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文檔簡介
1、什么是天線的駐波比?只有阻抗完全匹配,才能達(dá)到最大功率傳輸。這在高頻更重要!發(fā)射機(jī)、傳輸電纜(饋線)、天線阻抗都關(guān)系到功率的傳輸。駐波比就是表示饋線與天線匹配情形。不匹配時,發(fā)射機(jī)發(fā)射的電波將有一部分反射回來,在饋線中產(chǎn)生反射波,反射波到達(dá)發(fā)射機(jī),最終產(chǎn)生為熱量消耗掉。接收時,也會因?yàn)椴黄ヅ?,造成接收信號不好。如下圖,前進(jìn)波(發(fā)射波)與反射波以相反方向進(jìn)行。天線特性阻抗&進(jìn)行波反射波以八哉八川無線電端放射血抗詈翹抗Z完全匹配,將不產(chǎn)生反射波,這樣,在饋線里各點(diǎn)的電壓振幅是恒定的,如下圖中左部分(a),不匹配時,在饋線里產(chǎn)生下圖右方的電壓波形,這駐留在饋線里的電壓波形就叫做駐波。-50駐波比(S
2、WR)的S值的計(jì)算公式為下圖:一_Zi+Zo當(dāng)然還有其它的駐波比計(jì)算方法,不過計(jì)算結(jié)果是一樣的。駐波比越高,表示阻抗越不匹配,業(yè)余玩家,做到駐波比小于1.5就算可以了。最后提醒一點(diǎn),天線的好壞不能單看駐波比,現(xiàn)在大家如此迷信駐波比的原因很簡單,就是因?yàn)轳v波表好便宜、好買。不要因?yàn)樘炀€駐波比很低就覺得一切0K,多研究天線的其它特性(如方向性)才是真正的樂趣。1十|T|_|V|max1|T|V|min電壓駐波比(vswr)是射頻技術(shù)中最常用的參數(shù),用來衡量部件之間的匹配是否良好。測量一下天線系統(tǒng)的駐波比是否接近1:1,如果接近1:1,當(dāng)然好。但如果不能達(dá)到1,會怎樣呢?駐波比小到幾,天線才算合格?
3、VSWR及標(biāo)稱阻抗發(fā)射機(jī)與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果發(fā)射機(jī)的阻抗不同,要求天線的阻抗也不同。在電子管時代,一方面電子管本輸出阻抗高,另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣,流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線,因此發(fā)射機(jī)的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固態(tài)無線電通信機(jī)的天線標(biāo)稱阻抗則多為50歐姆,因此產(chǎn)品VSWR表也是按50歐姆設(shè)計(jì)標(biāo)度的。如果你擁有一臺輸出阻抗為600歐姆的老電臺,那就大可不必費(fèi)心血用50歐姆的VSWR計(jì)來修理你的天線,因?yàn)槟菢臃炊鴰偷姑ΑV灰O(shè)法調(diào)到你的天線電流最大就可以了。VSWR不是1時,比較VSWR的值沒有意義天線VSWR=1說明天
