浅析RF天线中的两个特殊的传输线段

电子发烧友网工程师 发表于 2018-06-04 15:48:00 收藏 已收藏
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浅析RF天线中的两个特殊的传输线段

电子发烧友网工程师 发表于 2018-06-04 15:48:00

最近,常有朋友询问天线制作中有关电缆连接方面的一些问题,我想在这里谈一些个人的体会。其实,本人觉得这些问题的提出,主要是缺乏长线、短线的概念造成的。

首先介绍天线的原理:

天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。

然后介绍两个特殊的传输线段:1/4波长传输线和1/2波长传输线,见下图。

浅析RF天线中的两个特殊的传输线段

图中是一段1/4波长传输线,例如我们常用的75Ω和50Ω射频同轴电缆,选取一定的长度,便可成为某一频点的1/4波长传输线。这一段传输线在对应的频点 上有一非常重要的特性:A端短路时,B端阻抗呈无限大;B端短路时,A端阻抗呈无限大。同理,一端开路时,另一端阻抗呈无限小。

这一特性同样也适用于下图所示的平行传输线,例如早些年常用的300Ω平衡传输线。

浅析RF天线中的两个特殊的传输线段

1/4波长线的这种特性有时能为我们带来极大的方便,如下图的半波振子天线就利用了这一特性。

浅析RF天线中的两个特殊的传输线段

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上左图为常用的由两根金属条或金属管构成的半波振子天线,这种天线不象折合振子天线那样有零电位点可共固定之用,用上右图所示的方法就能很好地解决问 题。虚线内的结构可看作下端短路的1/4波长传输线,上端阻抗呈无限大,正好可用来作为固定半波振子支撑结构。

于是,下图的结构也就很容易理解了。

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再看下图的2.4GHz频段馈源,便是这种结构。

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