一款簡(jiǎn)單的HF全波段直立天線(xiàn)制作方案

很多的100KW以上級別的大功率廣播電臺都是搞根高的直立天線(xiàn)，而在其附近建一個(gè)天調室,專(zhuān)門(mén)負責將天線(xiàn)調到與發(fā)射機匹配,無(wú)線(xiàn)電發(fā)射的電效率對他們來(lái)說(shuō)遠比我們要求高!

為此,借鑒他們的思路,用一個(gè)全自動(dòng)室外天調+軍用立桿作振子,再拉三四根足夠長(cháng)的導線(xiàn)作地網(wǎng)(地網(wǎng)的重要性不低于振子),作我們的收發(fā)天線(xiàn)又何嘗不可以呢?這應當是全波段直立天線(xiàn)的比較簡(jiǎn)單實(shí)用而且電效率相對較高的形式.

現在450元左右的二手全自動(dòng)室外型天調(全新600---800元)+鋁合金管自制立桿（或者一根手竿帶根1.5平方毫米以上的電線(xiàn)作天線(xiàn)）,都很便宜.

具體接法:

倒V形式：振子線(xiàn)盡量長(cháng)，最好別省巴侖，當然一根接成天線(xiàn),一根作地網(wǎng)用同樣也可以收發(fā)，不過(guò)方向圖就變了，而且饋線(xiàn)屏蔽層參與輻射和接收信號。

如果是陽(yáng)臺釣魚(yú)竿形式,地網(wǎng)可以一根垂下去,一根上屋頂附近

電臺－饋線(xiàn)－天調－天線(xiàn)效率高,實(shí)際上振子和地網(wǎng)都是在起輻射作用,由于全自動(dòng)天調的電感調整是繼電器短路法的原因,對于調諧等效輻射電阻低的短電氣長(cháng)度天線(xiàn)效率低,因此,正確的處理辦法是盡量提高地網(wǎng)和天線(xiàn)的電氣長(cháng)度以達到最高效率

室外型天調的優(yōu)點(diǎn)是大大降低了由于阻抗不匹配造成的饋線(xiàn)損失，為提高電效率，地網(wǎng)和振子是越長(cháng)越好.

提醒：振子和地網(wǎng)嚴禁使用鐵磁性的金屬，否則因電阻率高，同時(shí)趨膚效應太強導致?lián)p耗特別高

附天線(xiàn)的基本概念:

　　把高頻電能變?yōu)殡姶艌?chǎng)能量或把電磁場(chǎng)能變?yōu)楦哳l電能的裝置稱(chēng)為天線(xiàn)。天線(xiàn)有各種各樣的形式，如直線(xiàn)導線(xiàn)、環(huán)形導線(xiàn)等構成的線(xiàn)天線(xiàn)和由金屬板或金屬網(wǎng)構成的面天線(xiàn)。按用途，天線(xiàn)可分為發(fā)射和接收兩大類(lèi)。

　　天線(xiàn)的作用就是把發(fā)射機末級回路的高頻電流變換成電磁波并向特定的方向發(fā)射出去。接收天線(xiàn)則是把以自由空間為傳媒的電磁波還原為高頻電流經(jīng)饋線(xiàn)送入接收機。由此可見(jiàn)，天線(xiàn)的作用就是在高頻電流和電磁波之間進(jìn)行能量轉換。因此，從理論上講，發(fā)射天線(xiàn)可以當作接收天線(xiàn)使用， 接收天線(xiàn)也可以充當發(fā)射天線(xiàn)使用。

天線(xiàn)的特性：

　　共振: 任何天線(xiàn)都諧振在一定的頻率上，我們要接收哪個(gè)頻率的信號，就希望天線(xiàn)諧振在那個(gè)頻率上。天線(xiàn)諧振是對天線(xiàn)最基本的要求，要不然，就沒(méi)那么多講究了，隨便扔根線(xiàn)出去不也是天線(xiàn)嘛。天線(xiàn)的諧振問(wèn)題涉及到的主要數據是波長(cháng)及其四分之一。計算波長(cháng)的公式很簡(jiǎn)單，300/f。其中f的單位是MHz，而得到的結果的單位是米。1/4波長(cháng)是稱(chēng)作基本振子，如偶極天線(xiàn)是一對基本振子，垂直天線(xiàn)是一根基本振子。不過(guò)天線(xiàn)中的振子的長(cháng)度并不正好是1/4波長(cháng)，因為電波在導線(xiàn)中行進(jìn)的速度與在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一個(gè)縮短因子。這個(gè)因子取決于材料。

　　帶寬: 這也是一個(gè)重要但容易被忽略的問(wèn)題。天線(xiàn)是有一定帶寬的，這意味著(zhù)雖然諧振頻率是一個(gè)頻率點(diǎn)，但是在這個(gè)頻率點(diǎn)附近一定范圍內，這付天線(xiàn)的性能都是差不多好的。這個(gè)范圍就是帶寬。 我們當然希望一付天線(xiàn)的帶寬能覆蓋一定的范圍，最好是我們所收聽(tīng)的整個(gè)FM廣播波段。要不然換個(gè)臺還要換天線(xiàn)或者調天線(xiàn)也太麻煩了。天線(xiàn)的帶寬和天線(xiàn)的型式、結構、材料都有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，振子所用管、線(xiàn)越粗，帶寬越寬；天線(xiàn)增益越高，帶寬越窄。

