八木天线
八木天线是由一个有源振子（一般用折合振子）、一个无源反射器和若干个无源引向器平行排列而成的端射式天线。因日本人八木秀次和宇田新太郎于1926年最先提出而得名，也称“八木-宇田天线”。
八木天线的基本结构包括一组主副反射器和多个挂在主反射器上的元件，其中主反射器与副反射器之间的距离为波长的1/4，通过调整副反射器的位置和大小使得电磁波产生干涉，达到定向发射和接收功效。
八木天线广泛应用于调频广播、电视信号通讯、手机通讯、铁路通讯等各通信领域。
组成结构
典型的八木天线有三对振子，整个结构呈“王”字形。与馈线相连的称有源振子，或主振子，居三对振子之中，“王”字的中间一横。比有源振子稍长一点的称反射器，位于有源振子的一侧，起到削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；比有源振子略短的称引向器，位于有源振子的另一侧，能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。引向器允许存在许多个，与其相邻的并靠近有源振子的那根相比较长度要短一点。引向器的数量与方向尖锐、增益高低成正比。
有源振子作为重要的一部分。存在两种状态：折合振子与直振子。二分之一波长偶极振子被叫做直振子，它的变形就是折合振子。有源振子和馈线用良好的绝缘与主梁链接，但是折合振子中点需要和大梁相通。
工作原理
以三单元八木天线接收为例，引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90°；引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号迭加，得到加强。反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90°，再加上辐射到主振子过程中又滞后90°，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°，起到了抵消作用。一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。发射状态作用过程亦然。
辐射方向图
八木天线属于方向性天线，其驱动振子与反射器各由一对振子组成，可以看作为偶极子天线，反射器振子的长度会略长于驱动振子。这类天线的典型方向图如下所示。
参数计算
八木天线的各个振子长度的计算公式如下：
（1）反射器长度：L1=150/f
（2）驱动振子长度：L2=143/f
（3）导引振子1长度：L3=138/f
（4）导引振子2长度：L4=134/f
（5）导引振子3长度：L5=130/f
（6）集合线长度：B=43/f+45/f+45/f
注：f代表频率
从以上公式可以得出如下结论：
（1）天线的导引振子略短于二分之一波长；
（2）驱动振子等于二分之一波长；
（3）反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。
优点与缺点
优点
1.高增益：八木天线的设计结构可以使其具有相对较高的增益，能够抵消信号在传播过程中的衰减和噪声干扰，提高接收效果和发送距离；
2.直向性：八木天线的辐射方向一般是垂直于天线主轴方向的窄带，具有较强的直向辐射特点，因此可以减少多径信号干扰、消除地形和障碍物的影响，有效提高信号质量和通信可靠性；
3.带宽宽：八木天线的带宽可以通过调整天线结构和尺寸来控制和扩展，适应不同的频段和应用场景。
缺点
八木天线的缺点是计算复杂、调整困难。
应用范围
八木天线的适用范围非常广泛，常用于以下场合：
1.无线电通信：如卫星通信、无线电收发、电视广播、无线电测量等；
2.雷达系统：如气象雷达、预警雷达、测速雷达等；
3.无线电导航系统：如GPS导航系统、航空导航系统、无线电定位系统等。
参考资料
八木-宇田天线.中国大百科全书.2024-12-16
八木天线的优点和应用!.深圳市飞宇信电子有限公司.2024-12-16
八木天线的工作原理.东莞市百傲电子科技有限公司.2024-12-18
可接收3km外的信号!解读网红Wi-Fi天线工作原理及设计方法.网易.2024-12-18
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