無線系統與天線配置

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天線選擇、安裝或佈線上的錯誤可能導致一連串問題。Davida Rochman 帶你了解該如何避免天線問題。

2013年9月20日｜7分鐘閱讀

「接收器天線是無線麥克風操作中最常被誤解的領域之一。」 這是 Shure 產品支援團隊的斷言。他們應該最有資格這麼說。因為他們就像是福爾摩斯一樣，在解決訊號中斷之謎方面具有高度的推理能力。許多時候，問題的根源是天線的安裝位置。

天線的選擇、安裝位置或電纜錯誤，可能導致接收範圍縮小、表演區出現訊號死角，或是接收器的訊號強度過低，進而造成頻繁斷訊。

在我們談天線安裝之前，先回顧一下在無線系統中可能遇到的天線類型：

全向性天線類型

天線的尺寸與其接收的頻率波長直接相關。無線音訊系統中最常見的天線為：

• 1/4 波長全向天線

• 1/2 波長全向天線

• 定向天線

1/4 波天線

此天線的長度是欲接收頻率波長的四分之一（例：200 MHz 的波長約為 6 英呎，1/4 波天線約為 18 英吋）。 對於 VHF 應用來說，14–18 英吋的天線即可視為 1/4 波天線。UHF 頻段的波長較短，1/4 波天線長度約為 3–6 英吋，因此選擇適當長度很重要。

提示： 1/4 波天線應僅在可直接安裝於無線接收器或天線分配系統時使用（如架耳上的前端安裝天線）。這些天線需靠近一塊金屬平面作為「接地面」才能正常運作，且天線底部必須與接收器有電性接地。

1/2 波天線

此天線的長度為接收頻率波長的一半（200 MHz 的 1/2 波天線約為 3 英呎）。

提示： 1/2 波天線不需接地面，因此適合遠端安裝使用。雖理論上它比 1/4 波天線多約 3 dB 的增益，但實務上這個差異不太明顯。除非需要遠端安裝天線，否則沒有強烈理由「升級」為 1/2 波天線。

定向天線類型

在無線麥克風應用中，定向天線主要用於 UHF 系統。這些天線通常對特定頻率範圍敏感，因此選擇時須特別注意。

定向 VHF 天線寬達 3–5 英呎（類似屋頂上的電視天線），在安裝上相當不方便。

螺旋式天線（Helical Antenna）

這是一種將高增益與寬頻覆蓋結合的定向天線。相較傳統的「槳式天線」（log periodic），其增益更高（12 dBi 對 7 dBi），但覆蓋角度較窄（約 60° 對 120°）。

其一大特色是對極化方向不敏感，無論是垂直還是水平發射都能良好接收，因此常被用於無線耳機系統（IEM）。

槳式天線（Log Periodic / Paddle Antenna）

這是最常見的定向天線。朝向靈敏度增強的方向時，可提供更強訊號至接收器，提升系統有效範圍。也能抑制來自其他方向的干擾訊號。

提示： 大多數定向天線屬寬頻設計，對操作頻段內所有頻率都一樣靈敏。如果指向干擾源，它會增強干擾訊號與目標訊號。增益太高還可能導致接收器過載、產生互調失真，降低接收效果。因此大多數情況仍建議使用全向性天線。

十個最佳天線安裝技巧

即便使用現代的分集接收器，正確安裝天線仍是關鍵。以下是一些基本準則：

1. 保持視線通透： 儘可能保持發射器與接收器天線之間的視線通透，尤其是 UHF 系統。避免天線與金屬物體、牆面或大量人群之間有遮擋。

2. 保持合理距離： 天線與發射器建議距離至少 16 英呎，以避免接收器產生互調產物。距離不宜過長。

3. 使用正確類型的天線： 接近接收器時使用 1/4 波天線；遠端安裝時使用 1/2 波天線。必要時使用定向天線。

4. 選擇正確頻段的天線： 每支天線只能在特定頻段內有效。使用天線分配器時，請將接收器依頻段分類。

5. 分集接收天線間保持距離： 至少需相隔 1/4 波長，最多約 1 波長效果最佳。對於大範圍使用，可將兩天線拉開以涵蓋更大區域。

6. 遠離干擾源： 包括其他無線天線、數位設備、電源設備等。

7. 遠離金屬物體安裝： 理想位置應為空曠區域，或垂直於金屬結構安裝。

8. 正確調整天線角度： 單天線系統應垂直擺放；雙天線系統可呈 45° 張角提升分集效果。

9. 使用低損耗天線延長線： 對於高頻（如 UHF）系統，應使用專用同軸線材與連接頭。

10. 使用天線分配器： 可降低天線數量並減少干擾。兩台接收器可用被動分配器，三台以上建議使用主動分配器。長距離延伸可考慮天線放大器。

如需更深入了解，建議下載 Shure 的免費指南：《Wireless Systems Guide - Antenna Setup》。

作者：Davida Rochman 自 1979 年加入 Shure，擁有語言傳播學位。從未預料畢業後的第一份工作，會展開一段終生與麥克風共舞的職涯。她現任公司公關經理，負責公關、贊助與捐贈事務。