【题目编号】MC1-0740
【题目】下图所示是我国业余无线电爱好者开展野外通信活动常用的 14/21/29MHz 三频段偶极天线。图中天线各段的电气长度应分别为:
【答案】A
[A]A 为 28MHz 的 1/4 波长,A+B 为 21MHz 的 1/4 波长,A+B+C 为 14MHz 的 1/4 波长
[B]A 为 28MHz 的半波长,A+B 为 21MHz 的半波长,A+B+C 为 14MHz 的半波长
[C]A 为 28MHz 的 1/4 波长,B 为 21MHz 的 1/4 波长,C 为 14MHz 的 1/4 波长
[D]A 为 28MHz 的半波长,B 为 21MHz 的半波长,C 为 14MHz 的半波长
考点速览
本题考十四、二十一、二十八兆赫三频段陷波器偶极天线(trap dipole)各段振子的电气长度归属:哪一个频段对应哪一段。核心规律是陷波器把外侧振子在高频段隔离开,最短段给最高频率,逐段累加给更低频率。
原理与依据
这种天线常用于野外通信,一根振子覆盖十四、二十一、二十八兆赫三个业余波段。它的每个臂由三段振子串联而成,段与段之间夹着陷波器。陷波器是一个并联谐振回路,谐振在某频率时呈很高阻抗,像一堵墙挡住该频率的电流继续往外流。
在最高频率二十八兆赫,最外端的陷波器谐振,电流只走到最外一段振子就折返,所以最外一段(图中 A 段)就是二十八兆赫的四分之一波长。二十八兆赫自由空间波长约十点七米,四分之一约二点七米,A 段大致在这个量级。
降到二十一兆赫,二十八兆赫陷波器失谐、退化成感抗,相当于把外侧段电气上拉长;同时内侧的二十一兆赫陷波器谐振,把更靠内的振子隔开,于是 A 加 B 两段一起工作,A+B 就是二十一兆赫的四分之一波长,约三点六米。再降到十四兆赫,两个陷波器都失谐成感抗,三段 A+B+C 全部投入工作,构成十四兆赫的四分之一波长,约五点四米。
于是规律就很清楚了:频率越高,投入工作的振子越短;从外往里逐段累加,对应频率逐级降低。A 对应二十八兆赫,A+B 对应二十一兆赫,A+B+C 对应十四兆赫。上面给的是自由空间近似值,实际振子物理长度因末端效应还要乘一个约零点九五的缩短系数,会比这个略短。
逐项辨析
选项 A 正确:A 是二十八兆赫四分之一波长,A+B 是二十一兆赫四分之一波长,A+B+C 是十四兆赫四分之一波长,逐段累加、频率递减,完全正确。
选项 B 错误:把四分之一波长错写成半波长。偶极天线两臂总长才是半波长,单臂(从馈电点到一端)是四分之一波长,这里问的是各段的单臂长度。
选项 C 错误:把 B、C 各自独立当成某一频段的四分之一波长,忽略了 B 要和 A 合起来才是二十一兆赫段、C 要和 A+B 合起来才是十四兆赫段的累加关系。
选项 D 错误:既犯了半波长的错,又犯了各段独立的错,两个错误叠加在一起。
易混淆点
最容易错的是把单臂四分之一波长记成半波长。偶极天线全长为半波长,由两个对称的四分之一波长臂组成,馈电点在正中间。陷波器天线的每个臂再被陷波器切成多段,但每一段累加之后仍是该频段的四分之一波长,不是半波长。另一个混淆点是电气长度和物理长度的区别:电气长度按波长算,物理长度要考虑末端效应和导体直径,实际要略短,考试里问电气长度就按波长的分数来答。
应试要点
记一个口诀:频率越高、段越短、从外往里加。最外段是最高频段的四分之一波长,往里每加一段就降一档频率。单臂长度说四分之一波长,别说成半波长。