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MC1-0706-某业余电台使用半波垂直偶极天线通联时,对方所收信号的强度为 S4。现发射功率不变, 发信方改用增益为 8.15dBi 的八木天线(最大辐射方向和极化均不变) ,则对方所收信号的 强度变为: 【提示:收信机信号强度指示从 S1 至 S9 每档增加 6dB】

MC1-0706 讲发信方从半波偶极天线换成 8.15dBi 八木天线后对方信号强度的变化。半波偶极天线增益为 2.15dBi,相减得净增 6 分贝,S 表每档 6 分贝,读数由 S4 升为 S5。文章交代 8.15 这个数字的来历、分贝与功率倍数的对应关系,并说明天线增益只是重新分配方向、并非放大信号。

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【题目编号】MC1-0706

【题目】某业余电台使用半波垂直偶极天线通联时,对方所收信号的强度为 S4。现发射功率不变, 发信方改用增益为 8.15dBi 的八木天线(最大辐射方向和极化均不变) ,则对方所收信号的 强度变为: 【提示:收信机信号强度指示从 S1 至 S9 每档增加 6dB】

【答案】A

[A]S5

[B]S6

[C]S7

[D]S8

考点速览

这一问与同族题目的差别很小,却最能考验单位意识:发信方从半波偶极天线换成 8.15dBi 的八木天线,接收端一切照旧,对方读数从 S4 变成几档。8.15 减 2.15 得 6,6 分贝恰好一档,答案是 S5。

8.15dBi 这个数字的来历

8.15 就是 2.15 加 6。半波偶极天线的 2.15dBi 是它相对各向同性辐射器的固有增益,再加 6 分贝正好是四倍的功率密度。所以 8.15dBi 的八木天线,等价于在偶极天线的基础上把主瓣方向的功率密度提到四倍,用工程口径说就是比偶极天线高 6dBd。这组数记熟了,换算不必每次重算。

6 分贝为什么只走一格

S 表在 S1 至 S9 区间每档相差 6 分贝。这个分档是人为约定,不是物理定律:业余无线电里通行的做法是把 S9 对应到收信机输入端五十微伏量级的信号,S9 以下每档 6 分贝,S9 以上直接说「超过 S9 多少分贝」。也有设备沿用老式的 3 分贝一档,所以题干把「每档 6 分贝」写清楚,做题一律以题干为准。6 分贝在一档上,就是 S4 到 S5。

顺带把分贝的底子说清:功率比取常用对数再乘十。6 分贝约四倍,3 分贝约两倍,10 分贝十倍,20 分贝一百倍。这几个倍数记牢,天线增益、馈线损耗、极化损耗都能心算。

S 表本质上是收信机中频放大链上的一只对数刻度表头。人耳对响度的感受近似对数,用分档报信号强度比报微伏数更直观,业余界因此约定 S1 到 S9 每档相差六分贝。要注意 S 表不是计量仪器:同一个信号在两台不同收信机上读数差一两档很常见,与自动增益控制、中频带宽、表头校准都有关系。正式记录信号强度时,最好注明所用设备与天线,读数才能被别人理解。

逐项辨析

选项 A 给出 S5,对应 6 分贝一档,与计算一致,是正确项。

选项 B 的 S6 对应 12 分贝,那是收发两端都换成 8.15dBi 天线的情形,本题接收端没有动。

选项 C 的 S7 对应 18 分贝,选项 D 的 S8 对应 24 分贝,都远大于 6 分贝这个增量。

别把天线的增益读成放大器

天线是无源器件,不会往信号里注入能量。它做的事只是重新分配:主瓣方向功率密度抬高,其余方向压低,所有方向的功率加起来并不增加,这正是方向性的代价。所以天线增益永远要和方向绑在一起看,标称值只对主瓣最大辐射方向成立。地面上两副天线互指时,双方都落在对方主瓣里,增益才全额兑现;一方偏出主瓣,所谓增益立刻变成衰减。同理,把高增益天线装在馈线很长、损耗很大的台站上,账面增益很可能被电缆吃掉大半。

题目只让发信方换天线,接收端的天线没有动。有人看到数值就习惯性地按两端都算,于是选了那档需要两格才能到的选项;也有人把八点一五这个数字直接当成相对偶极天线的增量,忘了它是以各向同性辐射器为基准的。分清哪一端换了天线、给出的数字用的是哪个基准,是这类题唯一需要判读的信息。

把分贝换算成倍数也顺手:三分贝约两倍,六分贝约四倍,十分贝十倍,二十分贝一百倍。换天线净增六分贝,等于主瓣方向的功率密度变成原来的四倍。反过来说,天上掉三分贝就是功率减半,一条损耗三分贝的馈线吃掉一半功率,天线系统的接头与电缆因此值得讲究。

还有一点容易忽略:天线增益是在匹配良好的前提下标称的。馈线驻波比偏高时,一部分功率被反射回来,实际辐射出去的功率低于额定值,读数也就不按账面增益上涨。题目默认各项匹配良好,实际台站要先把驻波调好,再谈增益。

应试要点

偶极天线记作 2.15dBi,也记作 0dBd。给 dBi 先减 2.15,给 dBd 直接用。一端换天线只算一笔,两端换天线算两笔。6 分贝一格,从原读数往上数即可。

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