【题目编号】MC1-0754
【题目】收发信机内置的或与收发信机相连的天线调谐器(俗称“天调”)有什么作用?
【答案】A
[A]将天馈系统的输入阻抗变换为发射机所需的负载阻抗
[B]通过实现共轭匹配,整体提升天馈系统的工作效率
[C]允许某个天线在用作发射天线或接收天线时都谐振
[D]可根据发射机的当前工作频段自动切换适合的天线
考点速览
本题考天线调谐器(antenna tuner,俗称天调,缩写 ATU,Antenna Tuning Unit)的基本功能,属于馈线与阻抗匹配知识块。天调本质是一个可调的阻抗变换网络(impedance transformation network),把天馈系统在馈线输入端呈现的复阻抗,变换为发射机末级功放所需的负载阻抗(通常是纯电阻 50 欧),让发射机能在不触发保护、不降功率的前提下输出额定功率。正确项是 A。
天调做的是阻抗变换,不是谐振天线
发射机末级功率放大器(power amplifier,PA)设计时按某一标称负载阻抗(如 50 欧)优化,只有当它看到的负载接近这个值时,才能输出满功率且不产生过大反射、不损坏器件。天线加馈线在馈线输入端呈现的阻抗往往偏离 50 欧,甚至带明显电抗。天调内部由可调电感、可调电容组成 L 形、T 形或 π 形网络,把天馈输入端这个失配阻抗变换成 50 欧(或发射机规定的其他负载值),本质上是一个匹配网络。这就是选项 A「将天馈系统的输入阻抗变换为发射机所需的负载阻抗」的准确含义。
天调不提高天线效率,也不消除馈线驻波
很多人误以为天调能让天线谐振或提高效率。天调只改变馈线输入端向发射机方向看去的阻抗,天线本身的辐射电阻、损耗电阻、谐振状态完全不变;天线失配在天调与天线之间那段馈线上造成的驻波依然存在,那段馈线里的传输损耗也不会因为加了天调而减少。天调消除的是天调输出端(发射机侧)之后反射回发射机的驻波,保护的是发射机、换来的是满功率输出,而不是提升天线系统的辐射效率。
逐项辨析
选项 A 正确,依据如上:天调是阻抗变换网络,把天馈输入阻抗变换到发射机所需负载阻抗。选项 B「通过实现共轭匹配,整体提升天馈系统的工作效率」错误:天调即便在发射机侧实现了匹配,也只是让功放能满功率、反射减小,天线自身的效率与馈线的失配损耗不变,谈不上整体提升效率;共轭匹配在这里也用得不准确。选项 C「允许某个天线在用作发射或接收时都谐振」错误:天线是否谐振由自身电长度与结构决定,天调不改变天线是否谐振,接收时天调也不负责让天线谐振,此功能描述是编造的。选项 D「可根据发射机当前工作频段自动切换适合的天线」错误:那是天线开关(antenna switch)或天线选择器的功能,不是天调,二者器件不同、职责不同。
易混淆点
易混三组概念:一是天调与天线开关,天调做阻抗匹配,天线开关做选路切换,别混为一谈;二是匹配与谐振,天调实现的是馈线与发射机之间的阻抗匹配,不是让天线振子谐振,天线谐振是振子自己的事;三是提高发射功率输出与提高天线效率,天调能让发射机输出额定功率,改善的是输出能力,但不能提高天线辐射效率(辐射效率由天线本身决定)。
应试要点
天调一句话定义:把天馈输入阻抗变换成发射机要的负载阻抗(通常 50 欧),让功放满功率、不受伤。三不:不谐振天线、不提天线效率、不消馈线驻波;切换天线那是天线开关的活。