本子单元导读:天线与馈线(Antennas and Feed Lines) 是 FCC general(中级)等级考试的核心章节之一,涵盖规则、操作规范与知识点。以下为全部题目中英对照与解析,建议结合【知识点解析】与【考试提示】理解记忆。
G9A|Feed lines: characteristic impedance and attenuation; standing wave ratio (SWR) calculation, measurement, and effects; antenna feed point matching
G9A01
EN
Which of the following factors determine the characteristic impedance of a parallel conductor feed line?
A. The distance between the centers of the conductors and the radius of the conductors ✓
B. The distance between the centers of the conductors and the length of the line
C. The radius of the conductors and the frequency of the signal
D. The frequency of the signal and the length of the line
中文
以下哪些因素决定了平行导体馈线的特性阻抗?
A. 导体中心之间的距离与导体的半径 ✓
B. 导体中心之间的距离与馈线的长度
C. 导体的半径与信号的频率
D. 信号的频率与馈线的长度
【知识点解析】 平行导体馈线(如平行双线、窗口线)的特性阻抗由几何结构决定:主要与两导体中心间距及其半径之比有关,公式为 Z0≈276·log(D/d)。它与馈线长度、工作频率无关。
【考试提示】 – 中国对应:CRAC 题库中“馈线特性阻抗”相关内容,常见值有 300Ω(扁平馈线)、450Ω(窗口线)、50/75Ω(同轴)。
– 中美差异:均为通用电磁理论,无法规差异;美国题库常考窗口线 450Ω。
– 易错点:易误以为长度或频率会影响特性阻抗,其实它只是结构常数。
– 实际应用:选馈线时先确认其特性阻抗,再配合天线调谐器使用。
– 中美差异:均为通用电磁理论,无法规差异;美国题库常考窗口线 450Ω。
– 易错点:易误以为长度或频率会影响特性阻抗,其实它只是结构常数。
– 实际应用:选馈线时先确认其特性阻抗,再配合天线调谐器使用。
G9A02
EN
What is the relationship between high standing wave ratio (SWR) and transmission line loss?
A. There is no relationship between transmission line loss and SWR
B. High SWR increases loss in a lossy transmission line ✓
C. High SWR makes it difficult to measure transmission line loss
D. High SWR reduces the relative effect of transmission line loss
中文
高驻波比(SWR)与传输线损耗之间是什么关系?
A. 传输线损耗与 SWR 之间没有关系
B. 高 SWR 会增加有损耗传输线的损耗 ✓
C. 高 SWR 使得传输线损耗难以测量
D. 高 SWR 会降低传输线损耗的相对影响
【知识点解析】 当馈线本身有损耗时,失配(高 SWR)会使射频电流在线上来回反射,多次经过有耗介质,从而额外增加总损耗。理想无耗线则只改变电压电流分布而不增加净损耗。
【考试提示】 – 中国对应:业余电台操作中强调“驻波比过高会烧坏功放”,根因即此额外损耗转化为热量。
– 中美差异:物理规律一致,无差异。
– 易错点:误以为高 SWR 只在发射机端有害,其实损耗主要发生在有耗馈线段。
– 实际应用:长距离使用同轴馈线时,应尽量把 SWR 压低,必要时在天线端加匹配单元。
– 中美差异:物理规律一致,无差异。
– 易错点:误以为高 SWR 只在发射机端有害,其实损耗主要发生在有耗馈线段。
– 实际应用:长距离使用同轴馈线时,应尽量把 SWR 压低,必要时在天线端加匹配单元。
G9A03
EN
What is the nominal characteristic impedance of “window line” transmission line?
A. 50 ohms
B. 75 ohms
C. 100 ohms
D. 450 ohms ✓
中文
“窗口线”(window line)传输线的标称特性阻抗是多少?
A. 50 欧姆
B. 75 欧姆
C. 100 欧姆
D. 450 欧姆 ✓
【知识点解析】 窗口线(也称 ladder line、梯形线)是平行双线的一种,中间有镂空以减小介质损耗,其标称特性阻抗通常为 450Ω。常见的平行双线扁平馈线多为 300Ω。
【考试提示】 – 中国对应:国内常称“扁馈线/平行馈线”,300Ω 与 450Ω 均可在 BA 级、BD 级考试中出现。
– 中美差异:无差异,均为标准商用产品参数。
– 易错点:易与 50Ω 同轴(常用)或 300Ω 扁平线混淆。
– 实际应用:450Ω 窗口线损耗极低,适合用作多波段天线馈线,但需远离金属物。
– 中美差异:无差异,均为标准商用产品参数。
– 易错点:易与 50Ω 同轴(常用)或 300Ω 扁平线混淆。
– 实际应用:450Ω 窗口线损耗极低,适合用作多波段天线馈线,但需远离金属物。
G9A04
EN
What causes reflected power at an antenna’s feed point?
A. Operating an antenna at its resonant frequency
B. Using more transmitter power than the antenna can handle
C. A difference between feed line impedance and antenna feed point impedance ✓
D. Feeding the antenna with unbalanced feed line
中文
天线馈电点处产生反射功率的原因是什么?
