无线电台天线驻波比浅析 - 无线电接收发射技术详解

　　二、无线电台天线驻波比浅析

　　随着国民经济的发展，无线电通信应用越来越广泛，已经渗透到各行各业。但是某些单位为了达到一定的通信效果和更大的覆盖范围，一味地加大无线电电台功率，这不仅增加了设备故障率，而且将对操作者产生电磁辐射危害。

　　其实，加大功率并不是提高通信质量和覆盖范围的唯一选择。影响电台通信效果的因素有很多，由Bullintog近似计算公式 Pr=Pt（h1h2/d2）2grgt可知，天线高度和天线增益对信号传播的影响很大。怎样保证信号功率有效地输送到天线并有效辐射出去，是值得关注的问题。天线电压驻波比（VSWR）是衡量天馈效率的重要指标。

　　电压驻波比（VSWR）是常用的射频技术参数，用来衡量电台各部件之间匹配是否良好。本文结合笔者多年工作实际，从应用层面探讨电压驻波比问题。

　　1 天线驻波比（VSWR）的大小与驻波表

　　当一个通信系统建立时，我们应当测量天线系统的驻波比是否接近1∶1，如果驻波比接近1∶1固然好，但经常会出现小于1的情况。那么驻波比达到多少，天线才算合格呢？

　　发射机与天线匹配的条件，是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。目前无线电发射设备的电阻通常为50欧姆。老式发射机的输出阻抗多为几百欧姆，现在已很少在专用通信系统中看到，多为业余无线电爱好者所使用，对这种设备设法将天线电流调至最大即可。

　　当电压驻波比（VSWR）不是1时，比较两个天线的电压驻波比（VSWR）没有意义。天线电压驻波比（VSWR）等于1，表明天线系统和发信机满足 匹配条件，发信机的能量可以最有效地输送到天线上。而如果电压驻波比（VSWR）不等于1，比如说等于4，那么可能存在多种情况：天线感性失谐、天线容性 失谐、天线谐振但馈电点不合适等。在阻抗圆图上，每一个电压驻波比（VSWR）数值都是一个圆，拥有无穷多个点。也即，电压驻波比（VSWR）数值相同 时，天线系统的状态有很多种可能性。

　　正因为电压驻波比（VSWR）除了1以外的数值，都不值得那么精确地认定（除非有特殊需要），多数电压驻波比表并没有像电压表、电阻表那样详细标定，甚至很少给出相应的误差等级数据。由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响，多数电压驻波比表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。

　　值得注意的是，天线系统的VSWR等于1，并不表明其一定是好天线。VSWR值为1，只能说明发射机的能量可以有效地传输到天线系统，但是这些能量 是否能有效地辐射到空间，则要另当别论了。例如，一副按理论长度制作的偶极天线和一副长度只有1/20的缩短型天线，只要采取适当措施，它们的VSWR都 可以等于1，但其发射效果却大相径庭。

　　2 影响天线效果的最重要因素：谐振

　　天线系统和输出阻抗为50欧的发射机的匹配条件，是天线系统阻抗为50欧纯电阻。理论上，要使天线发射的电磁场最强必须满足两个条件：一是发射频率 必须和天线的固有频率相同，二是驱动点要选在天线的适当位置。如果驱动点不恰当而天线与信号频率谐振，发射效果会略受影响，但是如果天线与信号频率没有谐 振，则发射效率会大打折扣。所以，在这两个条件中，谐振是关键因素。

　　实际应用效果证明，只要天线频率与发射频率谐振，即可达到较为满意的发射效果。因此在没有条件做到VSWR为1时，改善发射效果最重要的手段是使整个天线电路与工作频率谐振。

　　当VSWR过高，而天线系统又没有谐振时，阻抗存在很大电抗分量，发射机末级器件可能需要承受较大的瞬间过电压。由于早期技术不成熟，高VSWR容易造成射频末级功率器件的损坏。因此，将VSWR控制在较低的。