原创 BG4ICC 火腿天线 2023-01-27 18:36 发表于山东
这个月，
ARRL实验室工程师迈克·格鲁伯，WA1SVF，向我们介绍了这些流行天线的特点。
问：我刚刚升级设备，迫不及待地要探索HF波段了。我想要一个全频段的天线，至少能让我有
机会尝试所有频段。我正在寻找一些简单的，便宜的东西，也许是我可以自制的东西。偶极子符合要求，但只在一个频带上工作。我该怎么选择？
答：你可以选择许多多波段偶极子天线。适合您的最佳天线取决于您的操作习惯、预算、天线大小限制和允许的支撑物。多波段偶极子天线有各种尺寸、
馈线、模式、带宽、频带切换方式和其他选项。您还会发现在复杂性和效率上的差异。一般来说，自制DP天线会大大节省成本。当你做出选择时，掌握一点知识就会大有帮助。让我们仔细看看哪种选择可能最适合你。
因为一个谐振偶极子在其奇次谐波（3f，5f等）上也会谐振，即使是一个简单的普通偶极子也适用于多波段使用。例如，在HF波段，一个40米的偶极子也在15米的业余频段附近谐振，我称之为“双频段偶极子”。图1显示了一个80米波段偶极子在80、30、20米的波段中心频率运行的辐射方向图。（我们稍后会讨论20米波段的方向图。）
图1：距离真实地面1/4波长上的80米偶极子天线的辐射方向图。方位角为30°仰角°曲线80dip@30为相同的天线操作在30米业余波段的中心（约三次谐波）使用时的情况；80dip@20为其在20米波段（四次谐波）使用的情况。20米波段的辐射在较低的仰角下要强得多，在14°仰角辐射比30米波段时更强。
问：但这只有两个业余频段。我希望能有更多。我还有什么其他的选择呢？
答：另一种简单的方法是，我称之为“跳接偶极子”。从裁剪一个感兴趣的波长最短偶极子和两端的一对绝缘子开始，然后为您想要的每个波长添加更多的导线和绝缘子（参见图2A)。最后，在天线内的每个绝缘子上安装一个跳线，焊接每个跳线的一端，并在另一端安装一个鳄鱼夹或其他合适的连接器。您可以通过短路适当的绝缘子来选择任何要用的频段。如果您打算以高功率操作，请确保跳线触点合适。我在跳线触点上使用了一点电接触润滑脂，以防止氧化。
在构造偶极子时，要为每个带段留下额外的导线，并且不要焊接末端。开始以最高的频率调试，然后逐步向低频段工作。测量频带上点的SWR，并调整段长度（较短的=更高的频率），直到最低的SWR是你想要的地方。（SWR分析仪或类似的仪器在修剪多波段天线时特别有用。）
跳接偶极子提供了低损耗（假设跳线之间的电阻可以忽略不计），同轴电缆馈电，无带宽损失，无调谐器的标准偶极子模式，缺点有点粗糙。每次你切换频带，你需要一个吊带和滑轮系统来升降天线。每次更换波段都需要到户外操作，有时是在恶劣的天气里——这不是快速或频繁更换波段的好的选择。
图2 跳接偶极子天线和扇形偶极子天线
问：一个跳跃的偶极子可能很适合野营
旅行。可以把它卷起来，装进我的背包里！不过，家庭使用太不方便了。你有其他选择吗？
答：你有两个基本的选择，多谐振中心馈电陷波偶极子和多线偶极子。一旦得到适当的调谐，这些天线就不需要进一步的调整或切换。让来谈谈陷波偶极子。
陷波器是沿着天线长度方向插入的调谐电路。谐振陷波器是在一定频率的并联谐振电路，其中陷波器的高
阻抗有效地隔离或断开陷波器之间的天线段。一个谐振陷波器有点像一个对频率
敏感的绝缘子。正确的陷波器安装和调整是很重要的。
非谐振陷波器可以增加电抗来提高或降低天线的谐振频率。巧妙的设计，一对陷波器可以在几个不同的波段上提供谐振。
陷波偶极子天线的优点包括减少尺寸，无需波段切换和一个标准的偶极子辐射模式。陷波器在低于谐振频率时作为电感负载，因此陷波偶极子的物理长度可能比天线最低频带上的谐振线要短。因此，一个陷阱偶极子可能是空间受限的选择。从不利的方面来看，陷波器增加了损耗、费用、复杂性和维护工作量。增加的重量和风载荷需要坚固的天线支撑。陷波器也往往会减少天线带宽——如果你喜欢在单个频段的限制下操作，这是一个问题。
