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MC1-0724-如需偶极天线谐振于工作频率之时具有低输入阻抗,振子的总长度可以是

【题目编号】MC1-0724 【题目】如需偶极天线谐振于工作频率之时具有低输入阻抗,振子的总长度可以是: 【答案】A [A]1/2 波长的奇数倍

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【题目编号】MC1-0724

【题目】如需偶极天线谐振于工作频率之时具有低输入阻抗,振子的总长度可以是:

【答案】A

[A]1/2 波长的奇数倍

[B]1/2 波长的整数倍

[C]1/2 波长的偶数倍

[D]1/4 波长的奇数倍

考点速览

这题考偶极天线输入阻抗与振子长度的关系:要让中心馈电的偶极在谐振频率上呈现低输入阻抗,振子总长度该取什么。它区分谐振与低阻抗两个不同概念,是理解半波偶极为什么约 73 欧、全波偶极为什么阻抗高达几千欧的关键。

原理与依据

中心馈电偶极振子上的电流分布接近正弦:两端是电流节点(电流为零),越往中间电流越大。馈电点阻抗的高低,取决于馈电点恰好落在电流分布的哪个位置——电流大、电压小的地方阻抗低,电流小、电压大的地方阻抗高。这个规律可以一直推下去:偶极的输入阻抗随总长度增大而周期性地在低阻与高阻之间摆动。

当振子总长度等于半波长的奇数倍(二分之一、二分之三、二分之五波长等)时,中心馈电点正好是电流波腹(最大值),所以输入阻抗低。最典型的是半波偶极,总长二分之一波长,馈电点阻抗约 73 欧的纯电阻。这个 73 欧主要来自辐射电阻,也就是天线把功率真正辐射出去所对应的那部分电阻,是半波偶极在自由空间里的理论值,实际架设高度、地面环境会让它略有起伏,但量级稳定在几十欧。

当总长度等于半波长的偶数倍(即波长的整数倍:一个、两个、三个波长等)时,中心馈电点落在电流节点(零点),阻抗极高,可达数千欧,很难直接匹配,需要专门的手段才能接入馈线。工程上想得到更高又仍可用的阻抗时,会改用折叠偶极(folded dipole),它的半波结构阻抗约 300 欧,正好接 300 欧平行馈线,这是另一条实用路径。

逐项辨析

选项 A 的半波长的奇数倍正确,它精确给出低阻抗条件:总长等于奇数个半波长,馈电点在电流波腹。

选项 B 的半波长的整数倍错误,因为整数倍包含偶数倍(一个、两个波长等),那些长度下馈电点在电流节点、阻抗极高,并不都是低阻抗。说整数倍范围过宽。

选项 C 的半波长的偶数倍错误,它正是高阻抗的情形(等价于波长的整数倍),方向反了。

选项 D 的四分之一波长的奇数倍错误。四分之一波长的奇数倍对应四分之一、四分之三、四分之五波长这类长度,中心馈电点并不落在电流波腹;尤其四分之一波长的短振子呈强容性、阻抗偏高且不纯阻,谈不上低输入阻抗。

易混淆点

谐振与低阻抗不是一回事,这里最值得划清。谐振只要求输入电抗为零(呈纯阻),半波长整数倍都能谐振;低阻抗进一步要求馈电点在电流波腹,只有半波长奇数倍才满足。所以全波偶极(总长一个波长)既谐振、阻抗又高,两者可以并存。做题时谐振看整数倍半波长,低阻看奇数倍半波长。

应试要点

低输入阻抗等于半波长奇数倍(二分之一、二分之三、二分之五波长),对应馈电点在电流波腹;半波长偶数倍对应高阻抗(电流节点)。把奇数低阻、偶数高阻这八个字记牢。

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