天線的特性-無線電

天線的特性：


　　共振: 任何天線都諧振在一定的頻率上，我們要接收哪個頻率的信號，就希望天線諧振在那個頻率上。天線諧振是對天線最基本的要求，要不然，就沒那麼多講究了，隨便扔根線出去不也是天線嘛。天線的諧振問題涉及到的主要數據是波長及其四分之一。計算波長的公式很簡單，300/f。其中f的單位是MHz，而得到的結果的單位是米。1/4波長是稱作基本振子，如偶極天線是一對基本振子，垂直天線是一根基本振子。不過天線中的振子的長度並不正好是1/4波長，因爲電波在導線中行進的速度與在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一個縮短因子。這個因子取決於材料。



　　帶寬: 這也是一個重要但容易被忽略的問題。天線是有一定帶寬的，這意味着雖然諧振頻率是一個頻率點，但是在這個頻率點附近一定範圍內，這付天線的性能都是差不多好的。這個範圍就是帶寬。 我們當然希望一付天線的帶寬能覆蓋一定的範圍，最好是我們所收聽的整個FM廣播波段。要不然換個臺還要換天線或者調天線也太麻煩了。天線的帶寬和天線的型式、結構、材料都有關係。一般來說，振子所用管、線越粗，帶寬越寬；天線增益越高，帶寬越窄。



　　阻抗: 天線可以看做是一個諧振迴路。一個諧振迴路當然有其阻抗。我們對阻抗的要求就是匹配：和天線相連的電路必須有與天線一樣的阻抗。和天線相連的是饋線，饋線的阻抗是確定的，所以我們希望天線的阻抗和饋線一樣。一般生產的饋線，主要是300歐姆、75歐姆和50歐姆三種阻抗，國外過去還有450歐姆和600歐姆阻抗的饋線。 基本偶極天線的阻抗是75歐姆左右，V型偶極天線是50歐姆左右，基本垂直天線阻抗 50歐姆。其他天線一般阻抗都不是50或75歐姆，那麼在把它們與饋線連接之前，需要有一定的手段來做阻抗變換。



　　平衡: 對稱的天線是平衡的，如偶極天線、八木天線，而同軸電纜是不平衡的，把這兩者連接起來，就需要解決平衡不平衡轉換的問題。



　　增益: 天線是無源器件，但是天線是可以有增益的。這個增益當然是相對增益，是相對於基本偶極天線而言的。FM DX所用的天線，當然希望增益越高越好。不過別忘了，增益高往往伴隨着帶寬窄。



　　方向性: 不是所有的天線都有方向性的。便攜式收音機上的拉桿天線就沒有方向性。偶極天線有弱的方向性，八木等定向天線可以得到較好的方向性。好的方向性意外着能夠集中收集所需方向的電波，還有一個重要的能力就是能部分地減弱本地電臺信號的影響。但是定向天線並不是什麼情況下都好。當沒有目標而等待的時候，定向天線就有可能使你錯過天線背面的信號。所以比較合理的方式，是用一個垂直天線和一付定向天線配合使用，用垂直天線等待，聽到信號後，再用定向天線轉過去對準了聽。



　　仰角: 天線的仰角是指電波的仰角，而並不是天線振子本身機械上的仰角。仰角反映了天線接收哪個高度角來的電波最強。對於F層傳播，我們希望仰角低，可以傳播地遠，對於 Es層，電波主要是從高處來，我們希望仰角高。仰角的高低取決於天線型式和架設高度。一般來說，垂直天線具有低仰角，其他天線的仰角隨架設高度變化。



　　架設高度: 天線有一個架設高度。這個高度實際上是兩個高度，一個高度我們考慮它的水平面高度，這個高度對於本地信號有些用，對於DX其實用處不大。第二個常常被忽略的高度是地面高度，是指天線到電氣地面的高度。比如架設在鋼筋水泥房頂的天線，雖然房子高有20米，但是天線距房頂只有1米，那麼這付天線的高度只是1米。 天線的高度對不同的天線有不同的影響，一般會影響天線的阻抗和仰角。通常我們認爲天線的地面高度應在0.4個波長以上，才比較不受地面的影響。



　　駐波比: 最後介紹這個最不被中國的愛好者熟悉的特徵。 駐波比反映了天饋系統的匹配情況。它是以天線作爲發射天線時發射出去和反射回來的能量的比來衡量天線性能的。駐波比是由天饋系統的阻抗決定的。天線的阻抗與饋線的阻抗與接收機的阻抗一致，駐波比就小。駐波比高的天饋系統，信號在饋線中的損失很大。

天調的作用：

1、匹配阻抗，使天線系統(天調+天線)對於發射機來說是阻抗匹配, 這樣才能讓天線系統中的天線電纜部分輻射效率最高

2、諧振天線，按照電磁理論來講天線阻抗Z=R+jX， 當Ｘ＝０時視爲天線諧振。不自然諧振的天線使用天調後，天調通過加感或加容，使得Z=R+jX中Ｘ＝０。

3、加天調後的天線相對於自然諧振天線的電效率問題，將天線調諧到相對於發射機來說是阻抗匹配, 靠的是天調內部的LC網絡，有很大一部分功率在天調的L、C內“吞吐”，不輻射電磁波。由於L、C不是理想元件，會消耗一部分能量，因此天線越不自然諧振（特別是等效輻射電阻偏離50歐越遠），加天調後的電效率就越低。


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