天線基礎(chǔ)知識大全-資料下載頁
2025-08-05 05:20本頁面
【正文】 義為傳輸線的特性阻抗，用Ｚ0 表示。同軸電纜的特性阻抗的計算公式為Ｚ。＝〔60/√εr〕Log （ D/d ） ［ 歐］。式中，D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d 為同軸電纜芯線外徑；εr 為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)。通常Ｚ0 = 50 歐，也有Ｚ0 = 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載阻抗無關(guān)。 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Ｐ1 ，從長度為L（ m ）的饋線輸出的功率為Ｐ2 ，傳輸損耗TL 可表示為：TL ＝ 10 Lg （ Ｐ1 /Ｐ2 ） （ 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，饋線終端所接負載阻抗ＺL 等于饋線特性阻抗Ｚ0 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載的入射波，而沒有由終端負載產(chǎn)生的反射波，因此，當天線作為終端負載時，匹配能保證天線取得全部信號功率。如下圖所示，當天線阻抗為50歐時，與50 歐的電纜是匹配的，而當天線阻抗為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?shù)卣{(diào)整天線的局部結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。 反射損耗前面已指出，當饋線和天線匹配時，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。例如，在右圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個為75 歐姆，一個為50 歐姆，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Ｖmax ，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Ｖmin ，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 （ＺL－Ｚ0）R ＝───── ＝ ───────入射波幅度 （ＺL＋Ｚ0 ）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電壓幅度Ｖmax （1 + R）VSWR ＝ ────────────── ＝ ────波節(jié)電壓輻度Ｖmin （1 R）終端負載阻抗ＺL 和特性阻抗Ｚ0 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。 平衡裝置信號源或負載或傳輸線，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；若負載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡負載，否則稱為不平衡負載；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載之間應(yīng)當用同軸電纜連接，在平衡信號源與平衡負載之間應(yīng)當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。 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。 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。
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