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主题:端馈天线
zhangjingyu 
好的,我们来详细探讨一下端馈天线(End-Fed Antenna)的极化方式和增益。

这是一个非常常见的问题,因为端馈天线(尤其是端馈半波天线EFHW)因其架设简便而在业余无线电爱好者中广受欢迎。

### 总结摘要

* **极化方式**:**依赖于天线的架设方式**。水平架设时为**水平极化**,垂直架设时为**垂直极化**。绝大多数情况下,为了获得低辐射角和远距离通信效果,它被架设为**水平极化**。
* **增益**:典型端馈半波天线(EFHW)的理论增益与标准的偶极天线(Dipole)相近,在自由空间中约为 **2.15 dBi**。但在实际架设中,由于高度、地面情况等因素,其增益特性会发生变化。

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### 详细解释

#### 1. 极化方式 (Polarization)

天线的极化方向定义为天线辐射时**电场矢量**的方向。

* **水平架设(最常见)**:
* 当端馈天线被水平拉在两棵树或杆子之间时,其振子是平行于地面的。
* 此时,电场矢量也平行于地面,因此天线为**水平极化**。
* **优点**:有助于获得较低的辐射角,更适合天波传播,进行远距离(DX)通信。并且,自然界的噪音干扰多为垂直极化,水平极化天线在一定程度上可以降低接收噪音。

* **垂直架设**:
* 如果将端馈天线的一端挂在很高的塔上,另一端靠近地面,使其振子垂直于地面。
* 此时,电场矢量也垂直于地面,因此天线为**垂直极化**。
* **优点**:在低辐射角下具有全向性辐射模式(像垂直GP天线),并且通常更方便进行低仰角辐射的近距离通信。但容易受到人为噪音干扰。

* **斜拉架设**:
* 如果天线被斜拉(例如一端在楼顶,另一端斜拉到地面),则其极化是**混合极化**或**椭圆极化**,既有水平分量也有垂直分量。这种极化方式效率较低,通常不是首选,除非空间极其有限。

**结论:端馈天线的极化完全由操作者如何架设它来决定。** 为了获得最佳效果,发射和接收天线的极化方式应该匹配。在HF高频段,天波传播经过电离层反射后极化面会随机旋转,所以极化匹配的重要性会下降,但在VHF/UHF视距传播中则至关重要。

#### 2. 增益 (Gain)

增益是指天线在最大辐射方向上的辐射强度与一个参考天线(通常是理想点源或偶极天线)的比值。

* **理论参考**:
* 一个理想的半波偶极天线在自由空间中的最大增益约为 **2.15 dBi**(相对于各向同性辐射源)或 **0 dBd**(相对于偶极天线本身)。
* 端馈半波天线(EFHW)在结构上是一个**谐振的半波长导体**。其辐射 pattern(方向图)与中心馈电的偶极天线**非常相似**,都是一个经典的“8”字形。

* **实际影响因素**:
端馈天线的实际增益会受到以下几个关键因素的显著影响:
1.**架设高度**:这是最重要的因素。天线离地面的高度(以波长计算)会极大地改变其辐射方向图。
* **低架设**(高度 < 1/2波长):方向图扭曲,大量能量向高仰角辐射,效率低,不适合DX。
* **理想高度**(高度 > 1/2波长,最好达到1个波长):辐射波瓣被压向低仰角,非常适合DX通信。此时的最大增益可能比自由空间值更高(例如在1/2波长高度时,最大增益可达约 **6-8 dBi**,但这是指向天空的特定角度,而非水平方向)。
2.**地面情况**:架设在天线下方地面的导电性(草地、潮湿土壤、海水)会影响辐射电阻和辐射 pattern。海面等良导体环境能显著提升天线性能,形成更好的镜像,增加低仰角辐射的增益。
3.**周围环境**:附近的建筑物、树木、电线杆等都会作为寄生元件,改变天线的谐振频率、阻抗和辐射方向图,可能意外地增加或减少某个方向的增益。
4.**匹配盒(Unun)的效率**:端馈天线需要一个不平衡变压器(Unun,通常是4:1或49:1)来实现阻抗匹配。这个变压器的磁芯损耗、线损会引入一定的插入损耗,会**直接降低天线的有效增益**。一个制作精良、使用高质量磁芯的匹配盒损耗可以很小(
zhangjingyu回帖于2025-08-31 11:36[查看电脑版]
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