天线驻波揭密
天线驻波比测试方法
天线xx测试方法SX-400驻波比功率计是日本第一电波工业株式会社的“钻石天线”系列产品,它是一种无源驻波比功率计,将它连接在电台与天线之间,通过简单的操作可测量电台发射功率、天线馈线与电台不匹配引起的反射功率及驻波比,此外在单边带通信中本功率计还可作为峰值包络功率监视器。
本仪表作为电信、军队、铁路(无线检修所)等无线通信部门的常用仪表被广泛使用,由于使用说明书为日文,阅读不便,为便于现场人员正确使用,现将使用方法和注意事项介绍如下。
1仪表表头、开关、端口功能仪表表头、开关、端口位置见图1①表头:用于指示发射功率、反射功率、驻波比及单边带应用时峰值包络功率的数值。
表头上共有5道刻度。
从上往下,第1、2道刻度为驻波比刻度值,第一道刻度右侧标有“H”,当电台输出功率大于5W时,应从该刻度上读取驻波比值;第二道刻度右侧标有“L”,当电台输出功率小于5W时,应从该刻度上读取驻波比值;第3、4、5道刻度为功率值刻度,分别对应功率值满量程200W、20W、5W 档位。
②RANGE(量程开关选择功率测量量程,共三档,分别为200W、20W、5W。
③FUNCTION(测量功能选择开关置于“POWER”时,进行发射功率(FWD)、反射功率(REF)测量。
'置于“CAL”时,进行驻波比(SWR)测量前的校准。
置于“SWR”时,进行驻波比(SWR)测量④CAL(校准旋钮)进行驻波比(SWR)测量前(被测电台处于发射状态下),用此旋钮进行校准,应将指针调到表头第一道刻度右侧标有“”处。
⑤POWER(功率测量选择开关置于“FWD”时,进行电台发射功率测量。
置于“REF”时,进行反射波功率测量。
置于“OFF”时,停止对电台各种功率的测量。
⑥AVG、PEPMONI(平均值或峰值包络功率测量选择开关)测发射功率、反射波功率、驻波比时,该开关应弹起,呈“■”状态,此时表头所指示的是功率的平均值(AVG)。
作为单边带峰值包络功率(PEPMONI)监视器时,该开关应按下,呈“━”状态。
天线驻波比测试方法
天线驻波比测试方法SX-400驻波比功率计是日本第一电波工业株式会社的“ 钻石天线” 系列产品,它是一种无源驻波比功率计,将它连接在电台与天线之间,通过简单的操作可测量电台发射功率、天线馈线与电台不匹配引起的反射功率及驻波比,此外在单边带通信中本功率计还可作为峰值包络功率监视器。
本仪表作为电信、军队、铁路(无线检修所)等无线通信部门的常用仪表被广泛使用,由于使用说明书为日文,阅读不便,为便于现场人员正确使用,现将使用方法和注意事项介绍如下。
1 仪表表头、开关、端口功能仪表表头、开关、端口位置见图 1①表头:用于指示发射功率、反射功率、驻波比及单边带应用时峰值包络功率的数值。
表头上共有5道刻度。
从上往下,第 1、 2道刻度为驻波比刻度值,第一道刻度右侧标有“ H” ,当电台输出功率大于5W时,应从该刻度上读取驻波比值;第二道刻度右侧标有“ L” ,当电台输出功率小于5W时,应从该刻度上读取驻波比值;第 3、4、5道刻度为功率值刻度,分别对应功率值满量程200W、20W、5 W档位。
②RANGE(量程开关选择功率测量量程,共三档,分别为200W、 20W、 5W。
③FUNCTION(测量功能选择开关置于“ POWER” 时,进行发射功率(FWD)、反射功率(REF)测量。
'置于“ CAL” 时,进行驻波比(SWR)测量前的校准。
置于“ SWR” 时,进行驻波比(SWR)测量④CAL(校准旋钮)进行驻波比(SWR)测量前(被测电台处于发射状态下),用此旋钮进行校准,应将指针调到表头第一道刻度右侧标有“ ” 处。
⑤POWER(功率测量选择开关置于“ FWD” 时,进行电台发射功率测量。
置于“ REF” 时,进行反射波功率测量。
置于“ OFF” 时,停止对电台各种功率的测量。
⑥AVG、PEP MONI(平均值或峰值包络功率测量选择开关) 测发射功率、反射波功率、驻波比时,该开关应弹起,呈“ ■” 状态,此时表头所指示的是功率的平均值(AVG)。
驻波天线
5.3.1 小环天线
最大尺度小于十分之一波长的闭环电流称为小 环天线。 由于环的直径非常小,故可设环的电流沿线为 均匀分布,可等效为一磁基本振子。
5.3.2 电流为驻波分布的大环
z
M (r , , )
R
O
a
y
x
M' 圆环天线及坐标系
螺旋天线
直径较小 可视为直杆
可视为大环 直径很大 叠加
蝙蝠翼天线在调频广 播、电视发射中使用 非常普遍。 优点:频带宽,相对 频带20%-25% 不用绝缘子,可牢固 固定在支柱上; 功率容量大
