野外通讯44米短波型双极天线的结构解析
一、核心结构组成
导体臂
材质与规格:通常采用铜包钢线、单根硬拉黄铜线或多股软铜线,直径一般为3~6mm,兼顾机械强度与功率容量。
长度设计:总长度44米,对应短波频段(如3.5~30MHz)的半波长或特定谐振长度。每根导体臂长度约为22米,通过理论计算(如λ/4)后预留调节余量(约5%),以优化驻波比。例如,在40米波段(7MHz),理论单臂长度为10米,实际架设时可能延长至10.5米以补偿末端效应。
馈电系统
平衡-不平衡转换:若使用同轴电缆(如50Ω或75Ω)馈电,需通过巴伦(Balun)实现平衡-不平衡转换,防止馈线辐射☢️干扰。
阻抗匹配:双极天线输入阻抗约为73Ω(纯电阻),与常用馈线阻抗接近,但实际架设中可能因高度、环境等因素偏离,需通过天线调谐器(ATU)进一步匹配。
支撑结构
支撑杆:采用插接式设计,高度可调(如7.2米、10米、12米等),以适应不同地形和通信需求。44米双极天线可能需分段支撑,或利用自然环境(如树木)辅助架设。
绝缘子:导体臂与支架连接处使用高频瓷绝缘子,降低介质损耗,确保辐射☢️效率。支架拉线需每隔小于λ/4间距加入绝缘子,避免方向图失真。
二、关键设计原理
半波谐振
双极天线基于半波长谐振原理,电流在导体臂末端形成驻波(电流为零,电压最大),通过交变电流激发电磁波辐射☢️。44米总长度对应特定频段的半波长,实现高效辐射☢️。
方向性与极化
水平架设:辐射☢️方向图呈“哑铃形”(8字形),垂直面辐射☢️最强,水平面辐射☢️均匀,适合覆盖周围区域。
极化方式:水平放置时为水平极化,垂直放置时为垂直极化,需与接收端天线匹配以减少极化损耗。
仰角控制
通过调整架设高度控制辐射☢️仰角。低架设(如接近λ/4高度)时,主瓣仰角较高(60°~80°),适合天波近距离通信(300~500公里),电波经电离层一次反射即可覆盖目标区域。