1 天线最佳辐射长度#
1.1 垂直单极天线#
对于理想直立天线,其最佳辐射效率在长度约为 $$
L=\frac{\lambda}{4}
即天线长度为电磁波波长的 $\frac{1}{4}$ 时,辐射效率最佳。
## 半波振子天线
L=\frac{\lambda}{2}
## 全波天线
L=\lambda
## 补充
一个接地的垂直天线,在长度为 $\frac{\lambda}{4}$ 时,天线顶端电压最大,电流为 0,基座电流最大,是最理想的辐射点
# 2 天线加载
通过在天线上加载,拉长天线的电长度,从而使用物理长度更短的天线。本质是调节天线的谐振条件。
## 2.1 感性加载
- 用于短于 $\frac{\lambda}{4}$ 的天线,补偿其电抗部分的容性特性
- 在天线适当位置串入电感,通常在接近底部或中部
- 短于 $\frac{\lambda}{4}$ 的天线呈现容性(电抗为负),加入电感(正电抗)补偿,使得天线达到谐振
## 2.2 容性加载
- 用于使天线等效长度增加
- 在天线顶端增加电容结构
- 提高天线顶端电压,增加辐射效率,降低天线对地的电抗,提高电流分布的拉伸效果
|项目|感性加载|容性加载|
|---|---|---|
|原因|补偿短天线的容性|增强端电压,提高效率|
|位置|底部/中部串联|顶部并联/加载“电容帽”|
|作用|实现谐振|电气延长长度|
|常见应用|短波鞭状天线|移动台、车载天线等|
## 加载位置的影响
- 底部加载:对电流影响小,所需电感值大,效率较低
- 中部加载:效率较好,结构复杂
- 顶部加载:辐射效率最佳,但结构复杂,风阻大