蝙蝠翼天线结构原理
5.1.5 水平全向天线
水平全向天线是指在仰角△=0°的水平平面内 有均匀辐射的天线,且在此平面内辐射水平极 化波。 最常用的水平全向天线是绕杆天线,又称为旋 转场天线,它是由两正交放置的对称振子构成, 两振子电流的振幅相等,相位相差90°。
第5章 驻波天线
吕剑刚 信息与电气工程学院 lv.jian.gang@
主要内容
5.1 水平对称天线 5.2 引向天线 5.3 环天线
驻波天线与行波天线区别
天线上按照电流分布不同,分为驻波天线和行 波天线。 驻波天线:特性参数随频率变化较快,频率很 窄,是窄带天线。 行波天线:输入阻抗等于线的特性阻抗,且当 线较长时,其方向性随频率的变化较慢,因而 频率较宽。
如图:空心或 绕在介质棒上
行波单导线
对称振子,单极子天线,V-形偶极子,折合振 子,环天线,八木天线都是常见的驻波天线。
5.1 水平对称天线
水平架设天线的优点 (1)是架设和馈电方便;(2)地面电导率对水 平天线方向性的影响较垂直天线小;(3)辐 射水平极化波。 主要有水平对称振子、V形对称振子、蝙蝠翼 天线和水平全向天线
最新如何理解天线驻波比
如何理解天线驻波比如何理解天线驻波比电压驻波比(VSWR)是射频技术中最常用的参数,用来衡量部件之间的匹配是否良好。
当业余无线电爱好者进行联络时,当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1,如果接近1:1,当然好。
常常听到这样的问题:但如果不能达到1,会怎样呢?驻波比小到几,天线才算合格?为什么大小81这类老式的军用电台上没有驻波表?VSWR及标称阻抗发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。
如果发射机的阻抗不同,要求天线的阻抗也不同。
在电子管时代,一方面电子管本输出阻抗高,另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广,流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线,因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。
而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆,因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。
如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台,那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线,因为那样反而帮倒忙。
只要设法调到你的天线电流最大就可以了。
VSWR不是1时,比较VSWR的值没有意义正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定(除非有特殊需要),所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定,甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。
由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响,多数VSWR表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。
VSWR都=1不等于都是好天线影响天线效果的最重要因素:谐振让我们用弦乐器的弦来加以说明。
无论是提琴还是古筝,它的每一根弦在特定的长度和张力下,都会有自己的固有频率。
当弦以固有频率振动时,两端被固定不能移动,但振动方向的张力最大。
中间摆动最大,但振动张力最松弛。
这相当于自由谐振的总长度为1/2波长的天线,两端没有电流(电流波谷)而电压幅度最大(电压波腹),中间电流最大(电流波腹)而相邻两点的电压最小(电压波谷)。
我们要使这根弦发出最强的声音,一是所要的声音只能是弦的固有频率,二是驱动点的张力与摆幅之比要恰当,即驱动源要和弦上驱动点的阻抗相匹配。
驻波——精选推荐
驻波驻波(standing wave)频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。