4、線系統(tǒng)和發(fā)信機(jī)滿足匹配條件,發(fā)信機(jī)的能量可以最有效地輸送到天線上,匹配的情況只有這一種。而如果VSWR不等于1,譬如說等于4,那么可能性會有很多:天線感性失諧,天線容性失諧,天線諧振但是饋電點(diǎn)不對,等等。在阻抗園圖上,每一個VSWR數(shù)值都是一個園,擁有無窮多個點(diǎn)。也就是說,VSWR數(shù)值相同時,天線系統(tǒng)的狀態(tài)有很多種可能性,因此兩根天線之間僅用VSWR數(shù)值來做簡單的互相比較沒有太嚴(yán)格的意義。正因?yàn)閂SWR除了1以外的數(shù)值不值得那么精確地認(rèn)定(除非有特殊需要),所以多數(shù)VSWR表并沒有象電壓表、電阻表那樣認(rèn)真標(biāo)定,甚至很少有VSWR給出它的誤差等級數(shù)據(jù)。由于表內(nèi)射頻耦合元件的相頻特性和二極管非線性
5、的影響,多數(shù)VSWR表在不同頻率、不同功率下的誤差并不均勻。VSWR都=1不等于都是好天線一些國外雜志文章在介紹天線時經(jīng)常給出VSWR的曲線。有時會因此產(chǎn)生一種錯覺,只要VSWR=1,總會是好天線。其實(shí),VSWR=1只能說明發(fā)射機(jī)的能量可以有效地傳輸?shù)教炀€系統(tǒng)。但是這些能量是否能有效地輻射到空間,那是另一個問題。一副按理論長度作制作的偶極天線,和一副長度只有1/20的縮短型天線,只要采取適當(dāng)措施,它們都可能做到VSWR=1,但發(fā)射效果肯定大相徑庭,不能同日而語。做為極端例子,一個50歐姆的電阻,它的VSWR十分理想地等于1,但是它的發(fā)射效率是0。影響天線效果的最重要因素:諧振天線系統(tǒng)和輸出阻抗
6、為50歐的發(fā)信機(jī)的匹配條件是天線系統(tǒng)阻抗為50歐純電阻。要滿足這個條件,需要做到兩點(diǎn):第一,天線電路與工作頻率諧振(否則天線阻抗就不是純電阻);第二,選擇適當(dāng)?shù)酿侂婞c(diǎn)。讓我們用弦樂器的弦來加以說明。無論是提琴還是古箏,它的每一根弦在特定的長度和張力下,都會有自己的固有頻率。當(dāng)弦以固有頻率振動時,兩端被固定不能移動,但振動方向的張力最大。中間擺動最大,但振動張力最松弛。這相當(dāng)于自由諧振的總長度為1/2波長的天線,兩端沒有電流(電流波谷)而電壓幅度最大(電壓波腹),中間電流最大(電流波腹)而相鄰兩點(diǎn)的電壓最小(電壓波谷)。我們要使這根弦發(fā)出最強(qiáng)的聲音,一是所要的聲音只能是弦的固有頻率,二是驅(qū)動點(diǎn)的
7、張力與擺幅之比要恰當(dāng),即驅(qū)動源要和弦上驅(qū)動點(diǎn)的阻抗相匹配。具體表現(xiàn)就是拉弦的琴弓或者彈撥的手指要選在弦的適當(dāng)位置上。我們在實(shí)際中不難發(fā)現(xiàn),拉弓或者撥弦位置錯誤會影響弦的發(fā)聲強(qiáng)度,但稍有不當(dāng)還不至于影響太多,而要發(fā)出與琴弦固有頻率不同的聲響卻是十分困難的,此時弦上各點(diǎn)的振動狀態(tài)十分復(fù)雜、混亂,即使振動起來,各點(diǎn)對空氣的推動不是齊心合力的,發(fā)聲效率很低。天線也是同樣,要使天線發(fā)射的電磁場最強(qiáng),一是發(fā)射頻率必須和天線的固有頻率相同,二是驅(qū)動點(diǎn)要選在天線的適當(dāng)位置。如果驅(qū)動點(diǎn)不恰當(dāng)而天線與信號頻率諧振,效果會略受影響,但是如果天線與信號頻率不諧振,則發(fā)射效率會大打折扣。所以,在天線匹配需要做到的兩點(diǎn)中
