|四分之一波长天线的原理和计算

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四分之一波长天线在对讲机等领域里中比较普遍 , 它的名称相比于以外形来区别的天线名称 , 更具有专业性 。 本文将围绕四分之一波长天线的原理以及应用 , 进一步探讨这一款天线的特征 。
一、天线的发射原理
关于四分之一波长天线 , 我们需要首先了解天线的发射的基本原理 。 电以接近光的速度在导体中传播 , 当遇到导体中的不连续点时 , 它就会被反射回信号源 。 如果电流是交变的 , 并且反射电流在恰当的时刻返回原点或馈电点 , 那么电流就会受到后面各周期的强化 , 从而只需要很小的能量就可维持天线内的驻波 。 即由于驻波的存在使天线处于谐振状态 。 从而向空间发射电波 。
在谐振状态下 , 电压在电流为最大值的中点(振子的中点)是很少 , 在两端却有极大值 , 欧姆定律适用于天线 , 在中点由于电流大 , 电压低 , 所以电阻较小 , 在两端情形恰好相反 , 因而阻抗较高 。



二、四分之一波长天线的原理和应用
根据传输线的理论 , 1/4波长的开路线相当于一个串联谐振电路 , 所以其整个负载是呈纯电阻性的 , 在有些场合 , 由于环境的因素 , 天线的长度往往受到限制 , 所以出现了加载天线 。 根据传输线的理论 , 长度小于1/4波长的倍数的天线其阻抗呈容性 , 这时天线不产生谐振 , 为此我们可以在天线上加一个电感来与天线平衡 , 从而使天线发生谐振 , 我们称这种天线为加载天线 。
理论和实践证明 , 当天线的长度为无线电信号波长的1/4时 , 天线的发射和接收转换效率较高 。 相对于二分之一波长、全波长来说 , 天线尺寸小很多 , 相比之下天线发射和接受效率与天线尺寸之比最高 , 所以常用四分之一波长天线 。
三、如何计算四分之一波长
四分之一波长可以频率来计算 , 公式为 : 天线的长度(单位米)= (300/f)*0.25*0.96 f表示单位为MHz的频率 , 0.96是波长缩短率(电磁波在天线上传播时 , 一些因素导致波长变短 , 即缩短效应 , 工程上一般认为缩短5%左右) 。
→ 按照此公式 , 下面我们举两个较为简单的例子:
VHF 144.00MHz对应的四分之一波长为 (300 / 144.00MHz) * 0.25 * 0.96 = 0.5 (米)
【|四分之一波长天线的原理和计算】UHF 435.00MHz对应的四分之一波长为 (300 / 435.00MHz) * 0.25 * 0.96 = 0.166(米)