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如何做到鞭状天线效率的最大化

2014-11-08 14:24
鞭状天线主要用在移动的车辆上,为了保证天线机械强度和通过性,天线一般都设计的很短,尺寸不超过2m。天线电气长度设计为1/4波长,采用根部或者中部等加感形式。这类鞭天线的阻抗只有几个欧姆,效率在都很低,有的只有10%左右。

讲究点的天线,一般首先都需要在根部阻抗匹配,使其接近50欧,其次再进行天线谐振长度的加感。这是一种在天线辐射长度不变情况下,提高效率的基本方式。

缩短型天线长度一定了,那么什么形式的加载效率最高呢,除了上述的根部加感,中部加感之外,还有效率较高的为顶部加感方式,但车载使用头重脚轻,采用的很少。于是就有了连续加载/螺旋加载,也叫线性加载方式,在同样的尺寸下,线性加载天线效率是最高的。

我们都知道,垂直天线半波长效率、辐射仰角要等指标要远远优于1/4波长天线。于是本文介绍的内容即为“半波长缩短型高效螺旋天线”。基本方法是:在设计的天线物理长度内(比如1.5m长鞭天线),以螺旋加载的方式,连续绕满1/2波长的导线,使天线工作为1/2波长电气长度(调整好后可以自然谐振该频率)。当然这种天线载体,其螺旋部分只能是玻璃钢、塑料管等材质,前端可以适当有部分导体延伸。比如在3m长塑料管上螺旋绕10m电线(等距螺旋,密绕就是电感了),让天线自然谐振于14MHz;再比如用同等长度的载体螺旋绕20米导线,使其谐振于7兆频率。所用的鱼竿、塑料管等载体,根据实际尽量长些效率更好。比较典型成功的案列有;美国“不到2美元20m螺旋天线”、BD1TCC制作的20米、40米鱼竿天线,建伍MA5等。大家公认效率较高的车载(鱼竿)天线,无一例外都是先螺旋加载,后中上部加感方式,使其电气长度达到半波长。


也就是说:同样物理长度天线,螺旋加载半波长缩短天线,要远远优于加感1/4波长缩短天线。大实话!


因此如果可能的话,无论车载天线,鱼竿天线,阳台天线或鞭状移动天线 ,尽量用半波长螺旋加载形式!即便ATU+鱼竿(长线)等所谓全波段便携天线,也最好用到电气半波长(按最低工作频率),螺旋加载来实现物理尺寸的缩短,“鞭天线”效率最大化。



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