我们经常在天线的外包装上看到:SWR <1.5 这种文字,SWR就是大家常说的驻波比,似乎这个值是越小越好,但是它到底说明了什么?
驻波比是一个天线参数中非常重要的参数,它一定程度上体现了发射机与天馈系统间的
匹配程度。
匹配最好时,驻波比为1。而其他值时都意味着不同程度的两者不匹配。
我们经常说一支天线好,因为它的驻波比低。我们还曾经听到这样的说法“
我认为我的天线谐振的比较好,因为驻波比接近1了。”、“
谐振的天线,其驻波比应该为1.”或是“
我的天线辐射出了全部功率,因为它的驻波比为1”。其实以上的所有说法都
不太准确。为什么呢?
事实上,
驻波比是衡量阻抗匹配的参数,他所能表明的是
天线系统的阻抗是否能和发射机相匹配。我们常用的发射机的阻抗值为50欧姆。所以
具有50欧姆阻抗特性的天线将能够和发射机良好的阻抗匹配,其
驻波值为1.我们平常使用的馈线也是50欧姆阻抗,它能够使得整个系统保持在一个50欧姆阻抗的情况。除了这个以外,
驻波值不能表示天线工作的情况如何,它只能告诉我们天线阻抗的匹配如何。
当天线谐振于工作频率时,其阻抗完全为电阻性的,这就使得天线上的电压和电流是属于同相位的,既不延后也不提前。此时天线的效率最高。天线的效率是由发射出去的功率和输入天线的功率之比决定的。
良好的天线会把尽可能多的功率发射到空中。
假负载 那么,如何把驻波比和天线是否谐振这件事区分开呢?考虑一下
假负载。假负载就是一个能够承受较高功率的射频50欧姆电阻。它将所有输入它的射频能量转化为热量散发掉。我们平常利用假负载来测试仪器。对于发射机来说,
假负载提供了完美的50欧姆阻抗,此时测量驻波比的话,
数值上应该为完美的1。然而假负载并
没有向空中发射任何信号,其效率为0。这就是一个完美的“
驻波比为1、效率为0”的例子。
现在我们来看一看实际的天线。中间馈电的
半波长DP天线是一个很普通的例子。水平架设时其特征阻抗为73欧姆。计算得到
其驻波比应为接近1.5。但考虑到DP天线辐射效果较好,其天线效率要高很多。
与假负载比较,虽然它的驻波比不是完美的1,但是其天线效率要远远地高于假负载。我们再举另一个不太常见的例子。
一个半波长折叠天线,它的特征阻抗为
280欧——也就是说,连接在50欧的发射机上时大概会有
5.6的驻波比。此时,虽然天线谐振于工作频率,但是其较高的阻抗会
使得信号难以到达天线,并产生较大的反射波回到发射机。最好的办法就是
增加阻抗匹配电路以产生50欧的阻抗。
我们平常使用的大部分天线,在设计时就已经大概的设计为50欧姆的特征阻抗了。在这时,
驻波比就可以大略的指示天线是否谐振,这也是为什么很多火腿会把驻波当成是天线是否谐振的指标的原因。但是确实有一些情形——比如假负载,就是低驻波、低效率的代表,别忘了,有一些天线同样如此。
现代通信,中国火腿自己的杂志
关注CQ现代通信公众号 获取最新最全、好玩实用的业余无线电资讯!
[ 此帖被现代通信在2016-10-13 15:58重新编辑 ]