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[无线电] 天线的最佳长度及计算方法(转)

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发表于 2013-7-2 09:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
一段金属导线中的交变电流能够向空间发射交替变化的感应电场和感应磁场,这就是无线电信号的发射。相反,空间中交变的电磁场在遇到金属导线时又可以感应出交变的电流,这对应了无线信号的接收。

在电台进行发射和接收时都希望导线中的交变电流能够有效的转换成为空间中的电磁波,或空间中的电磁波能够最有效的转换成导线中的交变电流。这就对用于发射和接收的导线有获取最佳转换效率的要求,满足这样要求的用与发射和接收无线电磁波信号的导线称为天线。

理论和实践证明,当天线的长度为无线电信号波长的1/4时,天线的发射和接收转换效率最高。因此,天线的长度将根据所发射和接收信号的频率即波长来决定。只要知道对应发射和接收的中心频率就可以用下面的公式算出对应的无线电信号的波长,再将算出的波长除以4就是对应的最佳天线长度。

频率与波长的换算公式为:
波长=30万公里/频率
=300000000米/频率 (得到的单位为米))
例:求业余无线电台的天线长度
已知业余无线电台使用的信号频率为435MHz附近,其波长为:
波长= 300000公里/435MHz
= 300000000/435000000
= 300/435
= 0.69米
对应的最佳天线长度应为 0.69/4 ,等于0.1725米
当频率为439MH时,大家可以将计算公式简化为
波长=300/439
=0.683米
最佳天线长度为0.683米/4,等于0.17米
注意:只要在金属体内有交变的电流,该金属体就要向空间辐射电磁波;反之,只要空间中有一定强度的电磁波信号,就会在该空间中的金属体上感应出交变的电流。天线与一般金属体的不同之处在于,天线强调了将金属体内交变电流最有
天线输入阻抗
天线输入阻抗是天线馈电点处的电压与电流之比。通常是一个复阻抗,而且是频率的函数。

驻波系数(VSWR)
驻波系数是天线馈线上的一个特征参数,它反映了天线输入阻抗与馈线特性阻抗的匹配程度,定义为馈线上最大电压与最小电压之比。

增益G
在天线输入功率相同的情况下,某天线在最大辐射方向的场强平方,与一理想的无方向性的点源在相同处产生的场强平方之比,常用分贝表示。

方向图
天线方向图用来描述电(磁)场强度在空间的分布情况,常用般功率波瓣宽度来表示方向图的宽度。

极化特性
天线极化特性表示天线在最大辐射方向上电场的极化形式。可分为线极化、圆极化和椭圆极化。

输入阻抗和驻波系数的测量
把天线直接接至测量仪器上就可进行输入阻抗和驻波系数的测量。常用仪器有:网络分析仪、阻抗分析仪、阻抗电桥、驻波表等。

方向图的测量
常用旋转被测天线法进行测量。所需仪器设备有:天线测试转台、功率信号源、场强计及辅助天线。

增益测量
  天线增益测量有比较法、射电天文法等,常用比较法测量天线增益。所需仪器设备与方向图测量相同,但还需已知增益的标准天线。

天波传播
指电波由天线发射后经电离层反射又到达地面的传播方式,此种方式主要用于短波通信、广播和短波雷达。

空间波传播
指电波自天线发射后经直线路径直接到达接收点,象地面上的超短波通信、电视广播、调频广播以及卫星通信、卫星广播等。

地波传播
指电波沿地表面传播,主要用于中长波广播、导航、短波地波通信等。
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