波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波;上述两列波叠加后波形并不向前推进,故称驻波。
例如,如图所示,一弦线的一端与音叉一臂相连,另一端经支点O并跨过滑轮后与一重物相连。
音叉振动后在弦线上产生一自左向右传播的行波,传到支点O 后发生反射,弦线中产生一自右向左传播的反射波,当弦长接近1/2波长的整数倍时。
两列波叠加后弦线上各点的位移为(设音叉振动规律为u=Acosωt)u(x,t)=2Asin(x)sin(ωt )=A(x)sin(ωt),弦线上每个固定的点均作简谐运动,但不同点的振幅不同,由x值决定。
振幅为零的点称为波节,振幅最大处称为波腹。
波节两侧的振动相位相反。
相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。
在行波中能量随波的传播而不断向前传递,其平均能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在波节与波腹间来回运行。
测量两相邻波节间的距离就可测定波长。
各种乐器,包括弦乐器、管乐器和打击乐器,都是由于产生驻波而发声。
为得到最强的驻波,弦或管内空气柱的长度L必须等于半波长的整数倍,即,k为整数,λ为波长。
因而弦或管中能存在的驻波波长为,相应的振动频率为,υ为波速。
k=1时,,称为基频,除基频外,还可存在频率为kn1的倍频。
入射波(推进波)与反射波相互干扰而形成的波形不再推进(仅波腹上、下振动,波节不移动)的波浪,称驻波。
驻波多发生在海岸陡壁或直立式水工建筑物前面。
紧靠陡壁附近的海水面随时间虽作周期性升降,海水呈往复流动,但并不向前传播,水面基本上是水平的,这就是由于受岸壁的限制使入射波与反射波相互干扰而形成的。
波面随时间作周期性的升降,每隔半个波长就有一个波面升降幅度为最大的断面,称为波腹;当波面升降的幅度为0时的断面,称为波节。
相邻两波节间的水平距离仍为半个波长,因此驻波的波面包含一系列的波腹和波节,腹节相间,波腹处的波面的高低虽有周期性变化,但此断面的水平位置是固定的,波节的位置也是固定的。
天线驻波比的测量方法
图1、通过式功率测量法Thruline@功率计的代表产品是BIRD公司的43型功率计(见图2),它自发明以来已经有超过25万台在全世界范围得到应用。
43采用了无源线性二极管检波技术,可以测量单载频的FM,PM和CW信号的功率,或者与校准信号的峰均功率比完全一致的信号。
图2、连续波(CW)功率计的代表产品——BIRD 43二、模拟调制和数字调制的射频信号不同的射频调制信号的功率测量方法是不同的,让我们首先来比较一下不同的调制信号各有什么特点。
2.1 连续波( CW )和模拟调制信号图3所示为连续波(CW)信号的波形,其特点是峰值包络是恒定的,FM和PM信号也同样。
图3、连续波(CW)信号的波形PM和PM调制常见于双向无线电对讲机、寻呼发射机和调频广播等,可采用传统的连续波(CW)功率计(如BIRD43)进行功率测量,通常用平均功率来表征其输出功率。
图4所示为调幅(AM)信号的波形,如电视图象调制。
由于其峰/均功率比是恒定值,所以这类信号也可以用连续波功率计进行测量。
如电视图象功率的测量,是在75%的调幅度下测出其平均功率,再乘上1.68,所得结果即是峰值功率(又称同步顶功率)。
图4、调制度为75%的调幅(AM)信号的波形2.2 数字调制经过近二十年的通信发展,已经确定了采用数字调制标准。
数字信号的特点是:其信号波形的对称性、频率、幅度和峰值/平均值功率比都会随机发生变化。
这样的波形与常规调制的信号相比更像是噪声(图5),并可破坏连续波型功率计得以准确校正和使用的条件。
另外,数字调制波形的大动态范围可以使连续波功率计的二极管检波电路超出平方率(线性)工作范围。
用43这样的(动态范围为7dB)功率计测试数字调制信号的功率将会产生较大的测试误差。
图5、数字调制信号2.3 数字调制的射频功率的定义图6所示为数字调制射频信号的时域波形。
定义如下:图6、数字调制射频信号的时域波形平均功率( AVG )——载频功率的平均值(热等效功率,相当于电压测量中的真有效值)。
驻波和低频问题
驻波原理欧阳学文驻波,是由墙壁的反射引起的,当声音通过空气传递到墙壁时,会反射回来。
某些频率的声音的反射声的声波正好与源声音是相同的振动方向,那么这个频率的声音就会被加强,于是这个频率的声音就变大了,也有些频率的反射声正好与源声音是相反的振动方向,于是这个频率的声音就减弱了。
