MC2-0681-我们都知道要为业余电台选配损耗较低的馈线。但是,馈线的损耗会导致什么问题?

BG8LNG 14 阅读 题库解析

【题目编号】MC2-0681

【题目】我们都知道要为业余电台选配损耗较低的馈线。但是,馈线的损耗会导致什么问题?

【答案】AB(多选题)

[A]发信功率降低

[B]收信信噪比下降

[C]驻波比的测量值永远高于 1:1

[D]发出的信号失真

考点速览

题目先设了一个前提——选馈线要挑损耗低的——再问损耗究竟会造成什么问题。它考的是射频链路上"损耗"这个量的双重代价,以及损耗同驻波比、失真这两个概念之间的界线。四个选项中,前两项是损耗的直接后果,后两项分别是把匹配问题和失真问题错记到损耗账上。

馈线损耗在整个无线电系统里是一笔两头都要付的过路费:发信时它吃掉送往天线的功率,收信时它吃掉从天线上来的信号,还顺手往链路里塞进自己产生的噪声。理解这一点,也就理解了为什么天线馈线永远追求短、粗、好。

发射方向:损耗就是白扔功率

损耗以分贝(dB)计量,每三分贝功率减半。功放输出一百瓦,馈线损耗三分贝,到达天线的只剩五十瓦,另外五十瓦变成热量散失在电缆里;损耗十分贝,天线端只剩十瓦。这些功率既没有辐射出去,也没有被任何人听到,纯粹是浪费,而且大功率长时间工作时电缆还会发热,进一步加速介质老化。

馈线损耗随频率升高而增大,也随电缆变细而增大。同样是二十米馈线,短波一百瓦的机器可能感觉不到多少差别,到了超短波频段,损耗几分贝就是功率减半再减半,通信效果差别非常明显。这也是超短波台站普遍使用粗电缆甚至硬同轴的原因。

接收方向:损耗吃掉的是信噪比

接收方向的问题比发射方向更隐蔽。馈线既衰减天线送来的有用信号,又因为自身导体的热运动产生噪声一并送进接收机前端。无源器件有个简明结论:一个处于环境温度的衰减器,它的噪声系数在数值上等于自身的插入损耗。三分贝损耗就相当于在接收机前面串了一个噪声系数三分贝的部件,整机噪声系数随之变差。

信号小了、噪声多了,信噪比自然下降,原本勉强能听清的弱信号就此淹没。这正是接收前置放大器要装在天线端的原因:先放大再经受损耗,前置放大器的低噪声特性保住了整个系统的信噪比;如果把它装在接收机端,馈线已经把信噪比劣化在先,后面的放大再强也补不回来。

逐项辨析

选项 A 说发信功率降低,正确。发射机给出的功率从馈线输入到天线输出,一路按损耗量减少,三分贝减半、十分贝只剩十分之一,损失的功率变成热量。判断一台台站的有效辐射功率时,馈线损耗永远要单独扣掉。

选项 B 说收信信噪比下降,正确。馈线衰减信号并引入热噪声,等效于在接收机输入端增加了一个等于损耗量的噪声系数,系统灵敏度因此变差。这个影响在超短波和微波段最为突出,因为那里的外部噪声低、接收机自身噪声占主导,馈线带来的每一分贝噪声都实打实地损伤接收能力。短波段如果环境噪声远高于接收机噪声,损耗对信噪比的影响会相对小一些,但它引入的衰减与噪声始终存在,只是被更强的外部噪声掩盖了一部分,绝不能理解为没有影响。

选项 C 说驻波比的测量值永远高于一比一,错误。驻波比与损耗是两件彼此独立的事。理想匹配的负载上,无论馈线损耗多大,测得的驻波比都是接近一比一。而且损耗对失配起的是掩盖作用而不是放大作用:天线端本来驻波比二比一,经过一段有损耗的馈线,发射机端测到的读数会比二小、更接近一,看上去"变好"了,实际是往返途中的反射波被损耗吃掉了。所以"永远高于一比一"这个绝对化表述站不住脚。

选项 D 说发出的信号失真,错误。同轴电缆是无源线性传输媒质,损耗表现为幅度衰减,不会产生谐波与互调那样的非线性失真。真正会带来信号失真的是发射机末级的非线性、放大器过激励、调制过深或音频链路过载。要说明的是,馈线的衰减量随频率变化,会造成幅度上的频率响应不平坦,这属于线性畸变,与非线性失真是两个概念,而且在正常馈线上影响很小,不能当作选项 D 成立的依据。

易混淆点:损耗会把失配"藏"起来

很多人以为馈线上驻波比高,说明损耗也大,其实两者的来源完全不同:损耗来自电缆的电阻与介质,驻波来自负载与特性阻抗的不匹配。麻烦在于它们会互相影响——损耗越大,失配在发射机端表现得越不明显。一条损耗很大的长馈线可能让驻波表读数看起来很漂亮,让人误以为天线调得很好,实际上天线端的失配一点没解决,只是被损耗掩盖了。

实用的判据是:要判断天线端匹配如何,测量点应尽量靠近天线;在发射机端测得的读数在长馈线上偏乐观。反过来,调天线时如果换了不同长度的馈线而读数变化很大,说明这条馈线损耗不小,值得留意。

应试要点

记三句:损耗吃发射功率,三分贝减半;损耗吃接收信噪比,无源衰减器的噪声系数等于其损耗;损耗与驻波比是两回事,只会掩盖失配而不会制造失配,更不会制造失真。