8、,諧振是最關(guān)鍵的因素。在早期的發(fā)信機(jī)中,天線電路只用串聯(lián)電感、電容的辦法取得與工作頻率的嚴(yán)格諧振,而進(jìn)一步的阻抗配合是由線圈之間的固定耦合確定死的,在不同頻率下未必真正達(dá)到阻抗的嚴(yán)格匹配,但是實(shí)際效果證明只要諧振就足以好好工作了。因此在沒有條件做到VSWR絕對為1時,電臺天線最重要的調(diào)整是使整個天線電路與工作頻率諧振。天線的駐波比和天線系統(tǒng)的駐波比天線的VSWR需要在天線的饋電端測量。但天線饋電點(diǎn)常常高懸在空中,我們只能在天線電纜的下端測量VSWR,這樣測量的是包括電纜的整個天線系統(tǒng)的VSWR。當(dāng)天線本身的阻抗確實(shí)為50歐姆純電阻、電纜的特性阻抗也確實(shí)是50歐姆時,測出的結(jié)果是正確的。當(dāng)天線阻
9、抗不是50歐姆時而電纜為50歐姆時,測出的VSWR值會嚴(yán)重受到天線長度的影響,只有當(dāng)電纜的電器長度正好為波長的整倍數(shù)時、而且電纜損耗可以忽略不計(jì)時,電纜下端呈現(xiàn)的阻抗正好和天線的阻抗完全一樣。但即便電纜長度是整倍波長,但電纜有損耗,例如電纜較細(xì)、電纜的電氣長度達(dá)到波長的幾十倍以上,那么電纜下端測出的VSWR還是會比天線的實(shí)際VSWR低。所以,測量VSWR時,尤其在UHF以上頻段,不要忽略電纜的影響。不對稱天線我們知道偶極天線每臂電氣長度應(yīng)為1/4波長。那么如果兩臂長度不同,它的諧振波長如何計(jì)算?是否會出現(xiàn)兩個諧振點(diǎn)?如果想清了上述琴弦的例子,答案就清楚了。系統(tǒng)總長度不足3/4波長的偶極天線(或
10、者以地球、地網(wǎng)為鏡象的單臂天線)只有一個諧振頻率,取決于兩臂的總長度。兩臂對稱,相當(dāng)于在阻抗最低點(diǎn)加以驅(qū)動,得到的是最低的阻抗。兩臂長度不等,相當(dāng)于把弓子偏近琴馬拉弦,費(fèi)的力不同,驅(qū)動點(diǎn)的阻抗比較高一些,但是諧振頻率仍舊是一個,由兩臂的總長度決定。如果偏到極端,一臂加長到1/2波長而另一臂縮短到0,驅(qū)動點(diǎn)阻抗增大到幾乎無窮大,則成為端饋天線,稱為無線電發(fā)展早期用在汽艇上的齊柏林天線和現(xiàn)代的1/2波長R7000垂直天線,當(dāng)然這時必須增加必要的匹配電路才能連接到50歐姆的低阻抗發(fā)射機(jī)上。偶極天線兩臂不對稱,或者兩臂周圍導(dǎo)電物體的影響不對稱,會使諧振時的阻抗變高。但只要總電氣長度保持1/2波長,不對
11、稱不是十分嚴(yán)重,那么雖然特性阻抗會變高,一定程度上影響VSWR,但是實(shí)際發(fā)射效果還不至于有十分明顯的惡化。不必苛求VSWR當(dāng)VSWR過高時,主要是天線系統(tǒng)不諧振時,因而阻抗存在很大電抗分量時,發(fā)射機(jī)末級器件可能需要承受較大的瞬間過電壓。早期技術(shù)不很成熟時,高VSWR容易造成射頻末級功率器件的損壞。因此,將VSWR控制在較低的數(shù)值,例如3以內(nèi),是必要的。現(xiàn)在有些設(shè)備具有比較完備的高VSWR保護(hù),當(dāng)在線測量到的VSWR過高時,會自動降低驅(qū)動功率,所以燒末級的危險(xiǎn)比20年以前降低了很多。但是仍然不要大意。半波對稱振子與饋線的匹配一般的接收設(shè)備(如電視機(jī))其輸入特性阻抗為75Q(不平衡式)或300Q平