A. 在天线谐振频率上工作
B. 使用的发射机功率超过天线所能承受的范围
C. 馈线阻抗与天线馈电点阻抗不一致 ✓
D. 使用不平衡馈线为天线馈电
【知识点解析】 当馈线特性阻抗与天线馈电点阻抗不相等时,射频波到达负载处发生部分反射,从而产生反射功率、形成驻波。阻抗匹配是消除反射的根本方法。
【考试提示】 – 中国对应:CRAC 题库“阻抗匹配/驻波比”考点,强调匹配即阻抗相等。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误以为不平衡馈电(如同轴接对称振子未加巴伦)直接造成反射功率,其实它主要引起电流不对称/外壳带电,反射根因仍是阻抗失配。
– 实际应用:用天线分析仪测馈电阻抗,再用匹配网络或调谐器调至 50Ω。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误以为不平衡馈电(如同轴接对称振子未加巴伦)直接造成反射功率,其实它主要引起电流不对称/外壳带电,反射根因仍是阻抗失配。
– 实际应用:用天线分析仪测馈电阻抗,再用匹配网络或调谐器调至 50Ω。
G9A05
EN
How does the attenuation of coaxial cable change with increasing frequency?
A. Attenuation is independent of frequency
B. Attenuation increases ✓
C. Attenuation decreases
D. Attenuation follows Marconi’s Law of Attenuation
中文
同轴电缆的衰减随频率升高如何变化?
A. 衰减与频率无关
B. 衰减增加 ✓
C. 衰减减小
D. 衰减遵循马可尼衰减定律
【知识点解析】 同轴电缆导体的趋肤效应随频率升高而增强,且介质损耗也随频率上升,因此单位长度衰减(dB/100ft)随频率升高而增大。高频段选低损耗电缆尤为重要。
【考试提示】 – 中国对应:业余无线电教材中“馈线选型”会给出不同频率下的衰减曲线。
– 中美差异:无差异,属电缆物理特性。
– 易错点:D 选项“马可尼衰减定律”为干扰项,并无此说。
– 实际应用:VHF/UHF 远距离或卫星通信应选低衰减电缆(如 LMR-400),并注意频率越高损耗越大。
– 中美差异:无差异,属电缆物理特性。
– 易错点:D 选项“马可尼衰减定律”为干扰项,并无此说。
– 实际应用:VHF/UHF 远距离或卫星通信应选低衰减电缆(如 LMR-400),并注意频率越高损耗越大。
G9A06
EN
In what units is RF feed line loss usually expressed?
A. Ohms per 1,000 feet
B. Decibels per 1,000 feet
C. Ohms per 100 feet
D. Decibels per 100 feet ✓
中文
RF 馈线损耗通常用什么单位表示?
A. 欧姆每 1000 英尺
B. 分贝每 1000 英尺
C. 欧姆每 100 英尺
D. 分贝每 100 英尺 ✓
【知识点解析】 射频功率/电压损耗以分贝(dB)衡量,馈线损耗通常按“分贝每 100 英尺”给出(dB/100 ft)。欧姆是阻抗单位,不用于表达传输损耗。
【考试提示】 – 中国对应:国内资料常用“dB/100m”或“dB/m”,单位制不同但概念一致。
– 中美差异:仅英制/公制单位换算差别。
– 易错点:易把阻抗单位“欧姆”当作损耗单位。
– 实际应用:计算整条馈线总损耗 = 单耗 × 长度,据此评估是否需要加大发射功率或换低损耗线。
– 中美差异:仅英制/公制单位换算差别。
– 易错点:易把阻抗单位“欧姆”当作损耗单位。
– 实际应用:计算整条馈线总损耗 = 单耗 × 长度,据此评估是否需要加大发射功率或换低损耗线。
G9A07
EN
What must be done to prevent standing waves on a feed line connected to an antenna?
A. The antenna feed point must be at DC ground potential
B. The feed line must be an odd number of electrical quarter wavelengths long
C. The feed line must be an even number of physical half wavelengths long
D. The antenna feed point impedance must be matched to the characteristic impedance of the feed line ✓
中文
要防止连接到天线的馈线上出现驻波,必须怎么做?
A. 天线馈电点必须处于直流地电位
B. 馈线长度必须是奇数个电学四分之一波长
C. 馈线长度必须是偶数个物理半波长
D. 天线馈电点阻抗必须与馈线的特性阻抗相匹配 ✓
【知识点解析】 驻波源于阻抗失配。只要天线馈电点阻抗等于馈线特性阻抗(即完全匹配),线上便无反射,也就不出现驻波。馈线长度不能“消除”失配,它只改变 SWR 在线上各点的表现。
【考试提示】 – 中国对应:CRAC“驻波比与匹配”核心考点即“匹配则无驻波”。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误以为特定长度可“消除”驻波,实则四分之一波长线只是把阻抗变换,并非消除失配。
– 实际应用:用天线调谐器或 gamma/beta 匹配把天线端调至 50Ω。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误以为特定长度可“消除”驻波,实则四分之一波长线只是把阻抗变换,并非消除失配。
– 实际应用:用天线调谐器或 gamma/beta 匹配把天线端调至 50Ω。
G9A08
EN
If the SWR on an antenna feed line is 5:1, and a matching network at the transmitter end of the feed line is adjusted to present a 1:1 SWR to the transmitter, what is the resulting SWR on the feed line?