几乎任何房间都有驻波问题,但程度有轻有重。
墙壁相互平行、天花板和地板相互平行、室内没有大型障碍物房间,通常都有严重的驻波。
而室内不同的位置,又有不同的驻波,下面来看一张实测图片,在一间很小的空的长主形的房间内,用音箱播放一段扫频信号,分别在录音师位置和室内后部角落里用测量话筒录音,测出游同的驻波情况。
房屋大小不同,驻波的情况也不同。
理论上,大房间的驻波现象要比小房间平缓,实际中也是如此。
下图给出的是两个不同大小的房间的声音反射造成的驻波情况(大致示意图)。
上面是大房间所引起的声波干涉,下面是小房间引起的。
相对而言大房间的声音干涉要平缓得多。
这就是为什么大录音棚的声学状况要比小录音棚好的原因之一。
国外声学专家建议每一个房间至少要有70立方米才能保证高质量的声音再现,这样的房间的长宽高差不多是4*5.5*3米的样子。
直角型房屋的长宽高的比例,也会带来不同的驻波情况。
最糟糕的是长宽高都一样或者成整数倍,这样声音在三个方向上的干涉都一样,会引发更剧烈的驻波。
最好的情况是长宽高都不一样,让声音在三个方向上的驻波互相抵消。
下图中就给出了在两个不同空间里的共鸣曲线,两个空间的容积都一样大,但上面的是在长宽高的比例比较理想情况正气,下面是在比例不理想的情况下的。
感谢声学专家,他们已经替我们计算好了直角型房屋的最佳的长宽高的比例。
如下:低频的波长很长,而高频的波长短,根据物理知识可以测算出,驻波问题主要发生在频区。
越往高频,驻波越来越轻。
(这与前面所说的大房间的驻波比小房间的驻波要轻,是一个道理)。
从这张图可以看得一清二楚。
通常,我们的工作室的低频区的驻波是非常严重的,严重到完全影响我们对音乐的判断,你觉得某个贝司音太重了,面实际上它并不重,是驻波使你误以为这个音很重,你又觉得某个音太轻了,而实际上它并不轻,是因为反射声与直达声相互抵消了,使你误以为它很轻。
天线的驻波比
天线的驻波比天线是无线电设备中最重要的组成部分之一。
天线的功能是把电信号从无限空间中捕获出来、转换成电信号,并向空间中传播。
在无线电通信中,天线是非常重要的,其性能直接关系到通信链路的质量。
一般来说,天线的性能指标包括天线的辐射效率、阻抗匹配和辐射方向性等。
其中,驻波比是天线性能的一个关键指标,今天我们就来详细了解一下天线的驻波比。
一、驻波比的定义首先,我们来了解一下什么是驻波比。
驻波比(SWR)又称电压驻波比(VSWR),是衡量天线辐射效率及信号传输效率的重要指标。
它是指在天线传输线上反射波和驻波电压的比值。
驻波比越低,表示天线辐射效率越高,信号传输效率也越高。
驻波比是用数字表示的,一般由 1:1、1.5:1、2:1 等来表示。
其中 1:1 表示在天线与传输线间无反射,这是理论上的最佳驻波比。
而 2:1 表示天线与传输线间的反射波电压是输入电压的一半。
在实际的应用中,我们通常将2:1 级别以内的驻波比视为可接受的范围。
二、驻波比的原因那么,驻波比产生的原因是什么呢?驻波比是由于天线与传输线之间阻抗不匹配所引起的。
在天线与传输线连接时,由于介质变化或形状不同,发射波的反射系数与传输线上的反射波的反射系数之间存在阻抗不匹配。
当天线的电阻值与传输线上的特性阻抗值不同时,就会出现反射波,这就会使得天线与传输线之间出现驻波现象。
三、驻波比的影响天线的驻波比会对无线电设备的使用产生影响。
具体来说,它会影响以下几个方面:1. 辐射功率:驻波比越高,天线的辐射功率就越低,反之亦然。
2. 系统性能:驻波比高会使系统性能下降,使信号质量变差,影响无线通信的有效距离。
3. 电感变化:一个运行于驻波的天线,当它的阻抗值发生变化时,天线产生的电感就会发生变化。
这也是我们在实践中要求驻波比低的原因之一,较低的驻波比可以减小阻抗变化对天线的影响,提高天线的工作稳定性。
四、如何测量驻波比在实际应用过程中,如何测量天线的驻波比呢?测量驻波比可以使用一个称为驻波表的设备来进行。
3什么是天线的驻波比
振。
天线的驻波比和天线系统的驻波比 天线的 VSWR 需要在天线的馈电端测量。但天线 馈电点常常高悬在空中,我们只能在天线电缆的下端 测量 VSWR,这样测量的是包括电缆的整个天线系统 的 VSWR。当天线本身的阻抗确实为 50 欧姆纯电阻、 电缆的特性阻抗也确实是 50 欧姆时,测出的结果是 正确的。
现在有些设备具有比较完备的高 VSWR 保护,当在线测量到的 VSWR 过高时,会自动降低驱动功率, 所以烧末级的危险比 20 年以前降低了很多。但是仍然不要大意。 半波对称振子与馈线的匹配