12、衡式,半波對稱振子的輸出是:阻抗為75Q平衡式,如與300Q平衡電纜連接則只需考慮阻抗匹配就可以了,我們可利用傳輸線上距終端入/4奇數(shù)倍處的等效阻抗等于傳輸線特性阻抗的平方除以終端負(fù)載這一特殊性質(zhì)來進(jìn)行阻抗匹配,這一特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式Zin=ZO*ZO/ZL,式中Z0是傳輸線(匹配電纜)的特性阻抗,Zin為天線的輸出阻抗,ZL為負(fù)載(接收設(shè)備的輸入阻抗)阻抗,半波對稱振子與300Q平行電纜的配接計(jì)算如下:先按上式計(jì)算出所需電纜的特性阻抗阿咖腫枱二価歐,也即要實(shí)現(xiàn)半波對稱振子與300Q平行電纜的配接它們之間必須要插入一條入/4長,特性阻抗為150Q的平行電纜,為此,我們利用兩條入/4長的300Q平
13、行電纜并聯(lián)即可,接法如圖x。思維稿o半波折合振子折合振子天線在實(shí)際使用中,饋電振子一般都是采用折合振子的形式,其主要目的是增加天線的帶寬,折合振子的結(jié)構(gòu)形成如圖jk所示,這種天線的頻帶特性可以這樣來證明:折合振子作為一偶極天線來說,可看作是兩個入/4的短路線相串聯(lián),對于諧振頻率波長L=A/4,偶極天線與短路線都沒有電抗成分,當(dāng)加到折合振子上高頻電流的頻率在一定范圍變化時,出現(xiàn)以下2種情況:當(dāng)頻率高于諧振頻率時,相當(dāng)于L入/4,偶極天線近似長于入/4的短路線,其電抗是感性,而此時短路線的電抗是容性,當(dāng)頻率低于諧振頻率時,相當(dāng)于L入/4,偶極天線近似于入/4的開路線,其電抗是容性,而此時短線上的電
14、抗又是感性;故當(dāng)工作頻率了生偏移時,在一定頻率范圍內(nèi),折合振子上呈現(xiàn)的感抗與容抗可以互相補(bǔ)償,使天線在較寬的頻率范圍內(nèi)其阻抗特性的變化不大,這就是折合振子具有較寬頻帶的原理。由于折合振子兩平行導(dǎo)體具有相位相同,大小相等的電流(即11=12)所以其輻射電流為1=11+12=211,其輻射功率為P=I*I*Rr=(2I1)*(211)*Rr(Rr為半波振子的輸入阻抗)在折合振子的饋電端的輸入功率P=4*I1*I1*Rr=(Rin是折合振子的輸入阻抗)由于在饋電端輸入的電流實(shí)際上為I,所1=11,所以Rin=4Rr=4X73.1=300Q這里我們得到了折合振子輸入阻抗是300Q.是對稱半波振子輸入阻
15、抗的4倍。為了解決與75Q同軸電纜與天線振子的聯(lián)接,采用長度為入/2的同軸線做成的相位,阻抗變換裝置,即常叫的U形環(huán),可以解決以上兩個問題.U形環(huán)的結(jié)構(gòu)圖jk2如下所示.從圖可知,饋電時B點(diǎn)電流經(jīng)過U形環(huán)后,與A點(diǎn)的電流相位差為n(180度),U形環(huán)的外導(dǎo)體組成了入/4的短路線,使得在A,B點(diǎn)上的阻抗為無窮大,因而外導(dǎo)體上的電流就不會由內(nèi)表壁流向外表壁到地了,并且U形環(huán)還起到了阻抗變換的作用,如果在同軸線芯線上的輸入電流為11,輸入電壓為V1,則天線兩振子上的輸入電流分別為I1,而同軸線外導(dǎo)體是接地的,所以A,B兩點(diǎn)各自對地的電壓都是V1,且A,B兩點(diǎn)電壓為反相,故此A,B兩點(diǎn)間的電壓為VA+
