【無線射頻天線】-10米頻段通訊天線的制作和架設(shè)

----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----10米頻段通訊天線的制作和架設(shè)10米頻段是HF頻段中頻率最高的頻段，這個頻段有著很多奇妙的特性，在傳播開放時由于電離層的衰減很小，即使只用很小的放射功率就能進(jìn)行出人意料的遠(yuǎn)距離的通訊。10米頻段因頻率較高，天線的尺寸較小，簡單自制和架設(shè)，而且制作所用的材料成本低廉，只要根據(jù)肯定的要求進(jìn)行制作、架設(shè)和調(diào)整，即可自制出與產(chǎn)品天線相媲美的天線。擁有一條性能良好的天線比選擇一部性能優(yōu)越的收發(fā)信機(jī)重要。在此筆者介紹四種簡單制作，成本低廉，效果不錯的天線。

㈠1/2波長垂直天線

這種天線的基本結(jié)構(gòu)是把兩條1/4波長振子上下垂直架設(shè)（如圖一）。天線在水平面上是無方向性的，可以隨時和360度各方向的電臺通聯(lián)。在垂直方向是約3～5度的低輻射角，天線收發(fā)的是垂直極化波，是一種適合作遠(yuǎn)距離DX通訊的天線。

名稱

規(guī)格

數(shù)量

鋁管

直徑15mm長2.5m

2

塑料管

電工用PVC內(nèi)徑16mm長35cm

1

毛竹或木桿

直徑40mm長5m

1

銅螺絲

4mmx25mm

2

線耳

4mm用

2

U型夾

與主桿直徑對應(yīng)

6

絕緣膠布

饋線防水用

若干

扎帶

固定電纜用

若干

●制作

天線所用的材料如表一所示，都是采納簡單買到的廉價的東西，一般只要花上一個上午就可買齊。天線的支撐主桿采納約5米長的毛竹或木桿（主桿長一點(diǎn)對電波的輻射有利，但天線的機(jī)械強(qiáng)度會降低，要加拉線補(bǔ)強(qiáng)），毛竹要挑牢固筆直的，若采納木桿最好要預(yù)先涂上幾層油漆，以提高耐侯性。把鋁管的一頭根據(jù)圖三中所示的部位和尺寸套著電工用PVC管鉆洞。用銅螺絲把塑料管和兩條鋁管振子連接固定起來。留意PVC管的一邊的孔是大一點(diǎn)的，以使螺絲頭能與鋁管接觸。把同軸電纜分別抽出約20mm芯線和屏蔽線，分別焊上線耳。把同軸電纜的芯線接到預(yù)備架設(shè)在上面的鋁管的銅螺絲上，把屏蔽線接到下面的鋁管的銅螺絲上。用絕緣膠布纏繞在接頭和同軸電纜上，使天線和電纜防水。用U型夾把鋁管振子固定在主桿上，U型夾可以利用舊的電視天線上的。同時用扎帶把電纜固定好。在鋁管振子頂上安上一個瓶蓋之類的蓋子，防止雨水進(jìn)入鋁管振子里面。

天線的材料也可以利用你手頭上簡單找到的東西代替。并且在架設(shè)時也可以依據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行變化。例如，若PVC塑料管不好找時，可以不用，只要使上下兩根鋁管振子相隔約5mm固定在主桿上，同軸電纜直接用銅螺絲和兩振子端連接就行了（如圖一中的示意圖），只不過這樣一來，天線的防水性能就會差一些，在下雨較小的地方估量影響不會很大。天線振子也可以用多種金屬材料來替代，如鋁型材、電工用鐵穿線管、細(xì)鐵水管和空調(diào)機(jī)銅管等等。U型夾可以用鐵絲或尼龍繩等代替，只要能把振子牢固地固定在主桿上就行。主桿也可以采納1寸鐵水管，這時天線也可以如圖二那樣架設(shè)，天線振子和拉線構(gòu)成上下1/4波長振子。拉線既有固定天線主桿的作用，又有作為天線地網(wǎng)的作用，拉線的絕緣子既可以用厚的環(huán)氧樹脂板加工，也可以用后面介紹的方法用塑料管等絕緣材料制作，這樣制作出來的天線同樣工作得很好。而且，天線樹立起來看起來就是十足專業(yè)天線的樣子。

●架設(shè)