一般的接收设备(如电视机)其输入特性阻抗为 75Ω(不平衡式)或 300Ω平衡式,半波对称振子 的输出是:阻抗为 75Ω平衡式,如与 300Ω平衡电缆连接则只需考虑阻抗匹配就可以了,我们可利用传 输线上距终端λ/4 奇数倍处的等效阻抗等于传输线特性阻抗的平方除以终端负载这一特殊性质来进 行阻抗匹配,这一特性的数学表达式 Zin=Z0*Z0/ZL,式中 Z0 是传输线(匹配电缆)的特性阻抗,Zin 为 天线的输出阻抗,ZL 为负载(接收设备的输入阻抗)阻抗,半波对称振子与 300Ω平行电缆的配接计算如
天线也是同样,要使天线发射的电磁场最强,一是发射频率必须和天线的固有频率相同,二是驱 动点要选在天线的适当位置。如果驱动点不恰当而天线与信号频率谐振,效果会略受影响,但是如果 天线与信号频率不谐振,则发射效率会大打折扣。
所以,在天线匹配需要做到的两点中,谐振是最关键的因素。
在早期的发信机中,天线电路只用串联电感、电容的办法取得与工作频率的严格谐振,而进一步 的阻抗配合是由线圈之间的固定耦合确定死的,在不同频率下未必真正达到阻抗的严格匹配,但是实 际效果证明只要谐振就足以好好工作了。
驻波原理的应用
驻波原理的应用什么是驻波原理驻波原理是指当两条同频率、相位差相差180度的波相遇时,在特定位置形成固定的波形图案的现象。
这种现象主要发生在传播介质中的两个波的干涉过程中,比如在声波、电磁波等波动现象中经常出现。
驻波原理的应用场景1. 驻波天线驻波原理在无线通信中的应用非常广泛,其中最常见的应用就是驻波天线。
驻波天线是指通过控制驻波效应来优化天线的工作状态,从而提高无线通信的质量和效率。
驻波天线的设计和调试中,常常需要使用驻波原理来分析和优化天线的驻波比,以保证天线的性能达到要求。
在实际应用中,驻波天线广泛应用于移动通信、卫星通信、无线传感器网络等领域。
2. 驻波测量仪器驻波原理也被广泛应用于测量仪器中,特别是在无线通信的领域中。
驻波测量仪器通常被用来测量和分析传输线路或传输介质中的驻波比,以评估和优化通信系统的性能。
驻波测量仪器通过测量传输线路中反射波和驻波波的干涉来计算驻波比。
这些仪器通常以简单的仪表形式出现,如驻波测量仪、驻波仪表和驻波计等。
3. 驻波反射光谱分析驻波原理在光学领域的应用也非常突出,尤其是在反射光谱分析方面。
驻波反射光谱分析是一种常用的光学测试方法,它通过测量样品与背景的反射光的干涉,得到样品的光学特性和薄膜厚度等信息。
驻波反射光谱分析广泛应用于材料科学、表面工程、光学涂层等领域。
通过测量驻波的干涉图案,可以得到材料的折射率、薄膜的厚度,从而实现对材料的分析和表征。
4. 驻波超声成像在医疗领域中,驻波原理也有很多应用,其中驻波超声成像是其中之一。
驻波超声成像是一种通过测量声波在组织中传播的时间和幅度变化,来达到对组织的成像和诊断的方法。
驻波超声成像的原理是利用超声波在组织中的反射和干涉现象来生成图像。
通过测量声波的反射和驻波特性,可以实现对人体组织的成像和诊断,广泛应用于临床医学中。
总结驻波原理是一种广泛应用于各个领域的重要物理原理。
它在无线通信领域的应用最为突出,如驻波天线和驻波测量仪器等。
DAM10kW中波发射机天线驻波比检测电路原理及实践
值相位 、幅值变化 ,变压器 T2 初级就有电流流过 ,其
次级 线 圈中就有随 着变化的 电压 ,通过 全波整流 器在
输 出端产生一个直流 电压 。为消除 电流 、 电压取样 值
之间的相互作 用 ,初级 线圈设计成并联 网络调谐在 发 射机工作频率 上 ,以提供 一个高 阻抗 在两者 之 间。初 调是用开关选择 电容 、电感接入而实 现。 另外还 用可
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5 - 7
内蒙 古广 播与 电视技 术
第 2 卷 9
显示 板 A3、控制板 A3 ,最后 到开关表板 用于 天线 2 8 零位 显示 ,由于检波 电路 灵敏度高 、响应 快 ,根据表 头 指示 能很方 便的查 看发射 机输 出与负 载 匹配状 况 ,
最终送 至调 制编码 板 A2 用于关功放操 作。 另一路 经 6
级 ,其次级上并接 电阻器件作为负载 ,将取样 电流转
化为 电压供 其使用。取样 电流 、电压都送 到驻波 比检
测 电路的变压 器 T2 初级端 ,若 取样值 同相 ,等幅 则
没 有射 频 电流流 过 变压 器 ,只要 有 一个或 两 个取样
驻 波 比检 测 电路 的 电流 取 样 取 自电 流 变压 器 ,
初级是一根铜棒 ,导体中有射频 电流流过 ,耦合 到次