16、VB=2V1,在饋電點(diǎn)呈現(xiàn)的阻抗為:R=4V1/I1即采用U形環(huán)后,使饋線與天線接觸點(diǎn)的阻抗提高了四倍,若采用特性阻抗為75Q的同軸線饋電,則在饋電點(diǎn)的阻抗為75QX4=300Q,與折合折子能達(dá)到較好的匹配.思維稿多元折合振子天線半波振子天線和折合振子天線的增益低,波瓣寬,前方和后方具有相同的接收能力,所以它們只適用于信號強(qiáng),干擾小的地方,當(dāng)接收點(diǎn)離電視臺較遠(yuǎn),信號較弱或信號較強(qiáng)但干擾較大反射波影響較嚴(yán)重時,就要采用多元高增益定向天線了,這就是多元振子天線,又叫八木天線,在有源振子的后面加上反射器,前面加上引向器,就構(gòu)成多元振子天線,引向振子,反射振子與有源振子加起來的數(shù)目就是天線的單元數(shù).多
17、元振子天線的后方波瓣消失,前方靈敏度大大提高,原理如下:反射器對前方P點(diǎn)和后方Q點(diǎn)來的信號的作用右圖中的有源振子工作在諧振狀態(tài),其阻抗為純電阻,反射器則用長度比有振子長5%-15%,而呈現(xiàn)感性設(shè)反射器與有源振子相距入/4,從天線前方的P點(diǎn)來的電磁波先到達(dá)有源振子,并使之產(chǎn)生感應(yīng)電勢e1,感應(yīng)電流I1.電磁波再經(jīng)過入/4的途經(jīng)才到達(dá)反射器,并使之產(chǎn)生感應(yīng)電勢e2和感應(yīng)電流12由于反射器與有源振子在空上相差入/4的路程,所以e2比e1落后90,而I2又由于反射器呈現(xiàn)感性而比e2落后90,故I2比e1落后180,反射器電流I2產(chǎn)生的輻射場到達(dá)有源振子形成的磁場H2又比I2落后90,即H2比e1落后2
18、70.根據(jù)電磁感應(yīng)定律,H2在有源振子里產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e1-2比H2落后90,結(jié)果e1-2比e1落后360,也就是說反射器在有源振子所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e1-2和原振子的感應(yīng)電勢e1是同相的,天線輸出電壓是等于e1與e1-2之和,可見反射器使天線接收前主信號的靈敏度提高了,根據(jù)類似的推導(dǎo)可知:反射器對后方Q點(diǎn)來的信號有抵消輸出的作用.引向器的作用引向器比有源振子短5%-10%,其阻抗呈電容性,假設(shè)引向器與有源振子間的距離也是入/4,用同樣的方法可以推導(dǎo)出下述結(jié)論:引向器對前方來的信號起著增強(qiáng)天線輸出信號作用.綜上所述,反射器起著消除天線方向圖后瓣的作用,反射器和引向器都具增強(qiáng)天線前方靈敏度的作用。
19、思維稿、丨制IL拋物面丿天線H要點(diǎn)拋物面天線的F/D與饋源的輻射方向角Q的關(guān)系F/D(F是拋物線的焦點(diǎn),D是拋物線的口徑)與饋源的方向角Q是從屬關(guān)系,也就是說只有饋源的方向角確定以后才能確定你所要制作的拋物面天線的直徑及焦距。作為一個業(yè)余愛好者只知道F/D=0.30.5是不夠的,如何才能使一條天線與饋源的配套即采用合適的F/D,這個問題很重要,它直接影響天線系統(tǒng)的效率及信噪比等。圖1-1所示Q是饋源所固有的,饋源確定了,Q也就確定了。制作天線首先要決定饋源,只有饋源的方向角為已知,才能按不同的F/D制作不同直徑的天線,而不應(yīng)制作好了天線以后才制作饋源,因?yàn)檫@樣一來很難達(dá)到理想的效果,必定產(chǎn)生如
