【题目编号】MC1-0741
【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。图中部件 A、B、C、D 的作用分别为:
【答案】A
[A]A、D 为 21MHz 陷波器,B、C 为 28MHz 陷波器,即,分别谐振于 21MHz 和 28MHz 的并联谐振回路
[B]A、D 为 21MHz 陷波器,B、C 为 28MHz 陷波器,即,分别谐振于 21MHz 和 28MHz 的串联谐振回路
[C]A、D 为 14MHz 陷波器,B、C 为 21MHz 陷波器,即,分别谐振于 14MHz 和 21MHz 的并联谐振回路
[D]A、D 为 14MHz 陷波器,B、C 为 21MHz 陷波器,即,分别谐振于 14MHz 和 21MHz 的串联谐振回路
考点速览
本题与上一题共用同一类三频段陷波器天线,问的是图中四个部件 A、B、C、D 分别是什么。答案:A、D 是二十一兆赫陷波器,B、C 是二十八兆赫陷波器,而且都是并联谐振回路,不是串联谐振回路。
原理与依据
陷波器(trap)是这类多频段天线的核心部件,外观是一圈圈铜线绕成的线圈,有的与电容并联,有的靠线圈自身的分布电容直接构成并联谐振。它本质上是一个并联谐振回路,由电感 L 和电容 C 并联而成。并联谐振时回路阻抗达到最大,理想情况下趋于无穷大,对谐振频率的电流呈现出开路效果。
把陷波器串进振子里,它就成了一道频率闸门:工作频率等于陷波器谐振频率时,闸门关闭,电流到这就被挡住,外侧振子被隔离;工作频率偏离谐振频率时,闸门打开,陷波器退化成一个小感抗(频率低于谐振)或容抗(频率高于谐振),电流照常通过,甚至还能充当加感元件。
为什么必须是并联而不是串联?串联谐振回路在谐振点阻抗最低、趋于短路,串在振子里只会把振子短路掉,根本起不到隔离外侧振子的作用。要挡住电流,必须用高阻抗的并联谐振,所以陷波器是并联谐振回路,这是本题电路性质的关键。
具体到这副三频段天线:每个臂有两处陷波器,两臂镜像对称,一共四个。靠外侧的一对(B、C)谐振在二十八兆赫,负责在最高频段把最外侧振子隔出来;靠内侧的一对(A、D)谐振在二十一兆赫,负责在中间频段把更靠内的振子隔出来。到了十四兆赫,两对陷波器都低于各自谐振频率,一起退化成感抗,全段振子共同工作,天线就以全长谐振在十四兆赫。
逐项辨析
选项 A 正确:A、D 为二十一兆赫陷波器,B、C 为二十八兆赫陷波器,且是并联谐振回路,频率归属和电路性质都对。
选项 B 错误:频率归属说对了,但把并联错写成串联。串联谐振在谐振点短路,做不了陷波器,这是本题最大的陷阱。
选项 C 错误:频率归属就错了,把 A、D 说成十四兆赫、B、C 说成二十一兆赫,与三频段天线由二十八兆赫陷波器和二十一兆赫陷波器配合的事实不符。
选项 D 错误:频率错(十四、二十一兆赫)叠加电路性质错(串联),两处都错。
易混淆点
陷波器和加感线圈外观相似,都是一圈圈铜线,容易混。区别看用途:陷波器是并联谐振回路,在特定频率开路,用来隔离;加感线圈是纯电感,串进振子补偿缩短后的容抗,用来补长度。同一个线圈在不同频率下也扮演不同角色,低于谐振频率时陷波器其实就是在当加感线圈用,这正是陷波器天线能覆盖低频段的原因。另一点是别把谐振频率越高的陷波器与越靠外侧的对应关系搞反:最高频段用最外侧、谐振频率最高的陷波器去隔离最短的外侧振子。
应试要点
抓住两条:陷波器是并联谐振回路,谐振时呈高阻抗挡电流;三频段天线外侧陷波器谐振在最高频段,内侧陷波器谐振在次高频段。串联谐振做不了陷波器。