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天線與饋線的連接

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2010-7-31

天線與饋線的連接
    天線與饋線的連接,是安裝天線時十分重要的問題。若連接不正確,將直接影響接收效果。其連接方式,取決于天線中有源振子的形狀和饋線的種類。一般常用的有下列情況。

1、天線的有源振子為半波折合振子(阻抗300Ω)
    連接饋線采用300Ω扁平饋線時,其連接方式最簡單,即將饋線的兩根導線分別接在有源振子中間開口處即可,如圖1所示。如果采用75Ω同軸電纜作連接饋線,其連接方式需要把半波折合振子333Ω阻抗變換與同軸電纜75Ω匹配。方法是載取1/2波長的同軸電纜制作成U型變換器,如圖2所示。先將1/2λ的同軸電纜中間芯線的兩端,接在半波折合振子天線的開口處,其外層屏蔽網相連;主饋線的芯線接天線開口處的任一端,其屏蔽網連接U形變換器的屏蔽網。
 
2、天線的有源振子為半波振子(阻抗75Ω)
    當饋線采用300Ω扁平饋線時,需進行阻抗變換,方法是用1/4波長的扁平饋線兩根制成阻抗變換器,接法如圖3所示。
    當饋線采用75Ω同軸電纜時,就只需要進行平衡-不平衡轉換,可采用75Ω同軸線作U形變換器,接法如圖4所示。取一根1/2λ的同軸電纜,將兩端接于天線開口處并將外層相連好;再在U形變換器1/4λ處截斷,其主饋線的芯線接在1/4λ處的同軸線芯線,其外層屏蔽線接在3/4λ處的同軸線芯線。
    此外,還可用雙孔磁心制作。其制作方法見圖5(a)、(b)所示。
 
    雙孔磁心阻抗變換器的突出優點是體積小頻帶寬,缺點是抗干擾能力與選擇性差。

天線與饋線匹配中的平衡與不平衡變換
    很多天線如半波振子天線、折合振子天線、環行天線等都是平衡饋電的,它們都有兩個饋電點,它們都有個特點:兩個饋電點的信號電壓(或電流)的相位是互為反相的。而主饋電纜常常都是用同軸電纜,同軸電纜屬于不平衡(不對稱)饋線,其內導體是饋電點,而外導體是地線點,不參與饋電。所以就算天線的特性租抗與同軸電纜相同也不能直接連接,否則,會破壞天線的對稱性,使天線兩臂上的電流大小不等,這種不平衡性會改變天線的方向圖,使之成為不對稱的方向圖,從而使饋線可能接收到各種干擾波和使饋線與天線失配。因此,在天線與同軸線連接時,不僅要考慮阻抗匹配而且還要進行平衡--不平衡變換。

1、λ/4平衡變換器(λ是信號頻率的波長)
    λ/4平衡變換如圖6所示,半波振子的輸入阻抗是75歐的平衡負載,用75歐的同軸電纜與之配接雖然阻抗是匹配了,但平衡卻不匹配,必須加入一個平衡變換器。
 
    半波振子的一臂與主饋線外導體相連(圖6中的A點),另一臂與λ/4導體上端和同軸電纜的內導體相連接(圖6中的B點),λ/4導體的下端則通過短接金屬環與主饋線的外導體相接(圖6中的C點)。那么A--》B點之間的距離為λ/2,所以,B點的信號送到A點時剛好反相,這樣一來就把同軸線的不對稱變為對稱了。從A、B兩點向短接金屬環看進去是一段λ/4的短路線,其阻抗為無窮大,所以對阻抗匹配不會造成影響。

2、不對稱U型環平衡變換
    如圖7所示,它由兩段特性阻抗均為75歐的同軸線構成,其中一段為λ/4,另一段為3λ/4,兩段同軸線的內導體分別與半波振子的兩臂A、B相連,另一端與主饋電纜相連于C點,可見主饋線到振子兩饋電點路徑的波程相差為3λ/4-λ/4=λ/2,即兩饋電點的信號電壓大小相等,方向相反。因而保證了平衡饋電。
 
    阻抗匹配:由于半波振子是平衡式的,每個饋電點對地阻抗為75/2=37.5歐,饋電點A通過λ/4的75歐電纜到C點的阻抗為:752/37.5= 150歐,饋電點B通過3λ/4(λ/4的奇數倍)75歐電纜到C點的阻抗為:752/37.5=150歐,那么C點的合成阻抗為:150/2=75 歐。顯然和主饋電纜的阻抗是匹配的。

3、λ/2平衡變換器
    λ/2平衡變換器又叫U型平衡變換器,如圖8所示,折合半波振子天線(輸入阻抗為300歐)與會75歐的同軸線連接時,二者阻抗不匹配,因此必須在它們之間加裝U型平衡變換器。從圖8可看出,饋電點A和B的對地阻抗為300/2=150歐,信號從主饋電纜傳至A點分成兩路,分別供給振子左右兩邊的負載。由于A、B兩饋電點的波程差為λ/2。因此,A、B兩饋電點的電源大小相等,方向相反,從而達到了平衡變換的目的。 
 
    再看阻抗方面,由于A、B兩點的對地阻抗均為150歐,那么合成在一起后,A點的阻抗應為兩饋電點的并聯值即150/2=75歐,所以阻抗也是匹配的。

Tags:天線,饋線,制作方法,制作  
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