20、圖1-2或圖1-3的情況。圖1-2的情況會使地面反射的雜波進(jìn)入饋源,而且天線邊緣的微波和繞射波也會進(jìn)入饋源,使得天線接收系統(tǒng)的信噪比減小。圖1-3的情況則會使天線的利用率降低造成人為的浪費(fèi)而且信號的旁瓣也同時進(jìn)入了饋源。F/D與Q的關(guān)系是:F/D=1/4*CtgQ/2。所以先有饋源方向角再根據(jù)你所要制作多少直徑的天線而后確定F=D*(1/4*CtgQ/2),然后根據(jù)拋物線方程:X=Y*Y/4F繪制出模。拋物線天線的口徑可用下式計(jì)算:I1q(G/10)齒接收信號的波長DYtTG次設(shè)計(jì)的天線増益JKK為天竝的救率饋源的方向角(Q)100度120度160度180度天線的效率(K)70%60%55%5
21、0%一般的折合半波振子饋源(帶后反射器)和螺旋饋源的方向角是100度左右。思維稿饋線字型發(fā)射天線的配接在一些中小功圖1率的高頻發(fā)射設(shè)備中,通常都采用多層十字型半波折合振子發(fā)射天線。這種天線的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單架設(shè)方便,其缺點(diǎn)是增益較低且?guī)捪鄬^窄,在這里以雙層十字型天線為例說明一下其配接原理。圖1為此種天線的結(jié)構(gòu)圖,我們知道一個半波振子的輸入租抗為平衡式300歐,而發(fā)射設(shè)備的輸出阻抗常為50歐不平衡式,所以首先要將折合振子的300歐平衡變換成75歐不平衡式(變換原理可參考我以前所發(fā)表的有關(guān)文章),然后將兩條長度為入(波長)的75歐同軸電纜(稱分饋線)將上下兩層?xùn)|西向的振子和用兩條長度為入+入/4
22、的75歐電纜將上下兩層中南北向的振子聯(lián)結(jié)成一個節(jié)點(diǎn)1(如圖2所示),節(jié)點(diǎn)1的阻抗為75/4=18.75歐,由于發(fā)射設(shè)備的輸出阻抗為50歐,所以還必須進(jìn)行阻抗變換,我們利用這個公式進(jìn)行計(jì)算,式中Z0為所需的入/4長度的匹配電纜特性阻抗,Z1為節(jié)點(diǎn)1的阻抗,Z2為發(fā)射設(shè)備的輸出阻抗(節(jié)點(diǎn)2)。計(jì)算得18-+50=36.6歐為此我們可以用一條長度為入/4的50歐電纜和一條同樣長度的75歐電纜并聯(lián)來近似代替。為何東西向和南北向的分饋線要相差入/4呢?這是為了在水平面內(nèi)使電磁波得到均勻的輻射,如分饋線的長度一樣其在水平面內(nèi)的輻射圖如圖3,從圖中可見其輻射場在西南,東北,東南,西北的方向上是較弱的,如果南
23、北向的振子與東西向的振子在饋電上相差n/2的相位,那末其形成的輻射場是一個旋轉(zhuǎn)磁場,其輻射圖如圖4所示,從圖中可見輻射場在全方位上都比較均勻了。根據(jù)傳輸線的原理要產(chǎn)生n/2的相位差只需將某一方向上(如南北向)的分饋線增加入/4就可以了,這就是為何南北向和東西向分饋線相差入/4的原因。思維稿天線駐波比的測量方法在天線系統(tǒng)中,天線與設(shè)備配接是否良好我們常常用一個稱為駐波比的參數(shù)對其衡量,當(dāng)駐波比為1的時,表示此天線系統(tǒng)匹配良好沒有反射,如此數(shù)越大則意味著匹配狀況越差,系統(tǒng)中存在越大的反射波。那末如何測量天線的駐波比呢?在這里我向大家介紹一種較為簡易的辦法。要測量駐波比需要一臺掃頻儀,接法如圖2-1
