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MC1-0691-甲、乙业余电台相距 10 千米,均使用 1/2 波长水平偶极天线进行 UHF 通联。现其中一方 改用 1/2 波长垂直偶极天线,则改变前后的通信效果有什么不同?
MC1-0691 考极化匹配被破坏的后果。两台原本都用水平偶极天线,极化一致、通信正常;其中一方改用垂直偶极后,两端极化面互相垂直,构成正交极化,实际损耗约二十分贝,可用功率只剩百分之一,通信效果变差。UHF 视距传播缺乏反射去极化,几乎没有补救余地。
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MC1-0691 考极化匹配被破坏的后果。两台原本都用水平偶极天线,极化一致、通信正常;其中一方改用垂直偶极后,两端极化面互相垂直,构成正交极化,实际损耗约二十分贝,可用功率只剩百分之一,通信效果变差。UHF 视距传播缺乏反射去极化,几乎没有补救余地。
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MC1-0688 考 M 型同轴连接器的真实身份与特性。它就是业余界常说的 UHF 接头,插头 PL-259、插座 SO-239,采用螺纹锁紧、结构简单、成本低廉且无防水设计,频率上限约三百兆赫,因而广泛应用于短波与甚高频通信系统。卡式锁紧是 BNC 接头的特征,微波段则多用 N 型或 SMA。
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MC1-0687 考射频同轴连接器的频率适应性。频率越高,连接器的阻抗不连续越容易成为馈线瓶颈。N 型接头采用螺纹锁紧、阻抗连续性好,可用上限达数千兆赫,是四百兆赫以上的优先选择;M 型上限约三百兆赫,另两项分别是电缆型号与低频数据接口。
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MC1-0686 比较同等外径馈线在甚高频与特高频段的损耗。空气介质同轴硬电缆介质损耗近乎为零,且同等外径下内导体更粗、导体损耗更低,因而最优。五十欧姆与七十五欧姆软电缆受实心或发泡介质拖累,七十五欧姆内导体更细衰减更大;独立屏蔽分组双绞线属低频平衡传输线,不适合射频馈线。
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MC1-0685 解释同轴电缆频率升高为何传输损耗增加。趋肤效应使交流电阻按频率平方根上升,介质极化跟不上电场翻转使介质损耗近似随频率线性增大,二者叠加使总衰减单调上升。特性阻抗由几何尺寸与介电常数决定,与频率无关;反射功率和驻波比取决于匹配,不会因频率升高而必然变大。
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MC1-0684 讲空气介质同轴电缆的短板。空气介电常数接近一、介质损耗极小,代价是内导体缺少实心支撑、空腔容易进潮气,受潮后介质损耗急增、衰减成倍变大甚至击穿,所以必须密封接头、充干燥气体并保持微正压。文中指出它恰适合甚高频与特高频,并非只能低频、损耗大或怕低温。
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MC1-0683 说明室外同轴电缆为何要求护套耐紫外线。护套是防潮的唯一屏障,紫外线打断高分子链使之外表面粉化开裂,水分渗入后介质受潮、损耗急增、导体腐蚀,直至绝缘击穿,因此室外宜选黑色聚乙烯护套并做严密接头防水。文中还辨析紫外线激励导行模式、与射频混频、促使升温这三个缺乏物理依据的干扰项。
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MC1-0679 解释业余电台为何普遍选用同轴电缆。屏蔽结构把电磁场封闭在内外导体之间,对外辐射小、抗外界干扰强,因而可以贴近金属立杆与建筑构件走线,加上柔软易弯、连接器标准化,架设自由度高。文中指出同轴在损耗、功率容量与价格上都不占优,平行明线反而更好,并辨析这三个过于绝对的干扰项。
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MC1-0678 说明业余无线电为何以五十欧姆同轴电缆为标准。特性阻抗由内外导体直径比与介质介电常数决定,功率容量最优在约三十欧姆、衰减最小在约七十七欧姆,五十欧姆是兼顾两者的折中值,并随设备标准化沿用至今。文中逐一辨析七十五欧姆用于视频与有线电视、三百欧姆属于平衡扁馈线、九十三欧姆见于数据测试电缆。
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MC1-0677 解释电网电线里为什么看不到驻波。五十赫兹工频对应波长约六百万米,几十千米的线路只占波长极小一段,沿线相位差微乎其微,起伏小到无法观察,并非驻波不存在。业余电台波长以米计,馈线长度与波长同量级,失配时驻波清晰可测。文中给出线长达到波长十分之一的入门判据,并辨析三个干扰项。