【题目编号】MC1-0744
【题目】什么是八木天线?
【答案】A
[A]一种通过反射器和引向器来增强方向性的半波长偶极天线
[B]任何一种可以汇聚无线电波的方向性天线的统称
[C]八木秀次博士发明的一种全向天线
[D]一种具有八根水平振子的中心馈电天线,也叫 Octopus
考点速览
本题考八木天线(Yagi-Uda antenna,八木-宇田天线)的定义。答案是:一种以半波长偶极天线为主振子、通过反射器和引向器这些无源振子来增强方向性的定向天线。
原理与依据
八木天线由日本东北大学的八木秀次(Hidetsugu Yagi)和宇田新太郎(Shintaro Uda)在二十世纪二十年代发明。宇田做了大量实验,八木把成果整理发表并推广到英语世界,所以国际上常称 Yagi-Uda antenna,中文习惯简称八木天线,也有叫引向天线的。这项发明后来被雷达采用,战后成为电视接收和业余无线电通信的标配天线。
它由一个馈电振子(驱动单元,driven element,通常是半波长偶极天线)和若干不接馈线、靠感应耦合工作的寄生振子(parasitic element)组成。寄生振子分两种:比主振子略长、放在主振子后面的叫反射器(reflector),把能量反射回前方;比主振子略短、放在主振子前面的叫引向器(director),把能量继续往前引。多根引向器从前到后逐级排列,电磁波就在这些振子之间接力前传,形成朝向引向器方向的尖锐主瓣。
因为只给主振子馈电、其余振子靠互感工作,八木天线结构简单、增益高、方向性强,是短波、甚高频和超高频业余通信里最常见的定向天线,电视接收用的鱼骨天线也是它。增益的单位常用 dBi(相对理想点源)或 dBd(相对半波偶极),一副三单元八木大约有七到八分贝的 dBd 增益,单元越多、主梁越长,增益越高、主瓣越窄。
逐项辨析
选项 A 正确:准确定义了半波长偶极天线加反射器加引向器增强方向性,是八木天线的标准描述。
选项 B 错误:说它是任何一种可以汇聚无线电波的方向性天线的统称,范围太宽。抛物面天线、喇叭天线、对数周期天线都能汇聚方向性,但它们都不是八木天线。八木有特定结构,不是泛称。
选项 C 错误:说它是全向天线就反了。八木正是靠反射器和引向器把能量集中到一个方向,是典型的定向天线,全向的是单根偶极或垂直天线。另外只说八木秀次一人也不完整,宇田新太郎的贡献很大。
选项 D 错误:把八木望文生义成八根水平振子,还扯出一个 Octopus(章鱼)。八木是发明者的姓氏,与振子数量无关,八木天线可以有三根、四根乃至十几根振子。
易混淆点
八木天线和寄生阵是同一类东西:主振子馈电,其它振子无源。它和对数周期天线(log-periodic antenna)容易混,后者所有振子都接馈线,靠振子长度按对数规律变化实现宽频带;八木则是窄频带、只有一根振子馈电。八木和方框天线(quad)也常被拿来比较,方框用方形环做单元,增益略高但结构更复杂。还有,别把八木天线引向器短、反射器长记反,这一条在下一题还会用到。
应试要点
八木等于半波偶极主振子加反射器加引向器,是定向天线,发明者是八木秀次和宇田新太郎。八木是姓氏,不是八根振子。