把各部分組裝好以后，檢查固定連接是否牢固，之后找?guī)讉€人幫忙，一起把主桿直立起來。天線的架設(shè)地點(diǎn)對天線的性能很重要，應(yīng)選擇開闊無阻擋的地方（如樓頂、屋頂?shù)龋?，盡量避開高壓線、電話線、電視天線、鐵架或其他金屬物體，以免相互干擾和影響。天線要盡可能地架高，以提高其效能。在天線未調(diào)整好之前，先虛固定或用人在下面撐著，等天線完全調(diào)整好以后，再對天線進(jìn)行緊固定。一主桿靠墻固定，用兩三個型的鐵卡分上中下三個地方固定，就能非常穩(wěn)固了。若主桿沒有穩(wěn)固的依靠，就要先想方法固定主桿的底部使其不能移動，然后在用三到四條絕緣拉繩分別從三到四個方向把主桿拉穩(wěn)。在放拉繩時要幾個方向同時平均用力，否則主桿會因受力不勻稱而折斷，留一個人在主桿底監(jiān)測主桿是否垂直兼作指揮，當(dāng)同時把拉繩拉緊而且主桿垂直時，這時即使搖動主桿不會晃動，就可把拉繩固定。

●調(diào)試

這種天線的調(diào)整很簡潔，天線架設(shè)完成后，在機(jī)器輸出端接上SWR表，通過調(diào)整上下振子的長度或者拉線振子的角度，對天線的駐波比（SWR）特性進(jìn)行調(diào)整，使天線與饋線電纜獲得良好的匹配，以提高天饋線系統(tǒng)的效率。

㈡1/4波長縮短型天線

在移動運(yùn)用或架設(shè)地方狹窄，使用上面介紹的全尺寸天線就顯得浩大；一些住在樓房的業(yè)余無線電愛好者，由于種種緣由不能在樓頂上架設(shè)天線，這樣架設(shè)天線就成為一件特別令人傷腦筋的事情。由于在鋼筋水泥樓房的室內(nèi)是無法收發(fā)信號的。所以，可能的方法是從陽臺或窗口伸出小型的天線進(jìn)行QSO。1/4波長縮短型天線就是讓這些HAM也能實(shí)現(xiàn)DXQSO的幻想而設(shè)計的天線。

這種天線的結(jié)構(gòu)和原理如圖四，是把原來1/4波長的振子縮短，并在振子的端部加入一個加感線圈，使得縮短后的天線的電氣長度與原來相等，而另一半振子通過接地實(shí)現(xiàn)。加感線圈上設(shè)置了若干的抽頭，用于對天線進(jìn)行調(diào)整。若是準(zhǔn)備把天線設(shè)置在固定的地方運(yùn)用的話，也可以通過先試驗(yàn)確定加感線圈的圈數(shù)，就不用抽頭，這樣天線就更美觀，耐候性也更好。

●制作

天線所用的材料如表二所示，理論上天線的振子越接近1/4波長，天線的效率越高，因此，在架設(shè)條件允許的話，鋁管應(yīng)盡量的長。買的鋁管和塑料管最好選用使鋁管能剛好插進(jìn)塑料管的尺寸，這樣不但加工便利，也使制作成的天線機(jī)械強(qiáng)度高。若準(zhǔn)備把天線作移動運(yùn)用時，鋁管可以用拉桿天線代替。先根據(jù)圖五所示的尺寸加工鋁管和塑料管。加工完成后就開頭繞線圈，把漆包線一頭去掉絕緣層并用銅螺絲固定，在塑料管外間繞約20圈，隔3圈做一個抽頭（如圖五），刮掉漆包線的絕緣層再焊上裸銅線。一般鋁管振子越長，需要的線圈圈數(shù)就越小，當(dāng)振子等于1/4波長（2.5米）時，就不需要加感線圈了。若要提高加感線圈的耐候性，當(dāng)線圈制作完成后，在線圈外涂上環(huán)氧樹脂，若加感線圈沒有抽頭，也可用熱縮膠管密封。鋁管振子與線圈用預(yù)先焊好線耳的絕緣導(dǎo)線連接。

名稱

規(guī)格

數(shù)量

鋁管

直徑15mm長約1.8m

1

塑料管

電工用PVC內(nèi)徑16mm長30cm

1

漆包線

直徑1.2mm長約1m

1

銅螺絲

4mmx25mm

4

銅螺絲

4mmx20mm

2

線耳

4mm用

2

U型夾

與主桿直徑對應(yīng)

