【题目编号】MC1-0746
【题目】八木天线的“前后比”是如何定义的?
【答案】A
[A]主瓣辐射功率与反向辐射功率之比
[B]前向增益与理想点源天线增益之比
[C]导向器与反射器的数量之比
[D]导向器与驱动器的数量之比
考点速览
本题考八木天线前后比(front-to-back ratio,缩写 F/B)的定义。答案是:主瓣也就是前方的辐射功率,与反向也就是后方的辐射功率之比。
原理与依据
定向天线的方向图有主瓣,还有若干个旁瓣和后瓣。前后比描述的是天线把能量集中到前方的能力:它等于同一副天线在前向最大辐射方向上的功率,与反向一百八十度方向上的功率之比。
严格讲,前后比通常取主瓣最大辐射方向的功率,对后向(与主瓣相反的方向,工程上常取后瓣最大处或正后方)功率的比值,习惯用分贝表示。换算关系是十倍对数:前后比等于十倍的以十为底前向功率除以后向功率的对数,写成式子就是 F/B 等于 10 乘以 lg(前向功率除以后向功率)。举个数,如果前向辐射功率是后向的一百倍,前后比就是 10 乘以 lg100,等于 20 分贝;前后比 10 分贝意味着后向功率只有前向的十分之一,20 分贝是百分之一,30 分贝是千分之一,每提高 10 分贝,前后功率比就差一个数量级。
工程上一副好的三单元八木天线前后比约十到二十分贝,多单元长主梁的八木能做到二十几分贝甚至更高。前后比大,说明能量集中在前方、后向泄漏少,对接收同样有好处:后方来的干扰信号被压下去,信噪比提升。但它和增益是两回事:增益衡量前方比理想点源强多少,前后比衡量前方比后方强多少,两个指标描述的对象不同。
逐项辨析
选项 A 正确:主瓣辐射功率与反向辐射功率之比,正是前后比的标准定义。
选项 B 错误:说它是前向增益与理想点源天线增益之比。这描述的是天线增益本身(增益的定义涉及与理想点源或半波偶极的比值),不是前后比。
选项 C 错误:说它是导向器与反射器的数量之比,把辐射性能指标偷换成了结构件的数量,物理上不成立。
选项 D 错误:说它是导向器与驱动器的数量之比,同样是拿元件数量当指标,与功率比毫无关系。
易混淆点
前后比和增益最容易被混。增益(gain)是与参考天线相比,天线在最强方向放大了多少倍,参考天线常用理想点源(单位 dBi)或半波偶极(单位 dBd);前后比是天线自己前方与后方功率的比值,两者都用分贝但基准完全不同。另一个混淆点是前后比里的前和后:前是引向器方向也就是主瓣,后是反射器方向也就是后瓣,与上一题引向器朝前一致。还有分贝的换算是十倍对数还是二十倍对数,功率比用十倍对数,场强比才用二十倍对数,前后比是功率比,用十倍。另外前后比随频率变化,天线在频段中心频率的前后比最好,偏离中心后方向图劣化、前后比下降。
应试要点
前后比等于前方主瓣功率比后方功率,用分贝表示为十倍对数。它衡量能量往前集中的程度,与对比参考天线的增益不是一回事。