A. 1:1
B. 5:1 ✓
C. Between 1:1 and 5:1 depending on the characteristic impedance of the line
D. Between 1:1 and 5:1 depending on the reflected power at the transmitter
中文
如果天线馈线上的 SWR 为 5:1,且在馈线发射机端调整的匹配网络使发射机端呈现 1:1 的 SWR,那么馈线上的 SWR 变为多少?
A. 1:1
B. 5:1 ✓
C. 介于 1:1 与 5:1 之间,取决于线的特性阻抗
D. 介于 1:1 与 5:1 之间,取决于发射机端的反射功率
【知识点解析】 在发射机端加匹配网络只是“欺骗”发射机看到 50Ω,馈线本身与天线之间的失配(5:1)并未改变。因此馈线段上的 SWR 仍是 5:1,反射波依旧在天线与匹配网络间来回反射。
【考试提示】 – 中国对应:常考“天调(ATU)的作用边界”——它保护功放,但不改善馈线效率。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:以为调好发射机端 SWR 就万事大吉;实际高 SWR 仍有线损与热量。
– 实际应用:固定台应尽量在天线端匹配,移动台才常用馈线端天调。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:以为调好发射机端 SWR 就万事大吉;实际高 SWR 仍有线损与热量。
– 实际应用:固定台应尽量在天线端匹配,移动台才常用馈线端天调。
G9A09
EN
What standing wave ratio results from connecting a 50-ohm feed line to a 200-ohm resistive load?
A. 4:1 ✓
B. 1:4
C. 2:1
D. 1:2
中文
将 50 欧姆馈线接到 200 欧姆电阻负载上,会产生多大的驻波比?
A. 4:1 ✓
B. 1:4
C. 2:1
D. 1:2
【知识点解析】 SWR = 负载阻抗 / 馈线阻抗(取大于 1 的比值)。200/50 = 4,故 SWR = 4:1。记法:永远是较大值除以较小值。
【考试提示】 – 中国对应:CRAC 题库直接计算题,公式 SWR=Z_load/Z0(Z_load>Z0)。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:写成 1:4 即把分子分母颠倒。
– 实际应用:已知天线阻抗时用此快速判断失配程度。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:写成 1:4 即把分子分母颠倒。
– 实际应用:已知天线阻抗时用此快速判断失配程度。
G9A10
EN
What standing wave ratio results from connecting a 50-ohm feed line to a 10-ohm resistive load?
A. 2:1
B. 1:2
C. 1:5
D. 5:1 ✓
中文
将 50 欧姆馈线接到 10 欧姆电阻负载上,会产生多大的驻波比?
A. 2:1
B. 1:2
C. 1:5
D. 5:1 ✓
【知识点解析】 SWR = 较大值 / 较小值 = 50/10 = 5,故为 5:1。负载阻抗无论高于还是低于馈线阻抗,都用比值取其大于 1 的一侧。
【考试提示】 – 中国对应:同上,计算类必考。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误算 10/50=0.2 直接得 1:5,应取倒数得 5:1。
– 实际应用:端馈半波天线阻抗极高(数千欧),而偶极中心馈电约 50–75Ω,需注意匹配。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:误算 10/50=0.2 直接得 1:5,应取倒数得 5:1。
– 实际应用:端馈半波天线阻抗极高(数千欧),而偶极中心馈电约 50–75Ω,需注意匹配。
G9A11
EN
What is the effect of transmission line loss on SWR measured at the input to the line?
A. Higher loss reduces SWR measured at the input to the line ✓
B. Higher loss increases SWR measured at the input to the line
C. Higher loss increases the accuracy of SWR measured at the input to the line
D. Transmission line loss does not affect the SWR measurement
中文
传输线损耗对在线输入端测得的 SWR 有何影响?
A. 损耗越大,在输入端测得的 SWR 越低 ✓
B. 损耗越大,在输入端测得的 SWR 越高
C. 损耗越大,在输入端测得的 SWR 精度越高
D. 传输线损耗不影响 SWR 的测量
【知识点解析】 有耗馈线会“吸收”反射波,使反射回来的功率在到达输入端前被衰减,于是输入端测得的 SWR 比天线端真实 SWR 更温和(偏低)。这与 G9A02 互为因果:高 SWR 增损耗,损耗又“掩盖”高 SWR。
【考试提示】 – 中国对应:提醒“长馈线低 SWR 读数可能是假象”,属高频考点。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:以为输入端读数就是天线真实驻波。
– 实际应用:测驻波应尽量在天线馈电点测量,或扣除馈线损耗估算真实值。
– 中美差异:无差异。
– 易错点:以为输入端读数就是天线真实驻波。
– 实际应用:测驻波应尽量在天线馈电点测量,或扣除馈线损耗估算真实值。