VHF/UHF本地业余通信的天线选用—手台篇

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手持电台天线也就是个人使用手持对讲机的天线,常见的有“橡胶天线”和“拉杆天线”两大类。常见的天线接口类型有BNC和SMA两类,BNC接口天线多为拉杆天线或较早年代生产的电台,现如今已经逐步被SMA接口所取代。SMA接口又分SMA-J(正接SMA公头)和SMA-K(正接SMA母头)两种。

图/文:霍炳强(BA1AK) 本文已刊登在中国无线电协会会刊《CQ现代通信》杂志2015年第4期,转载请注明出处!

手持电台天线分类

手持电台天线也就是个人使用手持对讲机的天线,常见的有“橡胶天线”和“拉杆天线”两大类。常见的天线接口类型有BNC和SMA两类,BNC接口天线多为拉杆天线或较早年代生产的电台,现如今已经逐步被SMA接口所取代。SMA接口又分SMA-J(正接SMA公头)和SMA-K(正接SMA母头)两种。日本YAESU和KENWOOD等厂商生产的手持电台基本上都是SMA-J接口的天线,国产泉盛、欧讯等厂商有一部分电台是SMA-K接口的天线。爱好者购买天线一定要选对和自己电台匹配的接口,以免无法使用。

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图一:SMA-K与SMA-J天线接口

按照天线公式,天线的尺寸=波长/4或者2*缩短系数,如工作在2米波段的全尺寸天线将近0.5米,这在手持电台实际操作中,显然是不方便的。所以,根据手持电台的使用方式,这类天线通常为1/4或者1/2波长的缩短型加感天线。手持电台原配的天线通常都是“加感天线”,针对该机型的应用环境,被设计成了长短不一的形式。摩托罗拉公司的专业电台需要结合其中集群业务使用,所以天线通常很短(图二右侧三个天线)。

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图二:手持电台天线

橡胶天线的辐射效率,与其缩短率和结构形式有关,较长的橡胶天线相对于较短的天线有更好的通联效果。因为这类天线多采用底部加感的形式,前端振子较长,加感部分较少,具有相对高的辐射效率。我们常用业余手持电台的原装天线,多采用此种形式。如:YAESU公司的FT-1DR、8R、7R、6R等。
在手持电台的使用中,爱好者通常会根据自己的使用情况,选择第三方厂商生产的天线,主要区别就是天线的尺寸。根据天线的形式,较短的橡胶天线基本采用全加感形式。这种天线由于尺寸短小,所以很没有效率,就是常说的0增益天线。但是它方便携带,被很多只需要近距离通讯和使用中继台的爱好者广泛使用。市场上常见如:钻石SRHF10(图三)、钻石SRH805SS(图四)等。

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图三:钻石SRHF10型天线

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图四:钻石SRH805S型天线

较长的橡胶天线和拉杆天线则多为底部加感形式。这种天线由于振子长度的增加,所以在430MHz频段可以得到较高的增益,是UHF/VHF手持机通讯的利器,基本成了爱好者的必备天线。市场上常见如:钻石SRH771(图五)、钻石SRHF40等(图六)。

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图五:钻石SRH771型天线

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图六:钻石SRHF40型天线

拉杆天线一般比较长,底部加感结合较长的振子,具有比橡胶天线更高的辐射效率,可以提供更远的通讯距离。拉杆天线通常针对不同波段,分别工作在1/2、1/4或者5/8波长。由于可以根据需要的工作频率调整天线长度(图七),所以可以得到很高的效率和增益,被业余无线电发烧友广泛使用中。但由于其长度长、缺乏柔软性,实际使用中没有橡胶天线来得灵活,且容易被折断。市场上常见如:钻石SRH779(图八)、钻石SRH789(图九)等。

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图七:拉杆天线工作频率与长度对照表

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图八:钻石SRH779型天线

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图九:钻石SRH789型天线

在实际测试中,同一台手持电台,相同的位置,先后使用原装天线、钻石SRH805S型天线、钻石SRH771型天线,在一定距离外固定位置在430MHz频率段测试信号强度,尺寸较长的钻石SRH771型天线效果最佳,其次是原装天线,尺寸较短的钻石SRH805S型天线效果最差。

根据天线技术参数选择天线

在购买第三方商品天线时,我们可以查看外包装上的参数,了解天线的性能。以钻石SRH779型天线商品为例,我们根据其包装上标示的技术参数(图十)和第一电波株式会社网站公布的技术参数(图十一)可以了解到,该天线在430MHz频率段有2.15dBi的增益;最大承受功率10W;阻抗为50Ω;全部拉开的总长度是44cm;收起的最短长度是16cm;重量38g;在144MHz频率段是1/4波长;在430MHz频率段是1/2波长;天线拉杆共有8节;调频模式下的150/300/450/800/900MHz频率段只能接收,不能发射。

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图十:钻石SRH779型天线包装标示的技术参数

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图十一:钻石SRH779型天线技术参数(第一电波株式会社网站)

我们再来看一下前文中提到的缩短型加感天线-钻石SRHF10型天线的技术参数(图十二)。该天线同样工作在144/430MHz频率段(1/4波长),在150/300/450/800/900MHz频率段只能接收;总长度7.5cm;重量20g;最大承受功率6W,阻抗50欧姆;接口类型SMA-P(等同于国内的SMA-J)。

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图十二:钻石SRHF10型天线技术参数(第一电波株式会社网站)

通过上述技术参数比较,如果我们想要购买一款工作在430MHz频率段,且能够达到更好通联效果的天线,就应该选择钻石SRH779型天线,因为它在该频率段有2.15dBi的高增益。
这里再简单说一下天线增益,上述介绍的手持电台天线都是垂直接地天线,它的功率增益单位都是dBi,偶极天线的功率增益单位是dBd,两者都是相对值,但参考基准不同。dBi的参考基准是全向天线,dBd的参考基准是偶极子天线。如果用dBi和dBd表示同一个功率增益,dBi表示的值要比dBD表示的值大2.15。即:dBi=dBd+2.15。
手持电台的天线选择,要按照预期通信距离和使用区域的传播条件而定。配置增益较高的天线可以有效改善手持电台在较远距离通信的效果,但综合考虑到天线的外形和成本以及实际情况,所以一般在配置上遵循“原配天线优先考虑,特殊情况特殊应对”的原则。大部分手持电台都随机配有原装的天线。原装的天线适合该对讲机使用的频段,而且质量和性能都比较有保证,所以一般情况下原装天线是首选。我们也不迷信原装天线,一些国产的不同型式的天线在性能上也可能超过原装天线,所以在原装天线不能满足实际使用要求时不妨考虑换用其他形式的天线。

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