C1 用于使 T2 3 初级谐振在发射机 工作频率上 ,输 出信 号经 VD 、VD8 7 整流送到 N1 反相输入端 。 当输 出信号 电压低于 门限电平 ( . V)时 ,比较 19 器输 出高电平 ,当高于 门限 电平时 ,输 出低 电平 ,并
天线与驻波的关系 6
天线与驻波的关系电压驻波比,是射频技术中最常用的参数,用来衡量部件之间的匹配是否良好。
当业余无线电爱好者进行联络时,当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1,如果接近1:1,当然好。
常常听到这样的问题:但如果不能达到1会怎样呢?驻波比小到几天线才算合格?电压驻波比及标称阻抗发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。
如果发射机的阻抗不同,要求天线的阻抗也不同。
现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆,因此商品电压驻波比表也是按50欧姆设计标度的。
天线电压驻波比=1说明天线系统和发信机满足匹配条件,发信机的能量可以最有效地输送到天线上,匹配的情况只有这一种。
而如果电压驻波比不等于1,比如说等于4,那么可能性会有很多:天线感性失谐,天线容性失谐,天线谐振但是馈电点不对,等等。
在阻抗园图上,每一个电压驻波比数值都是一个园,拥有无穷多个点。
也就是说,电压驻波比数值相同时,天线系统的状态有很多种可能性,因此两根天线之间仅用电压驻波比数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。
驻波比与反射功率的关系如下。
驻波比反射率1.00.00% 1.10.23% 1.20.83% 1.3 1.70% 1.5 4.00% 1.7 6.72%1.88.16%2.011.11%2.518.37%3.025.00%4.036.00%5.044.44% 7.056.25% 1066.94% 1576.56% 2081.86%正因为电压驻波比除了1以外的数值不值得那么精确地认定(除非有特殊需要),所以多数电压驻波比表并没有象电压表、电阻表那样认真标定,甚至很少有电压驻波比给出它的误差等级数据。
由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响,多数电压驻波比表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。
电压驻波比等于1,不等于都是好天线.一些国外杂志文章在介绍天线时经常给出电压驻波比的曲线。
有时会因此产生一种错觉,只要电压驻波比=1,总会是好天线。
DX-50KW全固态中波发射机天线驻波比故障保护的探讨
• 133•引言:经济的发展推动着科学技术的进步。
本文在对全固态中波发射机的特征与天线驻波比保护原理进行分析介绍的基础上,通过讨论、分析与天线驻波比故障保护相关的电路,通过对入射功率与反射功率信号的采样处理,最终通过控制器实现对控制发射机工作状态的监测。
通常情况下,使用方在使用新机器之前,都会对大功率发射机的反射功率和驻波比电路进行再调试和校准,此举对于发射机的运行和安全播出具有非常重要的作用。
若运行过程中出现太过灵敏或太不灵敏等非正常现象时,发射机可能受云层太低或小雷电的影响而出现驻波比故障保护频繁封锁,从而导致发射机停播现象产生;同时,若发射机的运行过于迟钝,馈线短路问题或雷暴天气出现时,不能充分封锁发射功率,从而造成大面积功放模块击穿或者烧毁的严重后果,给机器整体造成较大损害。
厂家为了确保机器在保修期内性能的可靠稳定,会提高发射机的驻波比故障保护的灵敏性,但是,作为发射台,不仅需要考虑设备的安全性、可靠性,还要考虑其能否安全运转,所以,发射机的封锁保护不仅需要在雷雨季节实施,使用方更要保证尽量减小雷电活动或雷雨天气对于发射功率准确调试驻波比故障保护封锁的影响概率,最好发射机及其发射台使用之前,同时,还需要对当地的气候特征、环境特点以及雷电活动、雷雨季节性特征等充分总结和考虑,若雷雨天气特别是强雷电天气出现时,工作人员需要谨慎调整反射功率对于控制封锁电路过程中的输入电平。
