天線理論 - 半波偶極子

偶極子天線被切割並彎曲以實現有效的輻射。用作偶極子的總導線長度等於波長的二分之一（即l = λ/2）。這種天線稱為半波偶極子天線。由於其優點，它是使用最廣泛的天線。它也稱為赫茲天線。

頻率範圍

半波偶極子工作的頻率範圍約為3KHz至300GHz。這主要用於無線電接收機。

半波偶極子的構造和工作原理

它是一個普通的偶極子天線，其工作頻率是其波長的一半。因此，它被稱為半波偶極子天線。

偶極子的邊緣具有最大電壓。該電壓本質上是交流電（AC）。在電壓的正峰值時，電子傾向於朝一個方向移動，而在負峰值時，電子則朝另一個方向移動。下圖可以解釋這一點。

上圖顯示了半波偶極子的工作原理。

• 圖1顯示了當感應電荷處於正半週期時偶極子的狀態。現在電子傾向於向電荷移動。

• 圖2顯示了感應負電荷的偶極子。這裡的電子傾向於遠離偶極子。

• 圖3顯示了下一個正半週期的偶極子。因此，電子再次向電荷移動。

這種累積效應產生一個變化的場效應，該效應以在其上產生的相同模式輻射出去。因此，輸出將是遵循輸出電壓模式週期的有效輻射。因此，半波偶極子有效地輻射。

上圖顯示了半波偶極子中的電流分佈。半波偶極子的方向性為2.15dBi，相當不錯。“i”代表各向同性輻射。

輻射方向圖

該半波偶極子的輻射方向圖在H平面是全向的。這對於許多應用（例如行動通訊、無線電接收器等）是理想的。

上圖指示了半波偶極子在H平面和V平面上的輻射方向圖。

在這個半波偶極子中，偶極子的半徑不影響其輸入阻抗，因為該偶極子的長度是半波長，並且是第一個諧振長度。天線在其諧振頻率（發生在其諧振長度處）工作效率最高。

優點

以下是半波偶極子天線的優點：

• 輸入阻抗不敏感。

• 與傳輸線阻抗匹配良好。

• 長度合理。

• 天線長度與尺寸和方向性相匹配。

缺點

以下是半波偶極子天線的缺點：

• 由於單元素，效率不高。

• 只有與其他天線組合才能更好地工作。

應用

以下是半波偶極子天線的應用：

• 用於無線電接收機。

• 用於電視接收機。

• 與其他天線組合使用時，可用於各種應用。