闲话“鱼竿”天线 – GP天线的制作

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《CQ现代通信》2011年第4期  图/文作者:BA1AK 随着业余无线电活动的普及,从U/V段聊天的“车腿”,再到参加每年各种国际比赛、追逐DX的业余无线电爱好者,越来...

《CQ现代通信》2011年第4期  图/文作者:BA1AK

随着业余无线电活动的普及,从U/V段聊天的“车腿”,再到参加每年各种国际比赛、追逐DX的业余无线电爱好者,越来越多的人加入到了HAM的行列。很多HAM也都在家中设置了固定电台,但这其中一大部分人还都游离在短波通联的门外,不是别的原因,正是因为居住在市区无法在居民楼架设短波天线。

现如今,小区的公共设施都由物业公司管理服务,又有代表广大业主权益的业主委员会监督。您要是住在楼顶还好说,在自家房顶架个正V天线,一点不起眼儿,又不影响别人,物业一般也都会开绿灯;更有甚者,起个5~7米的塔,弄个八木天线也不是不可能。可您要是住在下面几层,想要绕开他们,上楼顶架设一副称心如意的天线的确是个难事。往往是物业那疏通开了,架了没几天,被楼顶业主发现后一投诉,又得拆。但是您别慌,大有大玩,小有小玩,不是说上不了楼咱就不能“DXCC401”了。本文就是介绍如何在楼房环境架设“鱼竿”天线,圆您一个短波收发梦。

介绍“鱼竿”天线之前,我们先说说常用的三类短波天线,如我们所知:

第一类——垂直地网天线,也就是我们常说的GP天线,这种天线架设形式简单,最易于安装,如果有足够数量的地网增加辐射,效率堪比偶极天线。由于GP天线的发射仰角较低,所以其作为简单有效的DX利器不可或缺。缺点就是噪音大;

第二类——偶极天线,也就是我们常说的DP天线,常见的架设形式有倒V、正V、水平等形式,DP天线的效率相对要比GP天线高很多,且噪音要比GP天线低很多,但是占地面积大,单人架设安装不是很方便;

第三类——指向性“八木”天线,也就是YAGI天线。这种天线通常是由一个主振子、一个反射器和多个引向器单元组成。八木天线的效率高、方向性强,依照天线的尺寸,在所指方向拥有较高增益。

其实在我理解,所谓的“鱼竿”天线就是GP天线,只是广大的HAM按照其水平架设方式和DIY的材质取了个“鱼竿”天线的名字,这名字在《天线手册》上肯定是查不到的。我们安装的U/V段GP天线都是垂直架设(如装在车上的“钻石770H”车载天线,固定台架设的“钻石X510”天线等。),短波GP天线通常也是垂直架设的,但是对于我们居住在楼房中间层且无法上楼顶架天线的HAM,水平架设GP天线不乏是一个最佳选择。

第一次接触“鱼竿”天线是在2008年奥运会特设台期间,那时候住在天通苑,当地有个知名火腿——BD1TCC杨老师(现在呼号BA1AI),他在家中19层水平架设了其自制GP天线,通联了几大洲,也成为了通联QSO最多的BT1OB的值机员。后来我搬到了望京,也是19层,几次和物业接触无果后,我选择了“鱼竿”天线。

从天线的结构上来说,咱们水平架设的GP天线可以有三种方式,一种是单波段全尺寸天线,一种是单波段加感天线,它可以是1/8、1/4、1/2波长。再有一种就是天调+一定长度的全尺寸天线直接工作,这种方式相对省事,一根天线全搞定。全尺寸天线的效率自然要比加感天线高很多,20米、15米、10米等高波段,我们都可以制作1/4波长全尺寸天线,长度分别是5米、3.5米、2.5米。但是考虑到我们常用的40米、80米、160米等低波段天线的尺寸较大,在窗户外面水平架设全尺寸天线很不实际,所以这就需要选择加感天线,加感天线可以是底部加感、中部加感、顶部加感,就目前试验效果,中部加感天线的效率是相对最高的(其实想想日本钻石品牌的车载天线不都是中部加感吗?)。天线的长度分为物理长度和谐振长度,它取决于咱们工作波段的波长,如40米、80米、160米波段,按照粗略计算1/4波长的天线长度应该是10米、20米、40米。如果计划天线总长度在5米左右,那40米波段天线就是5米振子+5米的加感线圈;同理,80米波段天线就是5米+15米加感线圈,160米波段天线就是5米+35米加感线圈。当然,这种80米、160米波段的加感天线效率已经太低了。(以上数值只是为了大伙看着直观而取得整数,实际制作天线还要考虑缩短系数等。)

从天线的材质上说,最佳选择当然还是铝管。因为作为长期固定架设的天线,铝管有一定的韧性,完全不用担心刮大风的问题,一劳永逸的选择,而且电气性能肯定要优于细铜丝,这也是我对GP天线几经升级改造后的粗知拙见。我最早制作的GP天线是用PVC管、漆包线缠绕加感线圈、一节304不锈钢棍作为振子组成,底部加感GP天线,算是试验品,当时的总长度只有1.5米,经过地网的匹配和振子的修剪之后,可以自然谐振在7.050MHz上,试验期间通了不少国内台。此方法等同于买一根成品鱼竿然后缠绕线圈作为加感天线,国内大部分HAM所作的GP天线也多为这种方式。天线制作图纸如图一所示:(图片来源BA1AK)

图一:底部加感的GP天线制作图纸

图一:底部加感的GP天线制作图纸

这种方式制作的天线有优点也有缺点:

优点:底部加感方便安装调试选择自然谐振点,而且可以做成类似PAC-12的抽头天线,一根天线通过调整线圈数量达到工作在多波段的目的。

缺点:底部加感天线的效率始终不如中部加感。

经过多次的通联、改造、试验后,通过缩短加感线圈的长度,增加振子长度,由底部加感改为中部加感,成为了最终版本的天线——物理长度5.5米,1/4波长谐振长度10.25米。其中,振子长度5.3米左右,缠绕4.95米左右漆包线作为加感线圈。天线的计算公式如下:天线谐振长度=300/工作频率/4*0.96(0.96是缩短系数),即300/7.023/4*0.96≈10.25米。如图二所示:(图片来源BA1AK)

图二:中部加感的GP天线制作图纸

图二:中部加感的GP天线制作图纸

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