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半波长偶极天线的阻抗特征 [复制链接] [手机版]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 绿 楼主  发表于: 2021-07-14 12:13:33 星期三
CQ业余无线电

从高高耸立在铁塔上的多单元天线,到手台上不足 10cm 长的天线,业余无线电中有各种各样的天线。在有线通信中,电能只存在于电线中,从发送端向接收端传送。在发送端,将变压器置于发信机与电线中间以达到匹配,从而把信号能量有效地送入电线。无线电通信的情况是相似的,发信机的能量通过发射电力与空间的匹配,有效地发射电波。相当于有线通信中变压器部分的就是天线。天线和变换器一样,都可以用于发射和接收,在发射中表现良好的天线,在接收时的效率也是不错的。

我们假设把发射机的高频电功率馈送在一个调谐电路上,在电路中就有电流流动,这时大部分的电功率在电阻部分被消耗。在一般情况下由于线圈的损失要比电容器大,所以线圈发热,最后也有损坏的情况。在这时,电波的电功率几乎不向外部发射。若增加调谐电路连线部分的长度,则由这部分的电流和电压会在空间发生磁场和电场,它以每秒 30 万千米的速度进行传播,这就是电波。将调谐电路进一步延伸,使整体的长度为送入高频信号波长的 1/ 2,那就是我们所要了解的 1/ 2 波长偶极天线。电波,由于在任意长度的导体上均可发生,所以天线的长度不必须是 1/2 波长,不过这时发送的效率好,天线与使用频率谐振。因此,1/2 波长偶极天线作为各种天线系统的基本元件被广泛应用。

将上述 1/2 波长偶极天线的中央部切断,在此处连接高频信号的天线称作偶极天线。中央部所呈现的阻抗,约为 73Ω 的电阻和约 42Ω 的电感性电抗成分串联。这种电阻成分,是由送入的电功率向空间放出电波而发生的。若假想将偶极天线的电波发生功能置换为 73Ω 的电阻,这样在 73Ω 的电阻器上消耗了电功率,则电功率将全部变换为热。如果向天线的 73Ω 上供给电功率,则电功率就会作为电波从天线向空间传播,而不会成为热的损失。另外,电感性电抗成分虽然不会干预电波的放射能量,但在天线和馈线匹配的时候是有害的。如果把天线的长度变为略小于 1/2 波长,即可使电抗趋近于零。我们在调整的时候,以逐步接近法来改变天线的长度,将这种电抗成分接近于零,即可把天线调谐在使用的频率上。

摘选自《业余无线电手册》

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