偶極天線計算機
計算偶極天線的尺寸、波長與電氣特性，以達到最佳效能。
透過計算目標頻率下正確的長度、波長、阻抗與輻射電阻，設計並最佳化偶極天線。
偶極天線計算機
計算偶極天線的尺寸、波長與電氣特性，以達到最佳效能。
關於偶極天線計算機
偶極天線是最基本的無線電天線類型，由兩個導電元件從中央饋入點向相反方向延伸而成。最簡單的形式——半波偶極天線——其總長度等於工作波長的一半。半波偶極天線是其他天線比較時的參考標準，業餘無線電玩家、廣播電台與無線設備製造商都廣泛使用，涵蓋從 HF（短波）到 VHF 與 UHF 的各個頻段。
自由空間波長 λ 由光速與工作頻率決定：λ = c / f，其中 c ≈ 299.792458 m/s，f 以 MHz 計，因此 λ 的單位為公尺。在 146.52 MHz（2 公尺業餘波段）時，λ ≈ 2.047 m。自由空間半波偶極天線從端到端的長度約為 1.024 m，每個臂約為 0.512 m。
實務上，天線是由具有有限直徑、絕緣層，或鄰近地面與其他物體的實體導體所構成。這些因素會使天線的有效電氣長度與物理長度不同。速度因子（vf）用來補償這一點：它是實際導體中的波傳播速度與自由空間光速之比。對於自由空間中的裸線，vf 約為 0.97–0.99；對於絕緣導線，vf 會依絕緣介電常數降至 0.88–0.95。
自由空間中半波偶極天線的饋入點阻抗約為 73 Ω（在共振時為純電阻），與 75 Ω 同軸電纜相當匹配。完美接地平面上的四分之一波單極天線阻抗約為 36 Ω（約為偶極天線的一半），因此透過匹配段可良好對接 50 Ω 同軸饋線。這些都是理論值；實際阻抗取決於離地高度、導體直徑與附近結構。
偶極天線可用於八木-宇田定向陣列、用於更高阻抗匹配的折合偶極天線、用於同軸饋入的套筒偶極天線，以及作為天線增益計算中的參考元件。知道特定頻率與速度因子下的正確物理長度，可確保天線在目標頻率上共振，提供最大的輻射效率並將饋線上的反射功率降到最低。這個計算機能立即給出關鍵尺寸，方便你在組裝前先把元件裁切到正確長度。
偶極天線範例
點擊計算機下方任一範例按鈕，即可載入真實的業餘無線電天線情境。
| 頻率 / Vf / 類型 | 總長度 | 應用 |
|---|---|---|
| f = 146.52 MHz, vf = 0.95, 半波 | λ ≈ 2.047 m, L ≈ 0.972 m, arm ≈ 0.486 m | 標準的 2 公尺 VHF 半波偶極天線。每個臂約 48.6 cm；適合攜帶式操作或作為緊急天線。 |
| f = 446.0 MHz, vf = 0.95, 半波 | λ ≈ 0.672 m, L ≈ 0.319 m, arm ≈ 0.159 m | 供業餘 PMR446 頻段使用的 70 公分 UHF 偶極天線。每個臂僅 15.9 cm，適合手持或基地台使用。 |
| f = 7.074 MHz, vf = 0.95, 半波 | λ ≈ 42.36 m, L ≈ 20.12 m, arm ≈ 10.06 m | 用於 7.074 MHz FT8 數位模式的 40 公尺 HF 偶極天線。每個臂略超過 10 公尺，需要較大空間，但低頻段表現極佳。 |
| f = 146.52 MHz, vf = 0.85, 四分之一波 | λ ≈ 2.047 m, L ≈ 0.435 m | 使用絕緣導線（vf = 0.85）製作的 2 公尺四分之一波單極天線。垂直架設於接地平面上，可形成全向輻射圖。 |
如何使用偶極天線計算機
- 輸入工作頻率，單位為 MHz。2 公尺波段請輸入 146 MHz；40 公尺波段請輸入 7.1 MHz。
- 輸入導體材料的速度因子——一般裸銅線可用 0.95，絕緣線可用 0.85–0.92。
- 選擇偶極類型：Half-Wave 適用於多數場景中的標準偶極天線，Quarter-Wave 適用於架設在接地平面上的單極天線。
- 點擊計算，即可查看自由空間波長、天線總長度，以及以公尺、公分和英尺表示的單臂長度。
- 使用範例按鈕載入常見的業餘無線電情境，並核對你的計算結果。
偶極天線常見問題
什麼是半波偶極天線？
半波偶極天線是一種直線天線，其總物理長度約等於工作波長的一半，並依速度因子進行調整。它是最常見的偶極天線類型，也是天線增益的 0 dBd 參考標準。其在自由空間中的饋入點阻抗約為 73 Ω，接近標準同軸電纜的 75 Ω。
什麼是速度因子，為什麼它很重要？
速度因子（vf）是電磁波在導體中傳播速度與自由空間光速的比值。由於波在真實導體與絕緣層中會減速，實際天線必須比自由空間波長更短。vf 為 0.95 表示波速為光速的 95%，因此天線長度也應為理論自由空間長度的 95%。
偶極天線的饋入點阻抗是多少？
自由空間中的半波偶極天線在共振時，饋入點阻抗約為 73 Ω。完美接地平面上的四分之一波單極天線約為 36 Ω。實際數值受離地高度、導體直徑與周圍結構影響，因此在實務上阻抗可能介於 50–100 Ω 之間。
如何把偶極天線裁切到正確長度？
先用這個計算機算出總長度，然後將每個臂裁切為總長度的一半。建議先保留略長一點（多加 5%）以補償端點效應，再用天線分析儀或駐波比表逐步修剪，並保持兩側等量縮短，直到目標頻率處的駐波比最低。
可以在室內使用偶極天線嗎？
可以。室內偶極天線可用於 HF 與 VHF 波段，但靠近牆壁、地板與布線會影響阻抗與輻射方向圖。附近的耗損材料會降低效率，但室內偶極天線仍遠勝於沒有天線。應盡量讓天線遠離金屬物體與電源布線。
偶極天線適用於哪些頻段？
偶極天線可用於任何無線電頻率，但實際物理長度會限制其用途。在 AM 廣播頻率（530–1700 kHz）下，半波偶極天線會長達數百公尺。在 VHF（145 MHz）下，2 公尺偶極天線總長約 1 公尺，非常實用。在 UHF（440 MHz）下，天線僅約 33 cm，適合緊湊安裝。