天线与电波的基础理论

各位接触业余无线电之后或多或少都会接触到各式各样的天线,但是刚接触到天线的时候可能有一些无从下手,那么接下来我们就一起来了解了解,天线与无线电波之间的联系,或者说我们应当如何选择合适的天线。

首先天线是什么?它的作用是什么?

天线是无线电台将电波发射出去的必需品,它可以是各种样式、各种形态;当然在空中的无线电波也是通过天线进行的接收;对于电台来说,天线就相当于电台的耳朵和嘴巴,想要让电台能够听清远方的信号和清晰的告诉远方的电台,你就需要一副性能卓越的天线,当然电台的性能也是很重要的,二者是相互相成的关系,缺一不可!

天线的好坏如何去判定?或者说什么是好天线,什么是差天线?

天线的作用是收发电波信号,那么它的材料就必须是导体材料,那么各种导体会存在不同的电阻值,所以我们通常选择电阻值较小的各类金属材料来制作天线;换句话说任何金属物品皆可当作天线,比如你家里的八十米大刀!但我们真的可以用八十米的大刀来做天线么?答案是可以的,但通过它发射出去的电波信号会往什么地方跑?能发射出去多少?这些我们都不知道,所以八十米大刀是可以当作天线的,但却不是合适的天线,那么这种天线我们就可以认为是差天线。

总的来说差天线可以理解为发射效率未知或很低、发射方向未知或很杂乱的天线就是差的天线;

而什么是好天线呢?比如电信、联通的信号基站所用的天线、广播电台的发射信号塔,这些能够将信号有效的传输给接收终端的天线、不论用途和形式,皆是好天线;

那么好天线如何判定呢?我们可以通过驻波比(SWR)、增益、方向性这三个指标进行判断。

首先是驻波比(SWR),这个应该是我们接触无线电之后经常听到的一个词,有时候我们也叫他驻波,比如经常在群里面会提到某某天线驻波很低、某某天线驻波很高;所以驻波是判断天线好坏的首要标准,但也不要完全凭借驻波比判断天线的好坏,毕竟。。。。。假负载的驻波比就是完美的1.0(即入射波和反射波比例为1:1)

这里我们可以简单的把驻波比理解为发射效率,比如SWR=1的时候电波100%被发射出去了,那么SWR=2的时候可能就只有90%被发射出去了;那么剩下的那部分电波去哪儿了呢?根据能量守恒原则,剩下的这部分电波是不会凭空消失的,而是一部分转换为热量消耗掉了、另外一部分是直接回到了电台里面,所以如果驻波比过大,回到电台的电波就会越大,对电台的伤害就越大,所以驻波应当越小越好;(但驻波也会跟所使用的频率有着很大的关系,这点我们后面的文章来慢慢讲)

第二个标准就是增益,增益我们可以简单的理解为通过这个天线发射出去的电波信号加强了,那么这个加强得有一个参照物,这个参照物也是一副天线(这里我们就叫它基准天线),但是这幅天线不会对发射出去的信号有任何增加和减少的效果,那么我们为了方便计算就用一个单位db来代替,然后这个单位的数字越大,说明相对于基准天线来说增益效果就越大,比如0db就代表电波强度没有增加和减少,而3db就代表电波强度增加了2倍(这里具体如何计算的,后面有机会再慢慢讲解),当然这个参数在实际应用中还会加入一个参数,即基准天线的参数,比如我们通常使用的基准天线为点源天线,它的单位是“i”,而如果你看到你买的天线的增益值为3dbi,那么恭喜你,你买到了一个相对于点源天线2倍增益效果的天线;所以增益也是判断天线好坏的一个重要标准;

第三个标准就是方向性,各种天线都有自己的方向性,以八木天线为例,它只接收特定方向来的信号,或者只对特定方向发射信号,那么这就是方向性,一副天线,如果它能够向某一个方向最大限度的发射电波,那么这种天线就是属于方向性强的天线,当然方向性强也会带动着增益增加(具体原因我们后面再聊);

所以我们通过这三个标准就可以辨别出这幅天线是否是好天线,或者说是否是适合你电台和频率的天线;

OK今天的内容就到这里,如果有什么不清楚的,可以通过邮件等方式与我联系。

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