1.发射机天线驻波比故障保护特点和电子管的机器进行比较后可以发现,DX-50KW全固态中波发射机具备很多优点,而以下两方面是其最主要的特点:第一,场效应管是全固态中波发射机功率放大器件最常选用的产品,但是,此产品并不能很好地承受住高过其本身设定的反射电压,一旦系统产生的反射电压超过其能力范围,MOS管轻则被击穿,重则直接烧毁;第二,在DX-50KW全固态中波发射机只是末级工作在丁类状态,且输出网络滤波,但是因为其本身只拥有较窄的阻抗匹配范围,若天馈系统失谐、过大的高频倒送信号从其中穿过,末级会立即吸收这部分高频能量,从而导致末级过热引发相应的病变或直接被烧毁(高翔.全固态中波广播发射机工作原理及改造分析.数字通信世界,2018(01))。
天线驻波比的测量方法
图1、通过式功率测量法Thruline@功率计的代表产品是BIRD公司的43型功率计(见图2),它自发明以来已经有超过25万台在全世界范围得到应用。
43采用了无源线性二极管检波技术,可以测量单载频的FM,PM和CW信号的功率,或者与校准信号的峰均功率比完全一致的信号。
图2、连续波(CW)功率计的代表产品——BIRD 43二、模拟调制和数字调制的射频信号不同的射频调制信号的功率测量方法是不同的,让我们首先来比较一下不同的调制信号各有什么特点。
2.1 连续波( CW )和模拟调制信号图3所示为连续波(CW)信号的波形,其特点是峰值包络是恒定的,FM和PM信号也同样。
图3、连续波(CW)信号的波形PM和PM调制常见于双向无线电对讲机、寻呼发射机和调频广播等,可采用传统的连续波(CW)功率计(如BIRD43)进行功率测量,通常用平均功率来表征其输出功率。
图4所示为调幅(AM)信号的波形,如电视图象调制。
由于其峰/均功率比是恒定值,所以这类信号也可以用连续波功率计进行测量。
如电视图象功率的测量,是在75%的调幅度下测出其平均功率,再乘上1.68,所得结果即是峰值功率(又称同步顶功率)。
图4、调制度为75%的调幅(AM)信号的波形2.2 数字调制经过近二十年的通信发展,已经确定了采用数字调制标准。
数字信号的特点是:其信号波形的对称性、频率、幅度和峰值/平均值功率比都会随机发生变化。
这样的波形与常规调制的信号相比更像是噪声(图5),并可破坏连续波型功率计得以准确校正和使用的条件。
另外,数字调制波形的大动态范围可以使连续波功率计的二极管检波电路超出平方率(线性)工作范围。
用43这样的(动态范围为7dB)功率计测试数字调制信号的功率将会产生较大的测试误差。
图5、数字调制信号2.3 数字调制的射频功率的定义图6所示为数字调制射频信号的时域波形。
定义如下:图6、数字调制射频信号的时域波形平均功率( AVG )——载频功率的平均值(热等效功率,相当于电压测量中的真有效值)。
vhf驻波效应
vhf驻波效应VHF驻波效应VHF驻波效应是指在VHF频段(30MHz-300MHz)中,由于电磁波在传输过程中受到反射、干涉等因素的影响,导致电磁波在传输线上形成驻波现象的一种现象。
VHF驻波效应在无线电通信中具有重要的意义,因此我们有必要对其进行深入的了解。
一、驻波效应的原理驻波效应是由于电磁波在传输线上反射、干涉等因素的影响,导致电磁波在传输线上形成驻波现象。
在VHF频段中,由于电磁波的波长较短,因此在传输线上形成的驻波现象比较明显。
当电磁波在传输线上传输时,如果遇到了传输线的终端或者其他障碍物,就会发生反射。
反射的电磁波与原来的电磁波相遇,会发生干涉现象,从而形成驻波。
二、驻波效应的表现形式VHF驻波效应的表现形式主要有两种:一种是在传输线上形成的驻波,另一种是在天线上形成的驻波。
1.传输线上的驻波在传输线上形成的驻波是指电磁波在传输线上反射、干涉等因素的影响下,形成的电磁波的振幅在传输线上呈现出周期性变化的现象。
这种现象会导致传输线上的电压和电流的分布不均匀,从而影响无线电通信的质量。
2.天线上的驻波在天线上形成的驻波是指电磁波在天线上反射、干涉等因素的影响下,形成的电磁波的振幅在天线上呈现出周期性变化的现象。
这种现象会导致天线的阻抗不匹配,从而影响无线电通信的质量。
三、如何避免驻波效应为了避免VHF驻波效应对无线电通信的影响,我们可以采取以下措施:1.合理设计天线合理设计天线是避免驻波效应的关键。
在设计天线时,应该考虑天线的阻抗匹配问题,从而避免天线上的驻波现象。
2.使用合适的传输线使用合适的传输线也是避免驻波效应的重要措施。
在选择传输线时,应该考虑传输线的阻抗匹配问题,从而避免传输线上的驻波现象。
3.使用合适的负载使用合适的负载也是避免驻波效应的重要措施。
在选择负载时,应该考虑负载的阻抗匹配问题,从而避免驻波现象的发生。
四、总结VHF驻波效应是无线电通信中不可避免的现象,但是我们可以通过合理的设计天线、使用合适的传输线和负载等措施来避免其对无线电通信的影响。
天线驻波揭密
