天線與饋線的連接

天線與饋線的連接
    天線與饋線的連接，是安裝天線時十分重要的問題。若連接不正確，將直接影響接收效果。其連接方式，取決於天線中有源振子的形狀和饋線的種類。一般常用的有下列情況。

1、天線的有源振子為半波摺合振子（阻抗300Ω）
    連接饋線採用300Ω扁平饋線時，其連接方式最簡單，即將饋線的兩根導線分別接在有源振子中間開口處即可，如圖1所示。如果採用75Ω同軸電纜作連接饋線，其連接方式需要把半波摺合振子333Ω阻抗變換與同軸電纜75Ω匹配。方法是載取1/2波長的同軸電纜製作成U型變換器，如圖2所示。先將1/2λ的同軸電纜中間芯線的兩端，接在半波摺合振子天線的開口處，其外層屏蔽網相連；主饋線的芯線接天線開口處的任一端，其屏蔽網連接U形變換器的屏蔽網。
 
2、天線的有源振子為半波振子（阻抗75Ω）
    當饋線採用300Ω扁平饋線時，需進行阻抗變換，方法是用1/4波長的扁平饋線兩根製成阻抗變換器，接法如圖3所示。
    當饋線採用75Ω同軸電纜時，就只需要進行平衡－不平衡轉換，可採用75Ω同軸線作U形變換器，接法如圖4所示。取一根1/2λ的同軸電纜，將兩端接於天線開口處並將外層相連好；再在U形變換器1/4λ處截斷，其主饋線的芯線接在1/4λ處的同軸線芯線，其外層屏蔽線接在3/4λ處的同軸線芯線。
    此外，還可用雙孔磁心製作。其製作方法見圖5(a)、(b)所示。
 
    雙孔磁心阻抗變換器的突出優點是體積小頻帶寬，缺點是抗干擾能力與選擇性差。

天線與饋線匹配中的平衡與不平衡變換
    很多天線如半波振子天線、摺合振子天線、環行天線等都是平衡饋電的，它們都有兩個饋電點，它們都有個特點：兩個饋電點的信號電壓（或電流）的相位是互為反相的。而主饋電纜常常都是用同軸電纜，同軸電纜屬於不平衡（不對稱）饋線，其內導體是饋電點，而外導體是地線點，不參與饋電。所以就算天線的特性租抗與同軸電纜相同也不能直接連接，否則，會破壞天線的對稱性，使天線兩臂上的電流大小不等，這種不平衡性會改變天線的方向圖，使之成為不對稱的方向圖，從而使饋線可能接收到各種干擾波和使饋線與天線失配。因此，在天線與同軸線連接時，不僅要考慮阻抗匹配而且還要進行平衡--不平衡變換。

1、λ/4平衡變換器（λ是信號頻率的波長）
    λ/4平衡變換如圖6所示，半波振子的輸入阻抗是75歐的平衡負載，用75歐的同軸電纜與之配接雖然阻抗是匹配了，但平衡卻不匹配，必須加入一個平衡變換器。
 
    半波振子的一臂與主饋線外導體相連（圖6中的A點），另一臂與λ/4導體上端和同軸電纜的內導體相連接（圖6中的B點），λ/4導體的下端則通過短接金屬環與主饋線的外導體相接（圖6中的C點）。那麼A--》B點之間的距離為λ/2，所以，B點的信號送到A點時剛好反相，這樣一來就把同軸線的不對稱變為對稱了。從A、B兩點向短接金屬環看進去是一段λ/4的短路線，其阻抗為無窮大，所以對阻抗匹配不會造成影響。

2、不對稱U型環平衡變換
    如圖7所示，它由兩段特性阻抗均為75歐的同軸線構成，其中一段為λ/4，另一段為3λ/4，兩段同軸線的內導體分別與半波振子的兩臂A、B相連，另一端與主饋電纜相連於C點，可見主饋線到振子兩饋電點路徑的波程相差為3λ/4-λ/4=λ/2，即兩饋電點的信號電壓大小相等，方向相反。因而保證了平衡饋電。
 
    阻抗匹配：由於半波振子是平衡式的，每個饋電點對地阻抗為75/2=37.5歐，饋電點A通過λ/4的75歐電纜到C點的阻抗為：75²/37.5= 150歐，饋電點B通過3λ/4（λ/4的奇數倍）75歐電纜到C點的阻抗為：75²/37.5=150歐，那麼C點的合成阻抗為：150/2=75 歐。顯然和主饋電纜的阻抗是匹配的。

3、λ/2平衡變換器
    λ/2平衡變換器又叫U型平衡變換器，如圖8所示，摺合半波振子天線（輸入阻抗為300歐）與會75歐的同軸線連接時，二者阻抗不匹配，因此必須在它們之間加裝U型平衡變換器。從圖8可看出，饋電點A和B的對地阻抗為300/2=150歐，信號從主饋電纜傳至A點分成兩路，分別供給振子左右兩邊的負載。由於A、B兩饋電點的波程差為λ/2。因此，A、B兩饋電點的電源大小相等，方向相反，從而達到了平衡變換的目的。 
 
    再看阻抗方面，由於A、B兩點的對地阻抗均為150歐，那麼合成在一起后，A點的阻抗應為兩饋電點的並聯值即150/2=75歐，所以阻抗也是匹配的。