　　阻抗: 天線(xiàn)可以看做是一個(gè)諧振回路。一個(gè)諧振回路當然有其阻抗。我們對阻抗的要求就是匹配：和天線(xiàn)相連的電路必須有與天線(xiàn)一樣的阻抗。和天線(xiàn)相連的是饋線(xiàn)，饋線(xiàn)的阻抗是確定的，所以我們希望天線(xiàn)的阻抗和饋線(xiàn)一樣。一般生產(chǎn)的饋線(xiàn)，主要是300歐姆、75歐姆和50歐姆三種阻抗，國外過(guò)去還有450歐姆和600歐姆阻抗的饋線(xiàn)。 基本偶極天線(xiàn)的阻抗是75歐姆左右，V型偶極天線(xiàn)是50歐姆左右，基本垂直天線(xiàn)阻抗 50歐姆。其他天線(xiàn)一般阻抗都不是50或75歐姆，那么在把它們與饋線(xiàn)連接之前，需要有一定的手段來(lái)做阻抗變換。

　　平衡: 對稱(chēng)的天線(xiàn)是平衡的，如偶極天線(xiàn)、八木天線(xiàn)，而同軸電纜是不平衡的，把這兩者連接起來(lái)，就需要解決平衡不平衡轉換的問(wèn)題。

　　增益: 天線(xiàn)是無(wú)源器件，但是天線(xiàn)是可以有增益的。這個(gè)增益當然是相對增益，是相對于基本偶極天線(xiàn)而言的。FM DX所用的天線(xiàn)，當然希望增益越高越好。不過(guò)別忘了，增益高往往伴隨著(zhù)帶寬窄。

　　方向性: 不是所有的天線(xiàn)都有方向性的。便攜式收音機上的拉桿天線(xiàn)就沒(méi)有方向性。偶極天線(xiàn)有弱的方向性，八木等定向天線(xiàn)可以得到較好的方向性。好的方向性意外著(zhù)能夠集中收集所需方向的電波，還有一個(gè)重要的能力就是能部分地減弱本地電臺信號的影響。但是定向天線(xiàn)并不是什么情況下都好。當沒(méi)有目標而等待的時(shí)候，定向天線(xiàn)就有可能使你錯過(guò)天線(xiàn)背面的信號。所以比較合理的方式，是用一個(gè)垂直天線(xiàn)和一付定向天線(xiàn)配合使用，用垂直天線(xiàn)等待，聽(tīng)到信號后，再用定向天線(xiàn)轉過(guò)去對準了聽(tīng)。

　　仰角: 天線(xiàn)的仰角是指電波的仰角，而并不是天線(xiàn)振子本身機械上的仰角。仰角反映了天線(xiàn)接收哪個(gè)高度角來(lái)的電波最強。對于F層傳播，我們希望仰角低，可以傳播地遠，對于 Es層，電波主要是從高處來(lái)，我們希望仰角高。仰角的高低取決于天線(xiàn)型式和架設高度。一般來(lái)說(shuō)，垂直天線(xiàn)具有低仰角，其他天線(xiàn)的仰角隨架設高度變化。

　　架設高度: 天線(xiàn)有一個(gè)架設高度。這個(gè)高度實(shí)際上是兩個(gè)高度，一個(gè)高度我們考慮它的水平面高度，這個(gè)高度對于本地信號有些用，對于DX其實(shí)用處不大。第二個(gè)常常被忽略的高度是地面高度，是指天線(xiàn)到電氣地面的高度。比如架設在鋼筋水泥房頂的天線(xiàn)，雖然房子高有20米，但是天線(xiàn)距房頂只有1米，那么這付天線(xiàn)的高度只是1米。 天線(xiàn)的高度對不同的天線(xiàn)有不同的影響，一般會(huì )影響天線(xiàn)的阻抗和仰角。通常我們認為天線(xiàn)的地面高度應在0.4個(gè)波長(cháng)以上，才比較不受地面的影響。

　　駐波比: 最后介紹這個(gè)最不被中國的愛(ài)好者熟悉的特征。 駐波比反映了天饋系統的匹配情況。它是以天線(xiàn)作為發(fā)射天線(xiàn)時(shí)發(fā)射出去和反射回來(lái)的能量的比來(lái)衡量天線(xiàn)性能的。駐波比是由天饋系統的阻抗決定的。天線(xiàn)的阻抗與饋線(xiàn)的阻抗與接收機的阻抗一致，駐波比就小。駐波比高的天饋系統，信號在饋線(xiàn)中的損失很大。

天調的作用：

1、匹配阻抗，使天線(xiàn)系統(天調+天線(xiàn))對于發(fā)射機來(lái)說(shuō)是阻抗匹配, 這樣才能讓天線(xiàn)系統中的天線(xiàn)電纜部分輻射效率最高

2、諧振天線(xiàn)，按照電磁理論來(lái)講天線(xiàn)阻抗Z=R+jX，當Ｘ＝０時(shí)視為天線(xiàn)諧振。不自然諧振的天線(xiàn)使用天調后，天調通過(guò)加感或加容，使得Z=R+jX中Ｘ＝０。

3、加天調后的天線(xiàn)相對于自然諧振天線(xiàn)的電效率問(wèn)題，將天線(xiàn)調諧到相對于發(fā)射機來(lái)說(shuō)是阻抗匹配, 靠的是天調內部的LC網(wǎng)絡(luò )，有很大一部分功率在天調的L、C內“吞吐”，不輻射電磁波。由于L、C不是理想元件，會(huì )消耗一部分能量，因此天線(xiàn)越不自然諧振（特別是等效輻射電阻偏離50歐越遠），加天調后的電效率就越低。