【题目编号】MC1-0543
【题目】在北京架设一副水平极化的半波长偶极天线以尝试联络纽约的业余电台，若按最短的传播路径考虑，天线的走向应大致为：
【答案】A
[A]东西走向
[B]南北走向
[C]东偏南 30 度-西偏北 30 度
[D]西偏南 30 度-东偏北 30 度
考点速览
题面在北京架一副水平极化的半波长偶极天线，要联络纽约的电台，问按最短传播路径考虑时天线的走向。它把两个知识点串在一起：一是偶极天线的辐射方向图，决定能量往哪边打；二是球面上两点之间的大圆路径，决定该往哪边打。两个方向对齐，天线才算架对了。
偶极天线的方向图：主瓣垂直于导线
半波长偶极天线（half-wave dipole）是最基本的天线形式，全长约等于半个工作波长。二十米波段上，半波长度大约十米，这也是它能在城市楼顶架得起来的原因。水平架设时，它的方向图像一个立体的数字八：最大辐射位于垂直于导线的平面内，沿着导线两端的方向几乎没有辐射，形成两个零点。通俗地说，导线南北摆，能量主要朝东西两个方向打；导线东西摆，能量主要朝南北打。自由空间里半波偶极的增益约为二点一五 dBi。
二十米波段上水平架设的偶极，主瓣是双向的，一头对短路径，另一头对长路径，两瓣彼此相对。所以要回答本题，只要确定哪个方向对准纽约，再把导线转到与它垂直的位置即可。
北京到纽约的最短路径为什么朝北
把两地的坐标摆出来：北京约在北纬四十度、东经一百一十六度，纽约约在北纬四十一度、西经七十四度。两者纬度接近，经度却相差约一百七十度，接近地球的半圈。球面上两点之间的最短路线是大圆，它不等于地图上连一条直线——在同一纬度上横着走，实际上比绕高纬走要长。
沿大圆从北京出发，初始方位大约在北偏东几度，几乎就是正北；路径穿过北极附近的高纬海区，到对岸再折向南落到纽约。这条大圆最高会爬到北纬八十度以上，真正的直线其实是从头顶偏北的天空越过北极圈。反过来，如果朝南偏西走，绕的是另外半个地球，路程要长得多，那就是长路径。
结论就清楚了：要让信号朝北，偶极的导线就得与南北方向垂直，也就是东西走向。
逐项辨析
选项 A 正确：东西走向是答案。导线沿东西方向，两个主瓣分别指向正北与正南，朝北的那一瓣正对最短路径，方向对得严丝合缝。
选项 B 错误：南北走向把主瓣转到了东西方向，能量打向太平洋方向与欧亚大陆纵深，与纽约所在方向差了将近九十度，属于彻底弄反。它对应的正是那种看平面地图觉得纽约在东边的直线直觉。
选项 C 错误：把导线斜成东偏南三十度到西偏北三十度，主瓣随之偏到北偏东三十度与南偏西三十度。目标方向只偏北几度，这一摆偏出三十度，等于把大部分功率送给了没有电台的方向。
选项 D 错误：把导线斜成西偏南三十度到东偏北三十度，主瓣落在北偏西三十度与南偏东三十度，同样偏离最短路径三十度左右，与选项 C 是一对镜像的干扰项。
极区路径与极化：两个容易跑偏的联想
一处联想是地图上往东走。平面世界地图把经线画成平行线，从北京往东横跨太平洋看着最近，实际那是绕远的长路径。判断大圆方向，最可靠的办法是想一想这条路径会不会靠近极区。
另一处联想是极化。题目点明水平极化，容易让人以为答案要从极化匹配里找。短波信号经电离层反射时极化面会发生旋转（法拉第旋转），到达对方那里时极化早已改变，极化匹配在高频远距通信里并不是决定因素。这道题的关键只有方向。何况穿越极区的路径还要承受较强的极区吸收，信号本来就不宽裕，天线指向更不能偏。
应试要点
记住两句话：水平偶极的最大辐射垂直于导线；同纬度之间的远距路径要绕极区，方向接近正北或正南。北京联络纽约，导线东西走向；反过来联络正东或正西方向的电台，导线就摆南北向。
