尺寸是二分之一波长的天线非常普遍,当它们被正确设计和安装时会有优良的性能。在自由空间,半波长的计算公式如下:
Lm=150/fMHz
其中Lm的单位是米,fMHz的单位是MHz。
在普通的导线中,上面公式的计算结果还要乘以一个速度因子(velocity factor),v,取值为0.95(95%)。对于金属导管,v值更小,取值的下限可能为0.9(90%)。这是因为射频(RF)信号在天线材料中的传播速度只有在自由空间中的传播速度的90%到95%。
一个开放偶极子(open dipole或者doublet)是一个半波长发射天线,其中信号的馈入端在中间。天线每条“腿”的长度是四分之一波长(如图A所示)。对于一个用直导线做的天线,考虑到速度因子v=0.95,天线长度(即半波长Lm)是143/ fMHz,单位是米。
图:基本的半波长天线。A是偶极子天线;B是折叠式的偶极子天线;C是齐柏林天线
一个折叠式的偶极子天线也是半波长天线。它由两条平行的、末端连接的导线构成,信号馈入端也在中间(如图B)。折叠式的偶极子天线和平行双线传输线一起使用,一般用于对增益和方向性的要求不是太高的场合。或许你已经见过这样的天线,比如调频(FM)广播的室内接收天线。
折叠式的偶极子天线的端到端长度的计算方法和一个使用小口径金属导管的开放偶极子天线一样。经过试错,速度因子v被确定为0.925,即Lm=139/fMHz 。天线的折叠部分不能被视作传输线,相反,它们的功能是发射信号。
齐柏林(zeppelin)天线是一个半波长天线。它由两条平行导线够成,其中一条导线长度是四分之一波长,而信号馈入端就在这条四分之一波长导线的末端(如图C)。除了对设计频率有效,齐柏林天线对设计频率的谐频也有效。对于这种天线来说,发射单位的长度是至关重要的。如果它不是正好是半波长,或者半波长的整数倍,馈线就不能正常工作。