什么是半波偶极天线/天线？

半波偶极天线的半波长偶极天线是流行偶极天线的最广泛使用的版本。

半波偶极子是偶极子天线或天线的最流行版本。

顾名思义，半波偶极子的长度为一半波长。 这是可用于共振偶极子的最短共振长度。 它还具有非常方便的辐射方向图。

半波偶极子基础
半波偶极子由导电元件形成，该导电元件是电线或金属管，其电半波长长。 半波偶极子通常在阻抗降至最低的中间馈入。 这样，天线由连接到彼此成一直线的两个四分之一波长元件的馈线组成。

应当记住，半波偶极子的长度是在天线导体中传播的波的电半波长。 这比在自由空间中传播的波的等效长度稍短，因为天线导体会影响波长。

基本的半波偶极子天线，显示了偶极子相对于波长的长度。

基本的半波偶极子天线

电压和电流水平沿天线辐射部分的长度变化。 这是因为沿辐射元件的长度建立了驻波。

由于两端开路，因此这些点的电流为零，但电压为最大值。

当测量这些量的点远离两端时，发现它们呈正弦变化：电压下降，但电流上升。 然后，从两端开始，电流达到最大值，电压达到最小值，其长度等于四分之一电波长。 由于是半波偶极子，因此该点出现在中心。

半波偶极子馈入阻抗
任何天线的主要考虑因素之一是馈电布置–如何将功率从馈线/传输线传输到天线本身。 需要考虑阻抗匹配，平衡或不平衡以及许多其他方面。

在许多方面，半波偶极子非常易于馈电。 馈线通常连接到最大电流和最小电压的中心点。 这导致天线对馈线呈现低阻抗。 这很容易馈电，因为与高阻抗馈电装置相关的高RF电压可能给馈线和匹配单元带来许多问题。

半波偶极子上的电流和电压波形。

半波偶极子上的电流和电压波形

对于电半波长长的偶极天线，电感和电容电抗在谐振频率处相互抵消。 由于感抗和容抗相互抵消，负载变成纯电阻，这使得馈入半波偶极天线变得更加容易。

偶极天线是平衡天线，因此需要平衡的馈电装置。 这通常需要使用双馈线或平衡馈线的形式。 但是，如果使用不平衡变压器（平衡至不平衡变压器），则可以使用同轴馈线。

当阻抗匹配良好且不存在驻波时，同轴馈线提供了一种非常有吸引力的选择，并且与可能只希望看到阻性负载的发射器输出进行匹配也容易得多。 包含电抗的负载会导致变送器可能无法承受的更高电流电平电压。

自由空间中的半波偶极天线的阻抗为73偶极，与70Ω同轴馈线具有很好的匹配性，这就是为什么在许多应用中选择具有此阻抗的同轴电缆的原因之一。

半波偶极子通常使用50Ω馈线馈电。 天线通常表现出非常好的匹配度，因为其他物体（例如地球，天线安装等）的靠近意味着阻抗被降低到其在自由空间中呈现的73Ω以下。

半波偶极子长度
尽管偶极子的名称给出了它的近似长度，但在设计和制造实际偶极子时，仍需要更精确的长度。

半波偶极子的实际长度比自由空间中的半个波长稍短，这是由于与RF波形在导线内并且很可能不在真空中携带这一事实有关的多种影响。

半波偶极子天线的长度的计算考虑了一些因素，例如导体的厚度或直径与长度之比，辐射元件周围介质的介电常数等。

在某些情况下，有必要缩短半波偶极子天线的长度。 这可以通过添加一个负载电感器来实现。 将其放置在辐射元件中。 之所以起作用，是因为偶极子天线可以看作是由电容器和电感器组成的谐振电路。 增加额外的电感将降低谐振频率，即给定的天线长度将在比没有电感器存在的情况下更低的频率下谐振。 以此方式，可以缩短天线的长度。

该原理可以用于任何形式的天线，并且通常在空间是主要考虑因素的地方使用。

半波偶极子辐射方向图和方向性

可以计算辐射图，从而确定方向性。

可以预期，最大的半波偶极子方向性显示了与主辐射器成直角的最大辐射。

在其他角度，上述半波偶极子公式中的角度θ可用于确定场强。

半波偶极子极图和辐射图。

半波偶极子极图

也可以在围绕偶极子天线看的平面中，即在其最大辐射场中切割偶极子的平面中观察辐射图。

与天线轴成直角的偶极子极图。

屏幕内/外天线轴的辐射方向图

可以看出，在天线轴位于屏幕外/屏幕外的情况下，天线周围的辐射水平相同。 这是可以预期的，因为在该平面中没有任何东西可以将一个方向与另一个方向区分开或影响辐射。

实用技巧
在开发，设计和安装半波偶极子天线时，可以遵循许多常规提示和技巧以确保最佳性能。 这些高于用于天线安装的常规天线，例如确保高度最佳等。

*使用平衡馈线或巴伦：   
偶极天线是平衡天线。 因此，有必要使用平衡的馈线，或者如果需要使用同轴馈线，则必须使用不平衡变压器–有几种类型可以轻松构造。

*半波偶极子不是半波：半波偶极子天线的长度与自由空间中半波长的长度不同。 最终效果意味着所需的实际长度略短。

*当前最大部分：   

可以看出，电流最大的天线区域对辐射/接收的影响最大。 为了确保最有效的操作，这些区域应无障碍，并具有最佳的辐射位置。 

这最适用于长度较长的较低频率的天线。 对于天线非常短的VHF和UHF天线，偶极子的整个长度可能具有相似的“视野”。 对于HF天线，有时天线的中心可能会比两端高，因此有更好的机会更好地辐射信号。

*天线端的最大电压：   

最大电压点在天线的末端。 如果用于传输，请确保不会意外触摸它们，并确保它们已充分绝缘。 当使用末端用作锚点的有线天线时，这一点很重要。 

这些也应远离附近的物体，这些物体可能会吸收能量并使天线失谐。

半波偶极子天线可能是偶极子中使用最广泛的形式，甚至是天线中使用最广泛的形式。 它简单，有效，并且可以作为驱动元件并入从Yagi天线到抛物面反射器等许多其他形式的天线中。

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