6649网卡
使用14dBi的平板于12:05PM接驳AP初始状态还不错。还没来得及高兴,之后发现晕连基本的网页浏览都无法做到;最后12:09PM还断网了。


稍后无论如何也无法链接于是更换七单元的八木天线在12:13PM接驳上网
同一AP八木天线的穿透性体现出来了。
同时开始浏览网页
本人是军武次位面的粉丝先看看军武的贴吧,然后是咱们中国无线论坛!
        
        
不知不觉间已经是12:28PM了又过了一会12:36PM结束本次测试
自制7单元八木天线在接近25分钟测试过程中,至始至终软件的增益读数线稳定在-61dBm没有变化,且极少在pin接时出现丢包现象。
AP测试点,原始设定为2.4G、6频段比较先前的驻波比测试两者在6频段读数分别为
平板3.3、八木1.3(借用论坛大使@ChowLiang一句话)一切不尊重驻波比的天线都是瞎胡闹!我在查阅了手中一些老资料后,发现手工DIY成品一个或多个频段驻波比控制在1.5以下就很不错了,华为很多基站在1.4时会报警;家用1.6都是可以接受的,低功率1.8都行。起初我不大相信,后来在询问了我一个在电信基站工作的老同学后,得到了求证。还有一点“U”型巴伦与折合振子的处于一个水平面时效果是最好的,两者构成的平面呈±90度夹角最差,我通过有源振子单独接驳驻波表测试已得到了验证水平是1.08,呈±90度夹角时1.5以上。
以上就是我一年多来DIY八木天线的一些心得,有不足之处望大家指正,尤其希望大家提出宝贵的建设性、可操作性见解,因为我们的征途是星辰大海!但是别有用心者自重。



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开创了八木天线的新里程碑  发表于 2016-7-18 05:55
我们的征途是星辰大海  发表于 2016-7-18 01:22

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发表于 2016-7-19 11:07 |显示全部楼层
本帖最后由 rainfly1981 于 2016-7-19 16:47 编辑

经验分享(二)  
    承接上文很多小伙伴认为八木天线的单元数越多、抗干扰性越强;大伙其实是将指向性,与抗干扰性搞混淆了,其实在激情老大的八木天线乱弹原理篇中,关于引向振子间距的选择中有提到,当引向振子间距一般为0.1-0.4倍波长(以120mm为例具体数值应该为12mm至48mm之间)若取数值为0.3倍波长时(即36mm)那么主瓣较窄、副瓣较大,但是输入阻抗响应较平稳,我是这样理解的若按以上述数据取值、则天线整体的工作带宽较宽。这一点在我在八木改良第三弹中有应征实验;
详见http://forum.anywlan.com/thread-360503-1-1.html

但是这样取值就有一个后遗症,是什么呢?相信一些前辈已经猜到了、“抗干扰性”变差大伙可以看看我
八木改良第三弹中,相关的上网测试,增益曲线的波动就明白了。
    其实也不难理解“输入阻抗响应较平稳”天线将自由空间中的其他频段信号一并通过馈线传导到网卡,若其他频段信号距离接收点较近、或发射的功率较大时。增益曲线的波动就会增大,(刚好当时接收点旁边就有一部H3C改装12dBi识宝天线的AP)而增强抗干扰性最行之有效的途径是将引向振子间距取数值为0.15至0.2倍波长,(18mm至24mm)而第一引向振子与有源振子的间距应该比以上数值还要小0.6-0.7倍(即10.6mm),再仔细观察八木天线乱弹之三:实践篇中的多款对称振子天线,大伙不难发现各单元的间距,基本上就是八木天线乱弹原理篇中给定的数值,为增强了抗干扰特意减小了间距。尤其是第一引向振子与有源振子的间距,5、7、12、16等单元中取值为9mm。12、16、18、21单元为兼顾
输入阻抗响应从第四引向振子后间距又加大了些、变成了45mm。
   现在明白了吧,各单元的间距不是随便乱给的,也不是拍胸脯拍出来的。
先前
质疑过激情老大的图纸认为不准确,但通过一年多的实际DIY后、发现其实仿真优化值得出的结果已经相当不错了。虽说也有一定不足、但是激情大师给出的这一套参考数值,在论坛中迄今为止无人替代或赶超,而有部分人一直歪曲解读激情大师的很多结论,以至于很多小伙伴被这一类的言论误导而走了不少弯路。
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发表于 2016-7-17 16:37 |显示全部楼层
第一次在前排!!
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发表于 2016-7-17 16:58 |显示全部楼层
楼主赔我眼药,内容太长我眼睛都看花了。
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发表于 2016-7-17 17:02 |显示全部楼层
10655188 发表于 2016-7-17 16:58
楼主赔我眼药,内容太长我眼睛都看花了。

对不住哈,您的地址是?

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[LV.7]常住居民III

发表于 2016-7-17 17:03 |显示全部楼层
谢楼主还忠于diy实践与理论我的八木天线半年多了也没组装都长绿锈了
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发表于 2016-7-17 18:16 |显示全部楼层


八木天线适合远距离使用,自己动手DIY制作高增益的天线还就只有八木比较适合。还可以作为锅的馈源,看成品的栅格用的就是三单元的八木。

支持一个。




.
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本帖最后由 rainfly1981 于 2016-7-19 15:28 编辑
zdg702 发表于 2016-7-17 18:16
八木天线适合远距离使用,自己动手DIY制作高增益的天线还就只有八木比较适合。还可以作为锅的馈源,看 ...

谢谢发哥光临,你说的上锅我已经试过了;效果并不比双菱上锅差

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[LV.7]常住居民III

发表于 2016-7-17 19:05 |显示全部楼层
看完楼主的帖子,我都找不到北了
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[LV.10]以坛为家III

发表于 2016-7-17 19:20 |显示全部楼层
shwghsy 发表于 2016-7-17 19:05
看完楼主的帖子,我都找不到北了

亲,整么了。
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[LV.10]以坛为家III

发表于 2016-7-17 20:16 |显示全部楼层
好歹让大家看下天线成品的样子
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[LV.6]常住居民II

发表于 2016-7-17 20:29 |显示全部楼层
佩服。。。手工制作的确是个技术活,失之毫厘谬以千里。
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