[組圖]半波振子天線的裝配與接法

半波對稱振子與饋線的匹配
    一般的接收設備(如電視機)其輸入特性阻抗為75Ω(不平衡式)或300Ω平衡式,半波對稱振子的輸出是:阻抗為75Ω平衡式,如與300Ω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λ/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載這一特殊性質來進行阻抗匹配,這一特性的數(shù)學表達式 Zin=Z0*Z0/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為負載(接收設備的輸入阻抗)阻抗,半波對稱振子與300Ω平行電纜的配接計算如下:先按上式計算出所需電纜的特性阻抗,也即要實現(xiàn)半波對稱振子與300Ω平行電纜的配接它們之間必須要插入一條λ/4長,特性阻抗為150Ω的平行電纜,為此,我們利用兩條λ/4長的300Ω平行電纜并聯(lián)即可,接法如圖x。思維稿 

半波折合振子
   折合振子天線在實際使用中,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,折合振子的結構形成如圖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λ/4的短路線相串聯(lián),對于諧振頻率波長L=λ/4,偶極天線與短路線都沒有電抗成分,當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:當頻率高于諧振頻率時,相當于L>λ/4,偶極天線近似長于λ/4的短路線,其電抗是感性,而此時短路線的電抗是容性,當頻率低于諧振頻率時,相當于L<λ/4,偶極天線近似于λ/4的開路線,其電抗是容性,而此時短線上的電抗又是感性;故當工作頻率了生偏移時,在一定頻率范圍內,折合振子上呈現(xiàn)的感抗與容抗可以互相補償,使天線在較寬的頻率范圍內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體具有相位相同,大小相等的電流(即I1=I2)所以其輻射電流為I=I1+I2=2I1,其輻射功率為P=I*I*Rr=(2I1)*（2I1）*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際上為I, 所I=I1,所以Rin=4Rr=4×73.1=300Ω這里我們得到了折合振子輸入阻抗是300Ω.是對稱半波振子輸入阻抗的4倍。為了解決與75Ω同軸電纜與天線振子的聯(lián)接,采用長度為λ/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)的結構圖jk2如下所示.
    從圖可知,饋電時B點電流經(jīng)過U形環(huán)后,與A點的電流相位差為π(180度),U形環(huán)的外導體組成了λ/4的短路線, 使得在A,B點上的阻抗為無窮大,因而外導體上的電流就不會由內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I1,輸入電壓為V1,則天線兩振子上的輸入電流分別為I1,而同軸線外導體是接地的,所以A,B兩點各自對地的電壓都是V1,且A,B兩點電壓為反相,故此A,B兩點間的電壓為VA+VB=2V1,在饋電點呈現(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的阻抗提高了四倍,若采用特性阻抗為75Ω的同軸線饋電,則在饋電點的阻抗為75Ω×4=300Ω,與折合折子能達到較好的匹配.思維稿