【正文】 電纜芯線外徑； εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)。 通常Ｚ 0 = 50 歐 ，也有Ｚ 0 = 75 歐的。 由上式不難看出，饋線特性阻抗只與導(dǎo)體直徑 D和 d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù) εr有關(guān)，而與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗無關(guān)。 天線的基本知識 天線的基本知識 饋線的衰減系數(shù) 信號在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應(yīng)合理布局盡量縮短饋線長度。 單位長度產(chǎn)生的損耗的大小用衰減系數(shù) β 表示，其單位為 dB / m （分貝／米），電纜技術(shù)說明書上的單位大都用 dB / 100 m（分貝／百米） . 設(shè)輸入到饋線的功率為Ｐ 1 ，從長度為 L（ m ） 的饋線輸出的功率為Ｐ 2 ，傳輸損耗 TL可表示為： TL ＝ 10 Lg ( Ｐ 1 /Ｐ 2 ) ( dB ) 衰減系數(shù) 為 β ＝ TL / L ( dB / m ) 例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜， 900MHz 時衰減系數(shù)為 β ＝ dB / 100 m ，也可寫成 β ＝ 3 dB / 73 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經(jīng)過 73 m 長的這種電纜時，功率要少一半。 而普通的非低耗電纜，例如， SYV9501， 900MHz 時衰減系數(shù)為 β ＝ dB / 100 m ，也可寫成 β ＝ 3 dB / 15 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經(jīng)過 15 m 長的這種電纜時，功率就要少一半！ 匹配概念 什么叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負(fù)載阻抗Ｚ L 等于饋線特性阻抗Ｚ 0 時，稱為饋線終端是匹配連接的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負(fù)載的入射波，而沒有由終端負(fù)載產(chǎn)生的反射波，因此，當(dāng)天線作為終端負(fù)載時，匹配能保證天線取得全部信號功率。如下圖所示，當(dāng)天線阻抗為 50 歐時，與 50 歐的電纜是匹配的，而當(dāng)天線阻抗為 80 歐時，與 50 歐的電纜是不匹配的。 如果天線振子直徑較粗，天線輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線保持匹配，這時天線的工作頻率范圍就較寬。反之，則較窄。 在實際工作中 ， 天線的輸入阻抗還會受到周圍物體的影響 。 為了使饋線與天線良好匹配 ， 在架設(shè)天線時還需要通過測量 ， 適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的局部結(jié)構(gòu) ， 或加裝匹配裝置 。 天線的基本知識 電纜 50 ohms 50 ohms 80 ohms 天 線 反射損耗 前面已指出，當(dāng)饋線和天線匹配時，饋線上沒有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀€方向行進的波。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。 而當(dāng)天線和饋線不匹配時 ， 也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時 ， 負(fù)載就只能吸收饋線上傳輸?shù)牟糠指哳l能量 ， 而不能全部吸收 ， 未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波 。 天線的基本知識 傳輸線 50 ohms 天線 75 ohms 朝前 10W 返回 這里的反射損耗為 10Lg(10/) = 14dB 輻射 W 例如，在右圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個為 75 ohms， 一個為 50 ohms ，阻抗 不匹配 ，其結(jié)果是 電壓駐波比 在不匹配的情況下 , 饋線上同時存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅 Ｖ max ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅 Ｖ min ，形成波節(jié)。其它各點的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱為行駐波。 反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，記為 R 反射波幅度 （Ｚ L－Ｚ 0） R ＝ ───── ＝ ─────── 入射波幅度 （Ｚ L＋Ｚ 0 ） 波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比 ，記為 VSWR 波腹電壓幅度Ｖ max （ 1 + R） VSWR ＝ ────────────── ＝ ──── 波節(jié)電壓輻度Ｖ min （ 1 R） 終端負(fù)載阻抗 Ｚ L 和特性阻抗 Ｚ 0 越接近 ， 反射系數(shù) R 越小 ， 駐波 比 VSWR 越接近于１ ，匹配也就越好 。 天線的基本知識 平衡裝置 信號源或負(fù)載或傳輸線，根據(jù)它們對地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。 若信號源兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡信號源，否則稱為不平衡信號源；若負(fù)載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡負(fù)載，否則稱為不平衡負(fù)載；若傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，則稱為平衡傳輸線，否則為不平衡傳輸線。 在不平衡信號源與不平衡負(fù)載之間應(yīng)當(dāng)用同軸電纜連接，在平衡信號源與平衡負(fù)載之間應(yīng)當(dāng)用平行雙線傳輸線連接，這樣才能有效地傳輸信號功率，否則它們的平衡性或不平衡性將遭到破壞而不能正常工作。如果要用不平衡傳輸線與平衡負(fù)載相連接，通常的辦法是在糧者之間加裝 “ 平衡－不平衡 ” 的轉(zhuǎn)換裝置，一般稱為平衡變換器 。 天線的基本知識 二分之一波長平衡變換器 又稱 “ Ｕ ” 形管平衡變換器，它用于不平衡饋線同軸電纜與平衡負(fù)載半波對稱振子之間的連接。 “ Ｕ ” 形管平衡變換器還有 1:4 的阻抗變換作用。移動通信系統(tǒng)采用的同軸電纜特性阻抗通常為 50歐，所以在 YAGI天線中，采用了折合半波振子，使其阻抗調(diào)整到 200歐左右，實現(xiàn)最終與主饋線 50歐同軸電纜的阻抗匹配。 天線的基本知識 等效為 RL/2 RL/2 λ /2 四分之一波長平衡 不平衡器 利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實現(xiàn)天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡 不平衡變換。 天線的基本知識 同軸饋線 導(dǎo)電反射底板 λ /2 長對稱振子 1/4波長