天线驻波揭密在以上的分析中,我们把天线等效成了一个谐振回路。
但如果进一步观察,情况就更为有趣。
假如去测量半波偶极天线每一点的电压和电流值,我们就会发现,天线上电压或电流值的最大点和最小点的位置是固定不变的。
电压值最大的点上电流值最小,用欧姆定律计算,该点呈现出非常高的电阻,好象是开路的(电流值为零);在电流值最大的的秒年上,电压值却为最小,好象这里是短路点,这种现象称为“驻波”,似乎电波在线上是“安营扎寨”不移动的。
形成驻波的原因是,高频电波在倒替中向前行进,当遇到导体中的不连续点时,它会被反射回来向相反方向移动,形成反射波。
如果反射点正好处于电波周期1/4(或1/4的奇数倍)的地方,那么反射波和入射波的相位恰好一样,它们相互叠加,使导体中出现了电压或电流的最大点(又称为波腹)和最小点(又称为波谷)。
在这种情况下,导线由于其长度接近或超过波长,被称为长线。
你可以试做以下简单观察:在一张薄纸上比较准确地描绘连续3个周期以上的正弦曲线,然后在X轴上曲线周期1/4的奇数倍处画一条垂线,并把纸沿这条垂线对折。
对着亮处看一下,被折回去的曲线是不是正好和前面的重合(如图6-3所示)。
当然实际情况要复杂得多:导体中电压和电流同时存在,电流返回时的流向和入射电流相反,因而导体中各点电流的合成波应为两者之差,等等。
但实践和理论推导都可以证明,对于终端是开路的长线,合成电压或电流的分布情况如图6-4所示;对于终端是短路的长线,合成电压或电路的分布情况如图6-5所示。
根据以上特性可知,当天线的长度为1/2波长时,其电流和电压的分布情况如图6-6所示。
天线的中点处于电流波腹和电压波谷点,这个点的阻抗就等于电压和电流的比值,也就是说,这个点上有着相对固定的抗组。
把馈电点选在这里,便于和馈线实现阻抗匹配。
对发射机或连接电缆而言,这时天线就等效于一个纯电阻。
天线的两端,则是电压的腹点,辐射电阻和损耗电阻正好吸收了全部功率。
这种情况和前面从谐振和阻抗匹配的角度所做的分析正好一样。
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天线驻波揭密
在以上的分析中,我们把天线等效成了一个谐振回路。
但如果进一步观察,情况就更为有趣。
假如去测量半波偶极天线每一点的电压和电流值,我们就会发现,天线上电压或电流值的最大点和最小点的位置是固定不变的。
电压值最大的点上电流值最小,用欧姆定律计算,该点呈现出非常高的电阻,好象是开路的(电流值为零);在电流值最大的的秒年上,电压值却为最小,好象这里是短路点,这种现象称为“驻波”,似乎电波在线上是“安营扎寨”不移动的。
形成驻波的原因是,高频电波在倒替中向前行进,当遇到导体中的不连续点时,它会被反射回来向相反方向移动,形成反射波。
如果反射点正好处于电波周期1/4(或1/4的奇数倍)的地方,那么反射波和入射波的相位恰好一样,它们相互叠加,使导体中出现了电压或电流的最大点(又称为波腹)和最小点(又称为波谷)。
在这种情况下,导线由于其长度接近或超过波长,被称为长线。
你可以试做以下简单观察:在一张薄纸上比较准确地描绘连续3个周期以上的正弦曲线,然后在X
轴上曲线周期1/4的奇数倍处画一条垂线,并把纸沿这条垂线对折。
对着亮处看一下,被折回去的曲线是不是正好和前面的重合(如图6-3所示)。
当然实际情况要复杂得多:导体中电压和电流同时存在,电流返回时的流向和入射电流相反,因而导体中各点电流的合成波应为两者之差,等等。
但实践和理论推导都可以证明,对于终端是开路的长线,合成电压或电流的分布情况如图6-4所示;对于终端是短路的长线,合成电压或电路的分布情况如图6-5所示。
根据以上特性可知,当天线的长度为1/2波长时,其电流和电压的分布情况如图6-6所示。
天线的中点处于电流波腹和电压波谷点,这个点的阻抗就等于电压和电流的比值,也就是说,这个点上有着相对固定的抗组。
把馈电点选在这里,便于和馈线实现阻抗匹配。
对发射机或连接电缆而言,这时天线就等效于一个纯电阻。
天线的两端,则是电压的腹点,辐射电阻和损耗电阻正好吸收了全部功率。
这种情况和前面从谐振和阻抗匹配的角度所做的分析正好一样。
如果天线的长度不是如上所说,那么从导体端点反射回来的电流(或电压)和原来的就不可能保持一致的相位,整个天线上也就找不到“短路点”或是“开路点”了。
这时在馈电点上的阻抗变化很大,难以和负载(馈线或发射机)保持匹配。
这样,必然造成电波反射,从天线返回的电波又加到了发射机的输出级上,对输出级造成危害——电流太大可能使功放管烧坏,电压太高则可能使功放管击穿。