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天线基础知识
天线基础知识
天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的
作用,天线性能的优良与否,往往在无线通信中起到事半功倍的作用。
从原理上讲,发射天线和接收天线是互易的,但在实际应用中还是有
差别的。一副在某一段频率上发射性能优良的天线,一定也是在该段
频率上接收性能优良的接收天线,但随便一条能接收的天线,却不一
定也是优良的发射天线。大部分研究和讨论天线的文章、资料都偏重
于发射方面,其实,关于天线的接收方面也有很大的考究,这一点,
对我们侧重无线电接收的爱好者来说,往往显得尤为重要。
一般来说(除了发射和接收共用的天线),发射天
线为了突出和强调发射效果,往往采用谐振天线(窄带天线),而接
收天线却往往采用非谐振天线(宽带天线),即使接收天线回路在某
些频率上存在谐振,但天线回路衡量谐振程度的品质因数(Q值)还
是比较低的,这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。如果用想同
一条天线来完成全波段接收,包括V/U波段,甚至到1G以上频率的
接收,最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线,有些宽带天线
可以工作在500KHz-1500MHz的频率范围内,但宽带天线(非谐振天
线)接收弱信号的效果总是不如窄带天线(谐振天线)。至于随便拿
来一条几米长的导线或是其它的天线充当全频天线来搞全频接收,肯
定不会有好的效果。
衡量一个天线发射和接收性能的优劣,主要有这样
几个技术指标。
一、天线效率
天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作
频率、天线长度、天线架设高度有关。
1、天线材质
尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料,如银、
铜、铝等。由于银线材的成本太高,所以实际应用中最好选择电工纯
铜线.由铜矿石冶炼后,除去杂质,尤其要减少氧化物,再通过电解
后得到电解铜,然后拉成丝。这种电工纯铜的杂质少,电阻率很低。
一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。现在市场
上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后(再生
铜)生产的电线,这种铜线材所含杂质较多,电阻率也较大,如果用
这种线材制做天线时,天线的效果不会很好,往往还会增大接收时的
白噪声,不利于弱信号的接收。用各种线材制作天线时,截面大的线
材接收效果好于截面小的线材。由于高频信号的集肤效应,同样截面
时,多股线材的接收效果好于单股线材。铝材料一般在制作八木天线
时用的较多。
2、天线的形状
为了提高天线的效率,往往在不同波段采用不同形
状的天线,LW段以长线天线为主,MW段以长线天线和环状天线为主,
SW段以长线天线、偶极天线和八木天线为主,FM段和V/U波段以八
木天线和鞭状天线为主,800M以上的微波段以板状天线和抛物面天
线为主。
3、工作频率
工作于不同频率的天线,其效率也是不同的,天线
的效率一般都随工作频率的提高而增加,高频天线的效率一般都高于
低频天线。有资料表明:长波天线的效率为10%—40%,
中波天线的效率为70%—80%,短波天线的效率为90%—95%,超短波
(FM、V、U)和微波天线的效率为95%—99%。
4、天线的长度
当天线的有效长度接近其工作频率半波(1/2波长)
的正整数倍时,天线的效率较高,若这个倍数增加时,天线的效率
还会进一步提高,但波长数(天线长度)的增加与效率
的提高不是成正比关系。环型天线的直径增加时,天线效率会提高,
环型天线的圈数增加时,天线的效率也会进一步提高。抛物面天线的
直径增加时,天线效率的提高会更明显。
5、架设高度
一般来说,天线架设得越高其效果越好,当然这个
高度是相对的,实际架设时还要根据环境和架设的成本投资来取舍。
但接收天线在V段以上频率使用时,并不是架设得越
高越好,这是因为
V段以上的频率,其场强在空间的垂直分布是不均匀的,
有时天线
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