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20220717超级菜鸟讲天线1 驻波

踏入无线垫行列,做了一年多小白后,在烧天线的道路上留下了一大段血泪历程,为了不让后来的台友重复我的悲惨故事,这里将我所了解到的天线知识向大家做一个总结,今天先来说一下驻波。

我们所常说的驻波,实际是指驻波比!所谓驻波比的定义就是:驻波比全称为电压驻波比,又名VSWR和SWR,为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指传输线波腹电压与波谷电压幅度之比, 又称为驻波系数、 驻波比。驻波比等于1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时,表示全反射,能量完全没有辐射出去。

这个定义讲起来是比较拗口的,理解起来是比较复杂的,而且你如果不了解驻波比的计算,是无法完全了解驻波比的,那么,作为虽然上了学,但其实已经都还给老师了的广大台友们来说,怎么办呢。好办,凉拌!我们只要知道驻波比的数值多少是合适的,天线驻波比都表明那些问题,知道什么是驻波表,怎么测试,基本也就OK了。

首先说驻波比的数值,驻波比数值范围是 1 - ∞ 这不是废话,因为这表明没有0和负数值。驻波比理论上可以到1,但实际中只能无限接近于1,虽然最大是 ∞ 但一般我们考虑到 5 就可以了。那么驻波比在不同数值下,天线和电台的匹配效果如何呢?看下面表:

大家注意,表里面反射率数值就是代表电台所发出的射频功率,有多少被天馈系统反射回来,没有发射出去而消耗在了电台的发射模块或者末级功率管上。这里大家可以看一下,当驻波比为1.5以下时,有效功率能达到96%,即使当驻波在 2.0 的时候,也有接近90%的有效功率,也就是说当驻波比在2.0以下时基本不用操心驻波比,在1.5以下时,就可以适当向台友炫耀下了。而当驻波比在4-5的时候,我们知道也会有一半多的功率发射出去,这时的概念是,大概不会烧台子,基本也能通联,但这时已经不推荐了。驻波比再高,基本就说明天线或者馈线已经断了或者短路了,总之已经完蛋了,电台现在就处于一个硬抗功率的状态,由于现在电台散热做的很好,功放模块或者末级功率管也做的比较好,不会一发射就烧台子,甚至在发射了很长时间等你找到问题以后,台子竟然也安然无恙,但这个时候就已经随时可能出现返厂或者送修的情况了。驻波比一般都是越小越好,但是很多情况下驻波比低不下来,因为驻波比往往和天线的发射带宽有关系,天线发射带宽比较宽的话,比如常见的U段能覆盖400-470M的原机胶棒天线,甚至往往无法测出驻波数值,但一样能够正常发射,不用大惊小怪的,宽频带天线就是这样。但驻波比低的天线,发射频带肯定会很窄,比如我们业余段的天线,只需要覆盖430-440M的频率范围,驻波比就可做的非常好看。

驻波比什么情况下会有很理想的数值呢,那就是天线谐振频率与你发射频率一致的时候,当然,这个频率是有一定的带宽的,也就是你买一只频率为435M的天线,那么上下5M也就是430-440M范围内驻波都会有很好的表现。另外,你的天线周围(不是上下)的金属物体、墙壁、人体或类似的东西都会影响驻波比及天线的发射效果。

驻波比既然这么重要,那么怎么知道驻波比如何呢,当然就是用驻波表进行测试,也就是下面图中的东西。

把驻波表通过各种转接头,连接在电台与天线中间,按下发射键就可以测试出驻波比,注意因为驻波表多数都可以测发射功率、反射功率等,所以一定要选择设置好相应的档位。测试天线驻波比的另一个办法是用天线分析仪或者网络分析仪,就像下面这个,它的好处是,可以直观的看到天线的谐振范围,用曲线显示出驻波比在不同频率下的数值,从而准确的判断天线的谐振情况。


最后,一个重要的问题就是,驻波比数值表现理想的天线,就是好天线么,发射接收效果就好么?答案不是简单的对与不对,而是,天线(天馈系统)的驻波比,只代表天线(天馈系统)的工作效率,也就是,天线能否将电台的发射功率都利用上,是否能很好的将接收到的信号馈送到电台上,而通联距离的远近虽然与驻波比有很大关系,但是还有一个重要的影响因素,就是天线增益,对于天线增益,我们后面再详细讲,这里还是说驻波比。也就是,我们要这样理解驻波比,一个天馈系统,必须要有良好的驻波比才能正常工作,才能有较高的发射和接收效率,驻波比会与通联距离相关,但不是唯一的因素,也不是最大的因素。

关于驻波比,就讲到这里,后面我们就来说一下天线的增益,敬请期待。

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