【题目编号】MC1-0661
【题目】在车内使用手持电台和俗称“橡胶天线”的柔性天线进行通信可能遇到什么问题?
【答案】A
[A]车体的屏蔽作用影响信号强度
[B]大量电波反射回天线,抬升 SWR
[C]影响电台散热
[D]行车噪声影响通话质量
考点速览
这题考手持电台(handheld transceiver)配柔性橡胶天线在汽车里使用的实际效果,归在天线与传播环境这一块。题干把“车内”这个条件放在前面很关键:同一台对讲机、同一根天线,站在路边和坐进车厢里,可通距离可能差出一大截。答案是车体的屏蔽作用使信号强度下降。
橡胶天线为什么离不开“地”
手持机上的短天线在专业上叫橡胶天线(rubber duck antenna),也常被称作柔性天线。它属于电小天线(electrically small antenna)——物理长度远小于工作波长,在甚高频(VHF)和特高频(UHF)波段通常只有几厘米到十几厘米。这类天线的辐射电阻很低、容抗很大,带宽窄、效率也不高。厂家为了让它在贴着人头、握在手心的状态下还能工作,是把机壳、电池仓和操作者的身体一并当成“地”来设计的,专业上称为地网(counterpoise,也就是人工地)。
换句话说,手持机天线从来不是一根独立工作的振子,它和整机、和使用者的身体共同构成一个完整的辐射系统。这也解释了为什么手一握上去、身体一转,场强就变化;为什么把手持机举高、让它离开身体,效果往往不同。理解了这一点,就能明白“换个位置”对便携台意味着什么。
汽车车厢则是另一个极端。金属车身把乘员舱包成一个近似封闭的导体腔,对甚高频和特高频电波有很强的屏蔽作用:电磁波要进出车厢,只能从车窗边缘、门缝、玻璃与钣金之间的缝隙钻过去,这条路径上的衰减常有好几个分贝,封闭得好时能到十几分贝。发射时天线辐射的能量被车体挡住一部分,接收时外来的微弱信号也被挡住一部分,两个方向同时吃亏,信噪比和可通距离一起下降。车窗玻璃如果贴了金属膜,屏蔽还会更严重。
顺带说一句,车体本身并不是天敌。把天线挪到车顶、用磁吸座或夹边座把车载天线架在车外,车顶钣金反而变成一块不错的地网,效果通常比车内手持机好得多。问题出在“天线被包在导体腔里面”这个状态,而不是“车是金属的”这件事。
逐项辨析
选项 A 指向车体的屏蔽作用,正确。这是车内使用手持机的第一位的损失机理,也是本题要考的点。
选项 B 说大量电波反射回天线、抬升驻波比(SWR,standing wave ratio)。车厢内确实存在反射和多径,带来的后果是方向图畸变、信号忽强忽弱,而不是“大量功率被反射回天线”。驻波比描述的是天线输入阻抗与馈线特性阻抗的匹配程度,主要由天线结构和安装方式决定;橡胶天线在自由空间本来就是窄带、难匹配的天线。把它在车内的表现归因于反射抬升驻波比,属于因果错位。
选项 C 说影响电台散热。散热取决于发射功率、发射占空比、机身结构和环境温度,与天线的形式没关系。天线也不会因为被屏蔽而额外发热——被挡住的那部分能量只是没辐射出去,不会变成机身的热量来源。
选项 D 说行车噪声影响通话质量。发动机声、胎噪、风噪都是声学噪声,它影响的是人耳听不听得清,并不改变电磁波的强度。题干问的是天线与电波层面的问题,声学噪声不在这个范围内。
屏蔽、失配与多径:三种“听不清”的区分
实际通联中“听不清”的原因并不唯一,判据可以这样记:信号整体变弱、对方收不到或收得很差,多半是屏蔽和路径损耗;发射时功率出不去、机器发烫、驻波告警,多半是阻抗失配;声音忽大忽小、带明显的抖动或断续,多半是多径与移动引起的快衰落。三者可以同时存在,但机理和处置办法完全不同——屏蔽靠改位置、加外接天线,失配靠调匹配、修馈线,多径只能靠改位置、换频率或者用分集接收躲开。
应试要点
记住一条主线:手持机的橡胶天线靠人体和机壳当地网,进了金属车厢,收发两头都被屏蔽削弱。看到“车内用手持电台”,先想车体屏蔽;看到“加装车外天线”,先想车顶当大号地网。散热和声学噪声这两个方向,在天线类题目里基本都是干扰项。