另一种多谐振偶极子有许多名称：多偶极子、多元偶极子、并联偶极子或扇形偶极子。它可以用多种方法来构建，但图2B显示了我构建第一个天线采用的技术。每个单元都被单独调谐到所需的频带之一，总馈点阻抗成为所有元件阻抗的并联阻抗。由于谐振单元的阻抗应在50~75Ω左右，而非谐振单元的阻抗要高得多，因此天线的总阻抗应近似为单个谐振单元的阻抗。这为同轴电缆提供了一个很好的匹配，这意味着在任意波段都是只有一个单元谐振。HF组合包括40/15米和80/30米应当避免，对于这些条件，仅使用较低频率的单元，让它在奇次谐波下起双重作用。
在理论上，我们可以为80、40、30、20、15和10米的波段设计一个四线天线。在实践中，可能很难在所有波段上获得一个好的匹配。由于给定单元在其他单元存在情况下的共振长度与独立偶极子天线不一样，调谐可能是一个繁琐和困难的过程。从最低频率到最高频率依次调整谐振元件。和跳接偶极子一样，我建议留下一点额外的电线来方便修剪。[所有这些带宽、调整和匹配问题都很容易通过电台上的天线调谐器来解决，如果电台馈线为100英尺或更少的RG-8同轴电缆的话 ——小编]
扇形偶极子天线也具有许多陷波偶极子的优点，不包括减少尺寸。除了棘手和繁琐的谐过程，这种天线的缺点还有减少了带宽。额外的电线和绝缘子的成本是极小的，所以该天线的成本节省可能会超过陷波偶极子天线。考虑到陷波器制作复杂性，扇形偶极子天线更容易构造。如果风扇偶极子天线的SWR足够低，由于SWR造成的传输线损耗会很低，则可能比陷波偶极子更有效率优势。然而，带宽优势可能属于陷波偶极子。陷波损耗，虽然通常被认为是不可取的，但表面上可以帮助改善带宽。扇形偶极子单元之间相互作用的有害影响，加上陷波器损耗的“有益”影响，往往使陷波偶极子具有带宽优势。
问：带宽限制是一个问题，特别是因为我喜欢同时操作CW和话音。你还有什么其他的建议吗？
答：图3显示了我最喜欢的多频段偶极子天线之一。它的名字多种多样，最常见的可能是“中心馈电Zepp天线”。其他名称包括“调谐偶极子”和“调谐馈线偶极子”。这本质上是一个梯形线馈电的按照最低频率切割的偶极子。天线调谐器将馈电线阻抗与50-Ω的同轴电缆相匹配。不幸的是，这种天线被广泛误解了。让我们澄清几点——也许我们甚至会在这个过程中揭穿一些神话：
1.梯形线的使用是因为其在HF波段固有的低损失特性，它不参与辐射（假设有适当的平衡），高SWR值也不会导致它的辐射。
2.传输线路上的高SWR只会增加相对于匹配线路的线路损耗。
3.任何未在馈线、调谐器或发射机中耗散的功率都将由天线辐射出去。
图3—梯形线接调谐器馈电的偶极子天线是一种简单的多波段天线（一旦通过实验确定了馈线长度，请参见文本）。这种天线通常被称为中心馈电的Zepp天线，尽管与真正的Zepp天线任何相似之处都是纯粹的视觉效果。注图形未按比例绘制。
中心馈电的Zepp天线效率可以非常高，尽管其沿馈线的SWR相对较高。秘密是梯形线的低损耗，但天线调谐器是另一回事。调谐器的损耗可能随频带、阻抗匹配度、元件质量和电路设计而差异很大。在这种类型的系统中，调谐器输出端的
巴伦可能损耗很大。不要在梯线和天线之间安装平衡器，它们都已经平衡了！
为了获得最佳结果，天线的长度应该是最低频段的大约半波长，但长度不是关键的。80到10米波段版本的典型长度是127到135英尺。也没有神奇的馈线长度，但它可能需要为您根据特定安装进行调整。请记住，阻抗沿着不匹配的馈线变化。如果你的调谐器在某些波段不易调谐，或者你遇到“RF in the shack”之类的射频干扰，增加或减去1/8波长（为棘手的波段）天线馈线。如果其他波段变得难以调音，你可能需要重复这一点，但多一点毅力通常能解决所有问题。
中心馈电的Zepp天线的优点包括全波段覆盖，最小的重量和低成本。缺点是调谐器的费用和在改变频率或波段时需要重新调谐。在较高的频段内，辐射模式变得越来越复杂（图1中的曲线暗示了这一点。30米和20米的曲线显示了第三和第四次谐波。波瓣数和零点的数量随着频率的增加而增加）。梯形线缺乏同轴电缆的便利性，你必须让它远离金属物体至少两倍的宽度——1英寸间隔的450-Ω线大约2英寸。保持任何弯曲尽可能渐进，比如，450-Ω线要有12英寸的转弯半径。扭转线路有助于在有风的环境中保持稳定。我通常每两英尺左右扭转180°。高SWR也会增加沿该线路的电压和电流，因此不匹配线路的最大功率容量小于其标称值。
祝你选择和安装天线好运。我希望我能帮上大忙！