1

絕緣電線

2mm長2.5m

1

鱷魚夾

切換線圈抽頭用

1

●架設(shè)

為了使天線產(chǎn)生最大的效能，留意協(xié)作自己的陽臺或窗口，天線要盡量架設(shè)在遠(yuǎn)離建筑物的位置。天線可以斜上45度地伸出去，當(dāng)在上面沒有阻擋時可以垂直地設(shè)置，也可以水平地伸出去（如圖四），利用原有的涼衣架來固定本天線是個好方法。由于這種天線屬于接地型的天線，接地的好壞會打算天線的性能和輻射效果，但要在陽臺或窗口上裝置真正的接地是不簡單也是不現(xiàn)實(shí)的。可以試試?yán)藐柵_的欄桿或窗口的金屬部分來代替接地看看。在靠近天線饋電點(diǎn)的地方鉆一個小洞，用自攻螺絲把電纜的外屏蔽層接上，最好外屏蔽層焊個線耳，這樣就可使連接既便利又堅固。連接好以后，要進(jìn)行防水處理，防止日后生銹造成很多麻煩（如圖五的示意圖）。另外，也可以把電纜的外屏蔽層接上一到兩條2.5米長的電線來代替高頻接地，電線要盡量拉直，與天線振子成90到130度張開，以不影響美觀和他人為妙（如圖四）。

●調(diào)試

首先，接上SWR表，一邊轉(zhuǎn)變加感線圈抽頭的連接，一邊測量天線的駐波比，若接地正常的話，駐波比應(yīng)當(dāng)可以下降到特別低的值。當(dāng)調(diào)試到最低點(diǎn)仍嫌駐波比太大或者駐波比無法調(diào)小時，就說明接地有問題。檢查電纜的外屏蔽層和接地的連接是否牢靠，作地線的電線伸展得是否足夠，天線的周邊是否有金屬物的影響等等。最終，還要確認(rèn)一下所用的電纜是否50歐姆的。若在沒有駐波比測試儀器的狀況下，只能依據(jù)接收效果來粗略調(diào)整，由于天線具有收發(fā)兩重性，接收效果好的天線，放射效果也是好的（當(dāng)然反過來也是一樣的）。把接收機(jī)調(diào)到靈敏度最高，調(diào)整加感線圈抽頭，使接收到的噪聲或信號最強(qiáng)（最好能請本地的HAM放射信號幫助調(diào)試），然后試轉(zhuǎn)變作地線的電線位置或與天線所成的角度，查找信號最強(qiáng)點(diǎn)。試放射信號，請本地的HAM確認(rèn)你的信號強(qiáng)度，不斷調(diào)整加感線圈抽頭和地線位置直至對方接收到信號最強(qiáng)點(diǎn)。

這種天線不單可以應(yīng)用在10米頻段，通過增加或削減加感線圈的圈數(shù)，還可以使天線工作于其他的業(yè)余頻段。當(dāng)調(diào)試嫻熟后，轉(zhuǎn)換頻段只要轉(zhuǎn)換加感線圈的抽頭就可以。要獲得精細(xì)的調(diào)諧，就要制作更多的抽頭，或者采納天線調(diào)諧器。

㈢倒"V'型天線

垂直天線是沒有方向性的，能夠接收四周八方的信號包括干擾噪聲等。假如盼望常與某個方向的電臺進(jìn)行通訊，又或者需要避開某個方向的干擾的話，就可架設(shè)倒"V'型天線（如圖六）。倒"V'型天線的水平方向輻射圖是8字型的，天線在0和180度輻射最大；而在90和270度幾乎沒有輻射。倒"V'型水平天線收發(fā)的是水平極化波，而一般地面上的干擾大多表現(xiàn)為垂直極化波。因此，倒"V'型水平天線的接收噪音和抗干擾性能比垂直天線好。倒"V'型天線在性能上可能不如水平1/2波長偶極天線好，但這種天線所用的支撐主桿只用一根，安裝架設(shè)相對比較便利，調(diào)整也相對簡單。

