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MC1-0420-在业余无线电通联中探讨天线时,缩写 GP 代表

MC1-0420 考缩语 GP,来自 ground plane,指垂直接地天线:四分之一波长辐射体加三到四根四分之一波长地网,靠地网替代大地充当电流回路,馈电点阻抗约三十六欧姆,而四分之一波长单极子的阻抗约是偶极子的一半。对数周期、偶极、定向三个选项都不是 GP,判断先看有没有地网。

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【题目编号】MC1-0420

【题目】在业余无线电通联中探讨天线时,缩写 GP 代表:

【答案】A

[A]垂直接地天线

[B]对数周期天线

[C]偶极天线

[D]定向天线

考点速览

这题考缩语 GP,全称 ground plane,中文习惯叫垂直接地天线,答案落在「垂直接地天线」一项。GP 与普通垂直天线的差别全在一个「地」字上:它靠一圈人为铺开的导体替代真实大地。要理解 GP,先得理解竖起来的辐射体为什么离不开地。

垂直天线的「地」从哪里来

竖直的导体要和它的镜像共同构成一个偶极子,才能有效辐射,大地就是那面镜子。地面导电良好、范围足够大时,镜像是完整的;地面干燥、导电差,或者天线架在楼顶根本够不着地,镜像就残缺,辐射效率大打折扣,一部分能量还会变成地电流白白损耗掉。解决办法是人为造一面地平面:在馈电点周围水平铺开三到四根,甚至更多根四分之一波长的导线,让它们充当电流的回流路径。辐射体加上这圈地网,就是接地平面天线。地网根数越多、越接近水平,损耗越小,这是提高效率最实在的一招。

铺设方式也有讲究。把地网抬离地面几米,效率比贴地铺设更高,但需要更多根数;直接铺在地面或浅埋,损耗随土壤湿度变化明显,雨季与旱季的表现能差出好几个分贝。楼顶架设时可以把地网沿屋面铺开,也可以让它向下斜拉,后者同时起到压低辐射仰角的作用。船台与车台没有条件铺地网,只能借金属船体、车身充当接地平面,这也是移动台垂直天线效率普遍低于固定台的原因之一。

馈电点阻抗为什么落在三十六欧姆上下

理想的四分之一波长垂直辐射体坐落在完美国平面上,馈电点阻抗约三十六欧姆,正好是半波偶极子约七十三欧姆的一半。这是镜像原理的直接结果:平面上的单极子与它的镜像合起来就是一个半波偶极子,而功率只往上半空间辐射,所以阻抗减半。三十来欧姆接五十欧姆同轴电缆,驻波比约一点四,多数场合可以接受。若把地网向下斜拉四十五度左右,馈电点阻抗会抬高,向五十欧姆靠拢,这是不少商品天线的做法,代价是辐射仰角略受影响。

逐项辨析

选项 A 的垂直接地天线正确,GP 就是 ground plane,指带地网的垂直天线。

选项 B 的对数周期天线是另一套缩语,全称对数周期偶极天线阵。它是一族按对数规律排列振子的宽带定向天线,靠结构自身的周期性与频率无关的特性获得宽带,与地网毫无关系。

选项 C 的偶极天线是两臂对称、中心馈电的结构,缩语用 DP。它有自己完整的双向辐射,不靠地平面工作。

选项 D 的定向天线是泛称,缩语 BEAM,标志是有明确主瓣。GP 在水平面内四面八方均匀辐射,谈不上主瓣指向,与「定向」正好相反。

易混淆点:GP 与 VER 差在哪儿

VER 是 vertical 的截断,泛指竖直架设的垂直天线;GP 是 ground plane,特指带地网的那一种结构。四分之一波长加地网的做法一定可以叫 GP;只说「垂直天线」时,可能指半波长垂直偶极、八分之五波长垂直天线等别的做法,那些未必铺地网。题目若同时给出「垂直天线」与「垂直接地天线」两个选项,问 GP 就要选后者,问 VER 就要选前者。两个中文词看着像,各归各的缩语,这就是缩语表把泛称与结构名分开命名的用意。

还要把「接地平面天线」与「接地」这件事分开。GP 说的是天线结构里有一圈地网导体,地网是天线的一部分,去掉它这支天线就不成立;而电台机壳接地、防雷接地说的是电气安全与连接的另一些要求,两者的名字里都有地,含义并不相同,考试时不要串。

应试要点

GP 等于 ground plane,即垂直接地天线,标志是四分之一波长辐射体加三到四根四分之一波长地网,馈电点阻抗三十六欧姆上下,地网向下斜拉可向五十欧姆靠拢。VER 是泛指的垂直天线,BEAM 是定向,DP 是偶极,对数周期记 LPDA,四者不要互换。

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