天线的种类和应用

天线种类及特性解析


引言

天线作为无线电通信中不可或缺的设备，其种类丰富、特性各异，对于扩大覆盖范围、增益信号强度、选择接收信道等方面起到至关重要的作用。本文旨在为无线电爱好者介绍几种常见的天线种类及其应用，并着重探讨了在业余无线电通信中的计算与安装方法，以满足不同频率特性的需求。

垂直接地天线（GP天线）

GP天线，全称为Ground Plane Antenna，顾名思义，这类天线可以直立于地面操作，其设计允许在水平平面内实现全向发射和接收。典型应用包括车载电台天线，它在汽车等移动设备中的应用为常见的示例。GP天线的制作简单，且成本较低，标志着入门级天线选择的可能。

偶极天线（DP天线）

偶极天线结构设计感强，简单而有效。通过在全球范围内广泛使用，证明了其极高的价值。一个基本原则是由一根半波长的导体线段在中央被切断并连接到馈线上而形成的。这种天线的阻抗约为45Ω至75Ω，在水平方向上具有反射方向的对称性。在垂直方向，天线的方向性受限于设计的复杂度增加。

在实际操作中，偶极天线的长度和结构可以灵活变换，以适应不同波段的需求。例如，水平天线、倒V型天线（用于单波段或多波段通信）、以及具有特定形状的天线形态，如斜拉双极天线或特殊类型的陷波器天线，提供了更广的技术循环。




三波段倒V天线制作方法

业余条件下搭建三波段倒V型天线是一种经济高效的设置方式，特别是对于需要覆盖多波段频率场景而言。制作此类型天线需要精确计算振子长度，以适应目标波段的需求。检查如下步骤：

40m（7MHz波段）：振子总长应为波长的一半，即20米（）、基于半波长比例，总长度调整为19.0米；振子在中央被切断为长度约为9.5米的两部分。

20m（14MHz波段）：计算目标长度为10.0米，实际操作中每个臂需增加额外约0.55米的预留长度，增长至5.3米，用于优化波段内的性能及驻波比调节。

15m（21MHz波段）：基于频率特性，每个振子长度调整为7.225米，对半后最终获得3.6米振子臂长。

结合计算后，构造倒V型天线的实物表现时，应确保天线架设安装位置适应实际电磁环境，并根据场地条件合理调整几何参数及长臂间距离，以确保最高效率的通信性能。

八木宇田天线（YagiUda Antenna）

八木天线以其出色的定向增益、高效率、和目标指向性的增强特性而成为DX通话及比赛中的首选设备。通过增加引向器单元，可以显著提高了天线的方向选择性和增益输出。此类天线设计结合转向器，方便经纬度微调，优化通信效率与质量。

天线性能概览

频率与设计：使用频率决定了天线的结构设计，而最常见的调谐天线设计通常基于频率的半波长进行优化。

特性能阻抗（俗称阻抗）：适用于业余爱好者的馈线大多数为50Ω的不平衡同轴电缆，设计初衷在于确保发射和接收路径的优化匹配。

VSWR电压驻波比：描述了在天线与馈线特性阻抗相匹配时，电压在馈线上形成的波形峰值与谷值比值，对系统传输效率具有重要影响。

增益：衡量天线接收与发射信号强度的指标，以分贝（dB）为计量单位，代表着天线对于信号效能的强化程度。