无线电
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谈谈在天线谐振以及天调概念上的误区
虎哥 2015-4-10 04:16:03
常有人说:因为天调会“吃”功率,所以能不用天调就尽量不用。还有一些观点认为把天线调谐振,驻波就应该为1,如果驻波为1,就代表天线谐振了,就有最好的通信效果。

这些说法依据不足,通常是一些“大佬”在许多年前发表的观点,然后以讹传讹。

下面随便谈谈,不一定准确,仅供参考。

天调里面只有电抗元件,理论上半瓦功率也“吃”不了,只不过由于元件有趋肤损耗和介质损耗等等,还是会吃一点点的。使用天调以后,可能改变上下游电缆中的电场分布,理论上,同轴电缆的损耗是频率的函数,并且在一个频率下只与介质有关,天调对上下游电缆损耗的影响不是主流的。总的来说,可以认为天调本身无损。当然,如果天调没有调谐,会增加信号的反射,可以认为这是损耗,但既然用了天调,为什么不调谐?


其次,天线谐振不等于天线匹配,天线谐振也不等于通信效果最好。

天线在什么状态通信效果最好呢?就是在需要的辐射方向上对有效的入射信号有最大的辐射效率的时候。而在前面定义的通信效果最好的状态,天线可能不谐振,即使碰巧刚好谐振,通常也是不匹配的。由于不匹配,发射机输出的功率会被反射回去,只有一部分成为“有效的入射信号”。有的时候,虽然天线并未工作在辐射效率最高的状态,但是由于驻波小,换句话说由于“有效的入射信号”大,所以显得通信效果最好。其实,这只是现实中达到了较好的状态,并未发挥天线的全部潜力。

谐振表现在端口上的结果是电抗为零,但电阻可是由天线本身特点决定的任意数值啊,几乎没有什么天线谐振的时候就刚好是50欧。如果认为天线谐振的时候通信效果较好的话,对于大多数天线而言,也就意味着不匹配。

通俗的说,天线驻波为1,通信效果不一定最好。有的时候碰巧最好,是因为有效的入射功率在此时刚好是主要矛盾。

所以正确的做法是把天线本身调到通信效果最好的状态,然后与发射机匹配,而与发射机匹配的最灵活办法就是用天调。“通信效果最好”是个抽象的概念。为了便于在实际工程中有据可依,可以认为天线谐振时效果就会比较好,那么,可以先把天线调谐振,不论此时阻抗是否为50欧或者驻波是否为1。然后,再用天调或者匹配电路来匹配阻抗,使驻波尽量小。当然,天线有很多种类,有的天线本身不可能在工作频率上谐振,效果最好的时候表现为一个复杂的复阻抗,此时只需要加入一些元件来与发射机匹配就行了。

如果觉得上述这些概念太麻烦,可以试试接同样一部发射机时,在远处产生的场强这个“金标准”。不论什么天线,目的是收发信号,因此把场强调到最大是最根本的目标;比较两支天线的优劣,最佳的办法也是比较他们的场强大小(对接收天线而言,是在同一场强下的输出电平)。对于宽带天线,还需要兼顾其带宽。
2015-4-10 09:57:40
1楼
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通俗易懂
2楼
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有道理!
假负载驻波比是1,发射效果却是最差的。
问题是怎么确认天线发射效果最好?
除过用场强仪,因为场强仪还得是调谐的。
最好是简单的,不用复杂仪器的情况下
3楼
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《QST》2015.03的论述
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239952
2019-1-10 16:42:31
4楼
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天调是匹配作用...

天线电抗是0 肯定是谐振了 阻抗XX欧姆 只要发射机输出阻抗等于XX  发射机与天线馈点传输效率100%  这是理想状态, 这时是发射最理想状态。如果满足通信要求的各种因素,天线“谐振”有助于提高通信"效果"

5楼
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引用:Angkor 发表于4 楼的内容:
天调是匹配作用...天线电抗是0 肯定是谐振了 阻抗XX欧姆 只要发射机输出阻抗等于XX  .....

假设一个双臂平面螺旋天线 辐射好的时候阻抗在140欧左右 

如果把天线硬调到50欧 辐射效果会变差 

个人认为正确的做法应该是天线振子以辐射效率或增益最大化设计(如果这样设计阻抗就是在140欧左右),然后添加一个匹配电路将140欧匹配到50欧。

这样做 假设匹配电路插损比较小的情况下可以同时获得较好的辐射效果 并且可以同时获得良好的回损。

6楼
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引用:Angkor 发表于4 楼的内容:
天调是匹配作用...天线电抗是0 肯定是谐振了 阻抗XX欧姆 只要发射机输出阻抗等于XX  .....

这个让老师听到要敲黑板了:不是相等,是共轭。

2019-1-13 23:26:40
7楼
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不止是有没有天调的问题啊,还有巴伦、阻抗变换等等啊,拿着网分把这些全调好了就都对了。

天调:调整天线谐振频率

巴伦:平衡天线(如偶极子)两极电流

阻抗匹配:传输线的阻抗如与天线阻抗不一致,需要进行阻抗变换。


至于驻波比多少好,驻波比有两个点,一是直观的反应了发射效率,一个是反射大了烧功放。



另外我用LC电路仿真过一个窄带假负载,很低的驻波也很少发射,寻思着做出来可以当大功率暖手宝。

[修改于 2 个月前 - 2019-01-15 09:19:12]

2019-1-27 19:51:26
8楼
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引用:20!Dopaminor 发表于7 楼的内容:
不止是有没有天调的问题啊,还有巴伦、阻抗变换等等啊,拿着网分把这些全调好了就都对了。天调:调整天线谐.....

20能不能分享一些仿真或制作吸收式LC滤波器的样本和经验啊

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