鞭狀天線

鞭狀天線

鞭狀天線是一種可彎曲的垂直桿狀天線,其長度一般為1/4或1/2波長。車載的天線一般為4米或6米,背負式為2.4米。

概述

鞭狀天線也稱“鞭形天線”,一種簡單的垂直天線。因外形多為鞭狀,故稱。短波、超短波電台進行移動通信最常用的天線。其長度一般為工作波長的四分之一左右。為了便於攜帶,其結構多為接桿式、拉桿式或蛇骨式等類型,可以拆卸、伸縮或彎曲摺疊。主要優點是:結構簡單,使用方便,全方向性,機動性好,適於運動中的無線電台使用。軍用步談機、電台車、坦克電台和艦艇電台等都配有制式的鞭狀天線。

基本原理

鞭狀天線的等效圖可用圖1表示。由等效圖可以看出,天線實際上是LC迴路。與一般的LC迴路不同的是,天線的電感與電容是分布在天線的各個部分,而一般的LC迴路電感和電容都是集中的,因此也把天線稱為開路的LC迴路。當高頻電壓接入天線後,天線內即有高頻電流流過,在天線的周圍就會產生交變的電場與磁場,由於天線是開路的LC迴路,使電磁場的變化暴露在空間,電場與磁場的交替變化就會由近而遠她向外傳播,形成電磁波。

鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線

與一般的LC諧振迴路一樣,天線也有它的自然諧振頻率。鞭狀天線的諧振頻率波長等於4倍的天線長度L,即=4L。實際使用時,天線長度必須等於發射頻率波長的1/4,才能從輸出級得到最大的功率,同時也起到較好的濾波作用。

鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線
鞭狀天線 鞭狀天線

式中,為波長;為波速,電磁波波速為30萬千米/秒;為頻率。對於27MHz的發射電路,,故天線長度。這樣長的天線在使用中是很不方便的,因此採用加感的辦法,即在天線中串入一段電感,稱為加感天線,加感後的天線在維持諧振頻率不變的情況下能使天線長度縮短。加感的部位有兩種,一種是加在天線的底部,另一種是加在天線的中部。加在中部在製作上有一定困難,但發射效率較底部加感要高;而底部加感則製作容易,只要把電感線圈安裝在印刷電路板上即可,因此在很多小型遙控中常採用這種辦法。

圖1 圖1

鞭狀天線在天線指向的方向上是電磁波輻射的“盲區”,使用時不應將天線指向受控目標。

調試方法

鞭狀天線 鞭狀天線

為了使天線能從輸出級取得最大的功率,同時具有較好的濾波效果,必須對天線進行調試。調試工作與功放輸出級相類似,分為“調諧”和“調整”。“調諧”是使天線迴路諧振在發射頻率上,其手段是調節天線的長度或加感線圈來達到目的。“調整”指調節輸出級LC迴路與天線迴路的耦合程度,使天線的等效諧振電阻與輸出級的臨界負載電阻相匹配。

鞭狀天線對周圍環境的變化很敏感,例如操縱者手持發射機的姿態不同、發射機距地面的高度不同、天線鄰近物體的不同(例如有人或沒人)等等,都將引起天線等效阻抗的變化,從而引起天線迴路的失諧,使發射功率降低。因此調試天線時,最好儘量接近使用環境,以求得接近實際的效果。調試時,至少應監測兩個指標以觀察調試效果,其一是在電源迴路中串入一個電流表用以觀察發射管的集電極電流,其二是在天線附近放置一個場強計用以觀察發射的強度(只能作相對比較)。具體調試步驟如下。

(1)先減小天線與輸出級LC迴路的耦合,具體辦法是把LC迴路的初級與次級距離拉大。

(2)詞天線的長度(若有加感則把天線拉出最長,調電感),觀察場強計及電流表指示的變化。隨著天線的諧振,電流表指示應增大,場強計指示出現峰點,這時即認為天線長度(或加感線圈的電感量)已合適。

(3)加大天線與功放級輸出LC迴路的耦合(將LC迴路的初次級距離移近),隨著耦合的逐漸加大,功放級從過壓狀態移向臨界狀態,電流表及場強計指示再度增大,直至場強計指示出現峰點。這時若再繼續加大耦合,輻射功率將減小,場強計指示不增反減。

圖2 圖2

加感天線在接入電路調試前,如有條件的話可先用掃頻儀進行初步調試。掃頻儀的輸出信號經過一個100Ω左右的電阻接到天線底部,掃頻儀的Y軸輸入端經過檢波探頭也接到天線底部,根據掃頻儀的頻標指示,粗調電感的電感量,使天線諧振於發射機工作頻率。從掃頻儀的顯示屏上觀察,曲線凹陷最深的地方就是天線諧振的頻率。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們