无线电天线的经典知识

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无线电天线的经典知识

在电工学中我们已知道了由电容和电感元件可以组成谐振回路。其中串联谐振回路有以下特点：谐振时回路阻抗最小，且为纯电阻；电路中电流最大，并与电源电压同相……。
　　实际应用的天线，其导体本身就具有一定的电感量，它和大地间又存在着电容。对于收发信机来说，整个天线系统就像一个LC串联回路。构成天线的导体的几何尺寸、天线与周围物体以及与地之间的距离等因素影响着它的电感、电容参数。收信天线对某一频率谐振时，这个频率的电磁波能使天线产生较大的感应电流而使接受机能从众多的信号中很容易就“发现”它；发信天线对某一频率谐振时，发射机能使天线中的电流达到最大，当然信号也就能最有效地发射出去。
　　和LC谐振回路一样，当天线发生谐振时，它等效为一个纯电阻。这个电阻包含了天线的辐射电阻和损耗电阻两个部分。我们根据欧姆定律可以推断，当电流一定的时候，辐射电阻越大，发射效率越高。辐射电阻的大小取决于天线的结构形式。损耗电阻是有害的，在实际制作中我们选择导电性能好、表面积尽可能大的材料制作天线以求得到最小的损耗电阻。谐振时天线的电阻也就是天线的特性阻抗，这是使用天线时必须了解的一个重要参数。
　　众所周知，用以表征谐振回路特征的“幅度——频率”特性曲线形状有陡、缓之分，有的回路频率响应范围宽，有的则反之。天线也有同样的特征：有的天线可用于比较宽的一个频段，有的则不行。业余通信使用的频率虽然包括了相当宽的范围，但就每个波段而言却都是很窄的，所以业余通信使用的天线大多选用频带窄而效率高的天线。许多淘汰的军用通信机中配用的天线，如44m、22m双极式天线等，都不能谐振在业余频段上，对于发射功率不大的业余通信来说效果并不好。
　　我们都有这样的经验：如果LC回路谐振频率不合要求，可以用改变电感或电容数值的方法进行调试。天线也一样，当天线谐振频率不对时，可以调整它的尺寸。如果无法调整尺寸也可以给天线回路串联或者并联电感电容，这就是“天线调谐”。不过应该知道，这种办法虽然可以使整个回路总体上达到谐振，但天线的效果却并不见得好。可以设想，如果我们继续加大附加的电感电容比例，缩小天线部分，最后不就成了一个名符其实的LC回路了吗？这时的“辐射电阻”极小，能量只能在回路内交换吞吐，并不能被发射出去。