●制作

天線所用的材料如表三所示，先把PVC塑料管裁好，由于它只是作為絕緣和支撐的功用，因此也可以利用手頭的其他絕緣物代替。按圖七的尺寸鉆好洞。因振子并不太長，因此振子采納較粗的2mm絕緣導(dǎo)線制作，當(dāng)然也可以用裸銅線或裸鐵線等代替。把作振子的絕緣電線焊上線耳，穿過塑料管上的洞打結(jié)固定好，把電纜和振子拉線連接好，做好防水措施后，就完成了天線的饋電部分的制作。再用U型夾把塑料管饋電部分固定在主桿上（如圖七所示）。絕緣電線的另一端穿過作絕緣子的塑料管后，先假固定，不要扎死結(jié)，以便利以后進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)線可以先預(yù)留長一些，這樣就可避開發(fā)覺振子短了以后要接長導(dǎo)線。在靠近天線饋電點(diǎn)的地方，把電纜以80mm的直徑繞成一個約9圈的線圈（如圖六），作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，然后固定在主桿上。當(dāng)然也可以采納產(chǎn)品的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，甚至不用。不過若不用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的話，在電纜的屏蔽層外就有高頻電流流過而產(chǎn)生寄生輻射，不但擾亂天線的輻射方向圖，同時會引起TVI（對電視機(jī)的干擾）等干擾。絕緣子可以用其它絕緣材料制作，也可以干脆不用，用作拉線的尼龍繩直接打結(jié)綁住振子端頭，只是這種做法其耐久性差一點(diǎn)，但用作移動運(yùn)用臨時架設(shè)時就沒有問題。振子的拉線最好采納金屬以外的材料，以免拉線影響天線的輻射。主桿采納4～6米長的毛竹或木桿（主桿不能過短，否則輻射效果會大打折扣）。主桿也有用鐵水管的，但據(jù)說金屬的主桿對天線的方向圖稍有影響，我沒有仔細(xì)比較過差別。

●架設(shè)

名稱

規(guī)格

數(shù)量

絕緣電線

直徑2mm長約2.5m

2

塑料管

電工用PVC內(nèi)徑16mm長15cm

3

尼龍繩

直徑1.75~2mm長7m

2

毛竹或木桿

直徑40mm長5m

1

銅螺絲

4mmx25mm

2

線耳

4mm用

4

U型夾

與主桿直徑對應(yīng)

6

絕緣膠布

饋線防水用

若干

扎帶

固定電纜用

若干

各部分安裝完成后，當(dāng)心直立起主桿然后固定好主桿的底部。漸漸向兩邊拉開振子線，最好一個人拉一邊振子，一個人扶住主桿并察看主桿的垂直狀況。振子拉好后先進(jìn)行假固定，等完全調(diào)整好后再對拉繩進(jìn)行緊固。兩邊振子應(yīng)盡量在一個平面上（成180度）拉開，這個平面應(yīng)正對著你欲通聯(lián)的方向。同時兩邊振子與主桿所成的夾角應(yīng)盡量相等；天線的兩臂夾角應(yīng)在90到120度之間，可以獲得最佳的輻射效果，同時可獲得與電纜的匹配。若夾角小于90度，兩臂的輻射會部分抵消，使天線的輻射性能變差。若夾角大于120度，天線將變成水平偶極天線的性能。振子端離地面或樓面的距離應(yīng)在2米以上。若振子兩端太靠近地面（樓面），會產(chǎn)生電容效應(yīng)，地面（樓面）會汲取損耗一部分電波。當(dāng)主桿直立垂直并拉好振子后，發(fā)覺主桿不牢靠，應(yīng)在主桿的適當(dāng)?shù)胤郊幽猃埨K等絕緣材料拉線進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以提高天線的平安性，對此絕不能掉以輕心。

●調(diào)試

制作天線振子的導(dǎo)線可以預(yù)留長一些，在兩端捆綁時留出一點(diǎn)線頭。天線架設(shè)完成后，接上SWR表大致測試一下天線的SWR，調(diào)整放射頻率，確定天線的諧振頻率，在放射信號調(diào)試天線時，功率要盡量削減，以免造成干擾和損壞放射管。若天線的諧振頻率偏低，可適當(dāng)縮短振子的長度或使天線兩臂的夾角增大?？s短振子的長度時并不用真的剪短振子，而是把天線的端頭縮短后纏繞捆綁起來就可以（如圖七）。當(dāng)發(fā)覺天線的頻率偏高時，還可以放松出來。這樣，經(jīng)過逐步地修整，可使天線的SWR最小。

