一款簡單的HF全波段直立天線制作方案

很多的100KW以上級別的大功率廣播電臺(tái)都是搞根高的直立天線，而在其附近建一個(gè)天調(diào)室,專門負(fù)責(zé)將天線調(diào)到與發(fā)射機(jī)匹配,無線電發(fā)射的電效率對他們來說遠(yuǎn)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(diào)+軍用立桿作振子,再拉三四根足夠長的導(dǎo)線作地網(wǎng)(地網(wǎng)的重要性不低于振子),作我們的收發(fā)天線又何嘗不可以呢?這應(yīng)當(dāng)是全波段直立天線的比較簡單實(shí)用而且電效率相對較高的形式.

現(xiàn)在450元左右的二手全自動(dòng)室外型天調(diào)(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作天線）,都很便宜.

具體接法:

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

如果是陽臺(tái)釣魚竿形式,地網(wǎng)可以一根垂下去,一根上屋頂附近

電臺(tái)－饋線－天調(diào)－天線效率高,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(diào)的電感調(diào)整是繼電器短路法的原因,對于調(diào)諧等效輻射電阻低的短電氣長度天線效率低,因此,正確的處理辦法是盡量提高地網(wǎng)和天線的電氣長度以達(dá)到最高效率

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

提醒：振子和地網(wǎng)嚴(yán)禁使用鐵磁性的金屬，否則因電阻率高，同時(shí)趨膚效應(yīng)太強(qiáng)導(dǎo)致?lián)p耗特別高

附天線的基本概念:

　　把高頻電能變?yōu)殡姶艌瞿芰炕虬央姶艌瞿茏優(yōu)楦哳l電能的裝置稱為天線。天線有各種各樣的形式，如直線導(dǎo)線、環(huán)形導(dǎo)線等構(gòu)成的線天線和由金屬板或金屬網(wǎng)構(gòu)成的面天線。按用途，天線可分為發(fā)射和接收兩大類。

　　天線的作用就是把發(fā)射機(jī)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)饋線送入接收機(jī)。由此可見，天線的作用就是在高頻電流和電磁波之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。因此，從理論上講，發(fā)射天線可以當(dāng)作接收天線使用， 接收天線也可以充當(dāng)發(fā)射天線使用。

天線的特性：

　　共振: 任何天線都諧振在一定的頻率上，我們要接收哪個(gè)頻率的信號，就希望天線諧振在那個(gè)頻率上。天線諧振是對天線最基本的要求，要不然，就沒那么多講究了，隨便扔根線出去不也是天線嘛。天線的諧振問題涉及到的主要數(shù)據(jù)是波長及其四分之一。計(jì)算波長的公式很簡單，300/f。其中f的單位是MHz，而得到的結(jié)果的單位是米。1/4波長是稱作基本振子，如偶極天線是一對基本振子，垂直天線是一根基本振子。不過天線中的振子的長度并不正好是1/4波長，因?yàn)殡姴ㄔ趯?dǎo)線中行進(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題。天線是有一定帶寬的，這意味著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(nèi)，這付天線的性能都是差不多好的。這個(gè)范圍就是帶寬。 我們當(dāng)然希望一付天線的帶寬能覆蓋一定的范圍，最好是我們所收聽的整個(gè)FM廣播波段。要不然換個(gè)臺(tái)還要換天線或者調(diào)天線也太麻煩了。天線的帶寬和天線的型式、結(jié)構(gòu)、材料都有關(guān)系。一般來說，振子所用管、線越粗，帶寬越寬；天線增益越高，帶寬越窄。

　　阻抗: 天線可以看做是一個(gè)諧振回路。一個(gè)諧振回路當(dāng)然有其阻抗。我們對阻抗的要求就是匹配：和天線相連的電路必須有與天線一樣的阻抗。和天線相連的是饋線，饋線的阻抗是確定的，所以我們希望天線的阻抗和饋線一樣。一般生產(chǎn)的饋線，主要是300歐姆、75歐姆和50歐姆三種阻抗，國外過去還有450歐姆和600歐姆阻抗的饋線。 基本偶極天線的阻抗是75歐姆左右，V型偶極天線是50歐姆左右，基本垂直天線阻抗 50歐姆。其他天線一般阻抗都不是50或75歐姆，那么在把它們與饋線連接之前，需要有一定的手段來做阻抗變換。

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

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

　　方向性: 不是所有的天線都有方向性的。便攜式收音機(jī)上的拉桿天線就沒有方向性。偶極天線有弱的方向性，八木等定向天線可以得到較好的方向性。好的方向性意外著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(tái)信號的影響。但是定向天線并不是什么情況下都好。當(dāng)沒有目標(biāo)而等待的時(shí)候，定向天線就有可能使你錯(cuò)過天線背面的信號。所以比較合理的方式，是用一個(gè)垂直天線和一付定向天線配合使用，用垂直天線等待，聽到信號后，再用定向天線轉(zhuǎn)過去對準(zhǔn)了聽。

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

　　架設(shè)高度: 天線有一個(gè)架設(shè)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，是指天線到電氣地面的高度。比如架設(shè)在鋼筋水泥房頂?shù)奶炀€，雖然房子高有20米，但是天線距房頂只有1米，那么這付天線的高度只是1米。 天線的高度對不同的天線有不同的影響，一般會(huì)影響天線的阻抗和仰角。通常我們認(rèn)為天線的地面高度應(yīng)在0.4個(gè)波長以上，才比較不受地面的影響。

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

天調(diào)的作用：

1、匹配阻抗，使天線系統(tǒng)(天調(diào)+天線)對于發(fā)射機(jī)來說是阻抗匹配, 這樣才能讓天線系統(tǒng)中的天線電纜部分輻射效率最高

2、諧振天線，按照電磁理論來講天線阻抗Z=R+jX， 當(dāng)Ｘ＝０時(shí)視為天線諧振。不自然諧振的天線使用天調(diào)后，天調(diào)通過加感或加容，使得Z=R+jX中Ｘ＝０。

3、加天調(diào)后的天線相對于自然諧振天線的電效率問題，將天線調(diào)諧到相對于發(fā)射機(jī)來說是阻抗匹配, 靠的是天調(diào)內(nèi)部的LC網(wǎng)絡(luò)，有很大一部分功率在天調(diào)的L、C內(nèi)“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，因此天線越不自然諧振（特別是等效輻射電阻偏離50歐越遠(yuǎn)），加天調(diào)后的電效率就越低。