24、,先將饋線的終端(近天線系統(tǒng)一端)短路,此時由于掃頻儀輸出的信號在饋線的終端形成全反射,觀察其全反射波形如圖2-2曲線的最大幅度為a,然后將天線接入饋線的終端,此時掃頻儀上在工作頻率范圍內(nèi)觀察到的最大幅度為b如圖2-3,先求出反射系數(shù)P=b/a,然后可用式S=1+P/1-P求出駐波比,式中的S表示駐波比。思維稿B康座電纜的電長度在傳輸線中常用一個稱為電長度的參數(shù)(單位:MHZ)來衡量電纜的電氣性能。工廠生產(chǎn)電纜時,因?yàn)橹圃旃に嚨年P(guān)系,使得每一批的電纜的電氣指標(biāo)都存在著差別,比如同圖L是一段物理長度一樣的兩條電纜,對同一個高頻信號來說它反映的電性能就不一樣,因此就引入了一個電長度的概念。它反映了
25、在一段單位物理長度內(nèi),電纜對某一頻率信號所表現(xiàn)出來的特性。在制作發(fā)射天線的饋電系統(tǒng)中,此項(xiàng)參數(shù)尤為重要。例如在我發(fā)表的“雙層十字型發(fā)射天線的配接”一文中的各分饋電纜,在物理長度一樣但電長度不一樣的情況下,分饋線的實(shí)際阻抗就會產(chǎn)生偏移且會引起附加相移,使得整個天線系統(tǒng)難以做到很好的配接。那么如何去檢測一段電纜的電長度呢?具體方法是這樣的,例如發(fā)射天線工作的中心頻率為F,其對應(yīng)的波長為入,截取一根物理長度為入/2的電纜將它的終端短路,使它對信號形成全反射,用掃頻儀進(jìn)行測試,調(diào)節(jié)掃頻儀輸出的中心頻率使掃頻儀屏幕上產(chǎn)生一個下陷的波形(如圖L所示),這個下陷波就是電纜的反射波形。從長線理論中我們知道,終
26、端短路的傳輸線對于某一頻率信號來說離終端入/2處,它的反射波電流幅值最大,所以此時圖中的A點(diǎn)(即波峰處所對應(yīng)的頻率)就是這根電纜的電長度。如A點(diǎn)處的頻標(biāo)所指示的頻率等于F,就說明此電纜的電氣性能達(dá)標(biāo),如不等F,則說明電纜的電氣性能存在著差異,如用此電纜作天線系統(tǒng)的分饋線時,就必須要對其(物理長度)進(jìn)行修正。對于特性相同的電纜來說,當(dāng)它的物理長度相同時,它們的電長度也相同;當(dāng)它的特性不等時,電纜的物理長度相同而它們的電長度不相同,所以我們可以用電長度這個指標(biāo)來衡量電纜性能的一致性。思維稿定向耦合器在很多高頻發(fā)射設(shè)備中,常在末級功放至發(fā)射天線的通路中插入一個定向耦合器來測量發(fā)射設(shè)備的發(fā)射功率或測量
27、天線的反射功率,下面我介紹一下這種定向耦合器的工作原理。如圖X是定向耦合器的原理圖,其中A、B是主饋電纜的內(nèi)導(dǎo)體,在接近內(nèi)導(dǎo)體里放入一個線圈L3,其中C是L3和內(nèi)導(dǎo)體之間的分布電容。當(dāng)有射頻信號送入時,A、B有電流I流過,其中E是內(nèi)外導(dǎo)體間的射頻電壓,由于分布電容C的存在,那么內(nèi)導(dǎo)體中就有一電流通過C、R1流到外導(dǎo)體,這個電流在R1上將產(chǎn)生一個互感電壓EL3,很明顯,a-b兩端的輸出電壓E=ER1+EL3,在制造中我們適當(dāng)?shù)剡x擇L3和R1并在調(diào)試中改變C和互感系數(shù)M,使得在一個方向上輸出電壓E為最大值(即使得ER1和EL3在相位上是相加的),而在另一個方向上E輸出極小極小(即使得ER1和EL3在相位上是相減的),這樣我們就實(shí)現(xiàn)了定向耦合的作用,輸出電
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