當(dāng)天線沒有加入平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器或電纜自制的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的圈數(shù)不足時，會消失兩臂振子的長度不相等，天線的SWR才能調(diào)好的現(xiàn)象。

天線調(diào)整測試時，人應(yīng)遠(yuǎn)離天線，否則天線調(diào)整的結(jié)果不精確?????。天線調(diào)試完成后，緊固好天線的固定點(diǎn)，確保天線堅固牢靠。

㈣框型天線

框型天線不但有方向性，而且比偶極天線的增益高，因此接收和放射的效能更好?？蛐吞炀€天線的周長約為1個波長，橫向支撐是用鋁管制作，為了左右絕緣，用PVC塑料管支撐饋電部分，縱向振子是用直徑2mm絕緣電線制作，調(diào)整線的長度可以使天線SWR降低（天線總體安裝圖如圖八所示）?？蛐吞炀€的饋電和倒"V'型天線一樣是平衡的，所以在與50同軸電纜連接時，要進(jìn)行平衡-不平衡轉(zhuǎn)換。這種天線等效為兩條1/4波長垂直天線，水平面的方向性為尖尖的8字型。

●制作

天線所用的材料如表四所示，都是垂手可得的平常物品。購買材料時要留意鋁管的外徑和PVC塑料管的內(nèi)徑協(xié)作。根據(jù)圖紙的尺寸加工鋁管和塑料管，用鋼鋸鋸開鋁管后在其端部會產(chǎn)生很多毛刺，使鋁管不能順當(dāng)插入塑料管里，因此，要用銼刀磨去這些毛刺。把鋁管按圖九的尺寸插入塑料管內(nèi)并略加臨時固定，然后把鋁管和塑料管一起鉆孔，這樣做的好處是可以使鉆出來的孔都能對位精確?????。但要留意的是，假如鉆頭不銳利，再加上鉆的時候用的壓力太大的話，會使鋁管的鋁鋒口嵌入外面的塑料里，卡住鋁管而不能再拉出來。全部的孔鉆好后，拉出鋁管，按圖中所示在塑料管的一邊打四個大孔，以使螺絲頭能陷進(jìn)去與鋁管接觸。完成各鋁管的加工和裝配后，把電纜接上并用絕緣膠帶把接頭和電纜頭等密封防水處理。依照圖八中的總體安裝圖所示把橫桿管子安裝在主桿上。兩根振子線預(yù)留稍長一點(diǎn)，線的一端先不要焊上線耳，等調(diào)整完成后再焊上。把振子線臨時固定在兩根鋁管振子之間。

●架設(shè)

全部元件都安裝妥當(dāng)后，把同軸電纜以約100mm的直徑繞成一個約9圈的線圈，作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，用絕緣膠帶固定好外形后，再用扎帶堅固地固定在主桿上（如圖八所示）。假如找不到U型夾，可以用鐵線等固定橫桿，但是調(diào)整時沒有U型夾來得便利。把整個天線架設(shè)起來后，若用的主桿太細(xì)會有頭重腳輕的感覺，這時就要另加絕緣拉繩固定。由于天線有方向性，若要求天線要隨時旋轉(zhuǎn)，就要考慮加上能使天線敏捷轉(zhuǎn)動和鎖定的措施。一般的做法是先用角鐵焊接一個鐵塔架，里面安裝電動的旋轉(zhuǎn)器帶動天線旋轉(zhuǎn)。如若準(zhǔn)備把本天線用于移動運(yùn)用，可以預(yù)先制作并調(diào)試好各振子。為了攜帶便利，上部鋁管振子可以裁成兩截，即分成兩條長約1米的鋁管，使用時中間利用U型夾加補(bǔ)強(qiáng)條再把兩條鋁管駁接起來。攜帶時拆分成四跟振子連兩條振子線、螺絲、U型夾等，放入一個釣魚竿袋里。到設(shè)置地點(diǎn)，把主桿豎起來，只需約二非常鐘就可架設(shè)起來使用，非常便利。

●調(diào)試

名稱

規(guī)格

數(shù)量

鋁管

直徑15mm長約2m

2

塑料管

電工用PVC內(nèi)徑20mm長50cm

1

絕緣電線

直徑2mm長約3.7m

2

水管、毛竹或木桿

直徑40mm長5m

1

銅螺絲

6mmx25mm

8

線耳

6mm用

6

U型夾

與主桿直徑對應(yīng)

2

絕緣膠帶