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张国策的博客/2018-10-17/收音机/ 1083

四、常见的天线形式简介
   1、LW长线天线(Long Wire Antenna),长线天线是一种很常见的天线形式,在早期应用较多,主要就是一根长的电线,可以采用从1.5平方毫米到6平方毫米的金属线,一般建议为使用多股软铜线,对改善带宽和阻抗有帮助。长线天线的长度为谐振频率的1/2或1/4波长。长线天线计算公式是:天线长度=300*缩短系数/2*(谐振频率MHz),谐振频率一般指需要工作的主要频率,缩短系数=0.93~0.97之间,根据情况具体调整。长线天线常见的是使用1:9巴伦,或者是不使用巴伦。在使用1:9巴伦时,主振子为长线天线,副振子需要匹配1/4或1/8波长的振子。长线天线常见的架设形式是水平架设和倒L架设,这两种架设方式的极化方式是不同的,水平架设一般是水平极化,而倒L架设包括了垂直极化和水平极化两种极化方式。

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(图为HF波段长线天线和1:9巴伦)
  
  
   2、DP半波偶极天线(Dipole Antenna)这也是一种相对比较常见的天线形式,主要形式是对称的2个振子,一般使用1:1的巴伦。半波偶极天线的每个振子长度=300*缩短系数/4*谐振频率,谐振频率为MHz,其中的缩短系数=0.93~0.97不等。每个振子均为谐振频率波长的1/4左右。这种类型的天线可以水平架设、倒V架设、倾斜架设。每种架设方式的辐射仰角和通信距离有一定的差异。

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(图A为自由空间中偶极天线方向图,图B为偶极天线三维空间的方向图。)

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(图为多波段半波偶极天线)
  
   3、温顿天线(Windom Antenna),温顿天线是馈电点在偏离中心约17%的地方的天线。这种天线可以工作在基本谐振频率的偶次倍数上,温顿天线有2根长度不等的天线,一般使用1:4的巴伦,也有使用1:6巴伦的,不过需要谨慎。温顿天线的计算公式是:振子1长度=300*缩短系数*0.33/2*谐振频率;振子2长度=300*缩短系数*0.66/2*谐振频率,其中的缩短系数根据具体情况调整,缩短系数=0.93~0.97不等。温顿天线也是一种可以同时工作在多个波段的天线。

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(图为温顿天线示意图)
  
   4、八木天线(Yagi Antenna),八木天线于上个世纪20年代被发明出来,是一种比较复杂的天线,使用多个平行振子,八木天线具有较强的方向性,适合远距离通信使用,常见的有VHF/UHF八木天线、短波八木天线等。八木天线是一种多单元端射阵列,至少包括一个单独的激励单元和一个单独的寄生单元,这些单元被平行安放在一根支撑杆上并且相互分开。当无源单元被安放在激励单元后面,与最大辐射方向相反时,称为反射器;当被安放在无源单元前面时,则称为引向器。八木天线使用在V/U频段时,尺寸相对较小,可以接收数十千米至数百千米范围内的信号,八木天线使用在短波时,尺寸比较大,可以比较容易的接收上万千米远的信号。

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(2单元八木天线示意图)

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 (图片为HF多波段八木天线)

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(图片为VHF波段八木天线)
  
   5、小环天线(Loop Antenna),小环天线也是一种常见的天线,通常将1/10波长的环状天线称为小环天线,小环天线是一个线圈。小环天线中的电流分布与一个线圈的电流分布是相同的。该天线具有一定的方向性和抗干扰性,在一些场合下适用于接收。小环天线的发射效率相对受限。

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(图片为HF频段小环天线)

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(图片为HF波段小环天线)

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(图为计算所得的小环天线方向图)
  
   6、GP天线,这是一种常见的简单天线形式,一般采用1/4谐振频率波长的振子和1/4波长的地网安装即可。一些GP天线带有加感线圈或者是陷波器,可以在一定程度上缩短物理尺寸,或者是兼顾多个波段的使用。该天线的极化方式呈垂直极化,适合DX远距离通信。这种类型的天线背景噪音较偶极天线略大,对干扰信号和背景噪音比较敏感,但是架设相对容易。

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(图片为HF波段多波段GP天线)
  
   现实中,天线的种类远不止这些,还有很多类型的天线应用在技术的各个层面,天线也是一门非常专业的学科,各种类型的天线也在不断的发展和改良中。很多高性能的天线对材料、场地、技术、和资金要求很高,所遇到的问题也远非普通的无线电爱好者所能解决。因此文章仅介绍了部分常见易制作的天线类型。
  
  五、常见无线电操作技巧
   1、关于接收远距离的FMDX,一般需要注意找到没有障碍物的高点位置,使用接收机或收音机的拉杆天线就可以接收,如果收音机有外接天线插口,尽量使用VHF波段的八木天线指向需要接收的电台方位容易接收。在一些天气情况下,有可能有意外的FMDX电台出现。
   2、关于中波接收,一般城市里有较多的中波波段杂散射干扰,加上现代建筑物多为钢筋水泥建造,对中波的信号有较强的屏蔽作用。如果使用收音机,需要尽量放置到窗口位置,或者靠近窗口使用额外的中波外接天线改善接收效果。如果使用专门的通信设备或者是短波电台,用简单的长线就可以清晰接收中波广播,因为灵敏度比较高。
   3、接收航空波段,使用带有该波段的接收机或收音机,使用相对长度较长的GP天线或者是成品玻璃钢天线、长线天线都可以较容易接收。使用VHF波段的八木天线,能接收较远距离的机场信号。
   4、接收短波单边带信号,如果使用短波电台和专业接收机,只需要调整到对应的上/下边带就可以接收。如果使用收音机,也需要尽量使用相应的边带,并且调整BFO或微调,使语音足够清晰,遇到干扰时,需要注意调整带宽设置。由于单边带通信信号并非像广播一样随时都有,而且普遍功率远低于广播电台(大部分发射功率<100W),需要耗费一定的时间进行守听才能捕捉到信号,且多为技术性交流。
   5、接收CW信号,因为灵敏度足够高,短波电台和接收机直接使用CW模式就足以接收清晰的信号。使用收音机和收信机,需要使用下边带模式或报务模式,并且调整BFO拍频震荡或者是微调,使CW的音调清晰稳定即可。CW信号一般位于业余频段的低端50-100KHz范围内,需要有一定的抄收能力。如果有相对专业的接收机,也可以使用电脑软件对CW进行解码,解码有一定的错误率。
   6、数据通信,需要使用专业接收设备、通信设备或SDR软件无线电接收机等,并且通过接收设备与电脑进行联接,安装合适的软件才能进行解码或双向通信,数据通信的模式比较多,每种数据通信也有相对固定的频率范围。
   7、收音机如果有3.5mm的外接接口,就可以使用各种类型的外接天线,一般3.5mm插头中心为正极,侧面为负极,如果需要接外接天线可以使用M头与3.5mm的转换线。另外很多收音机的抗过载能力有限,不宜引入过强信号。如果有BNC或者是其他类型天线接口,比如S2000,就可以直接使用50欧阻抗的馈线和接头与天线进行联接,如果是通信设备,一般都是M接头或者是N接头。

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(ICOM IC-R8600宽频多模接收机)
  
   结语:本文旨在提供一个接触各类无线电的思路和引导,以帮助各位朋友更好的理解、使用好各种无线电技术和设备。由于无线电技术高深复杂、文章篇幅及笔者专业素养有限,文章难免出现不妥和错谬之处,如果有问题各位欢迎批评指正。如果有进一步的兴趣和问题也欢迎随时跟帖讨论。73!


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