[天馈]端馈天线 [复制链接] [手机版]

不知道作者为何要搞全波长垂直天线，因为全波长天线的长度比半波长的长，导致竖直不易，且仰角比半波长天线的高、因而不利于2米段远程通信，还有，全波长天线和半波长天线在端馈时阻抗一样高，高达几千欧，两种天线与50欧的馈线以及50欧的电台输出阻抗均不好匹配。我把这个图发到这里主要是看了其馈电方式有可取之处，供大家参考。

全波长天线端馈的话，馈点处阻抗很高，达几千欧，因此用了自耦变压器原理进行阻抗变换。

半波长天线端馈的话，阻抗也很高，达几千欧，用同样方法进行馈电。

半波长天线如果中间馈电的话，阻抗低，理论上73欧，但由于不能架得很高、周围物体影响等，阻抗约为50欧，正好与50欧的同缆电缆相配，加个1：1的巴伦就行了，不需要做阻抗变换。

1/4波长是我们常见的u/v段天线，1/4波长天线的阻抗约为36欧，一般直接接手台天线接口或车台的50欧电缆馈电

图片:vhf1golf.gif

各位HAM，如果我用20多米的振子加上天调是否就是端馈天线了呢。纯属新手，请见谅

要标准的 半波长振子  或者八分之五的振子  这样的算是正宗的端馈，而这时候天调一般就不好匹配了，天调一般是要避免正好是半波长的情况。虽然长线也算端匹配！
但是效率是不一样的

端馈可以理解为从振子一端馈电，振子长度一般为工作波长的1/2，端馈一般是LC并联谐振，大致原理就是，振子自然谐振的频率的长度，但是此时阻抗会比较高，所以需要阻抗匹配

能理解为1/2波长的random wire吗

楼上，既然是1/2波长，就不是随机线了，而是具有一定长度因此谐振频率一定的线，只能用于一个频点（周围一小段频率可勉强使用），其它频率要发射的话就要加天调，真正的宽带天线只有对数周期天线，其它所有天线只针对一个或数个频点。

对于1/2波长的线，中间的阻抗最低，理论值73欧，实际由于地面等影响，实际值约50欧；用50欧的馈线正好在1/2波长线的中间馈电，这样无需阻抗变换，这 就是最常见的半波长双极天线。

对于1/2波长的线，两端阻抗最高，理论值为无穷大，实际值约数千欧。这时用50欧的馈线在一端馈电（端馈）就不合适了，需要用变压器的原理进行阻抗变换，也可利用其它可表现出高阻抗的方式来馈电，比如电容电感并联（谐振时对外表现出高阻抗）、每边为1/4波长U形导体（开口端阻抗表现为无穷大，J型天线就是用这个馈电的）。

自耦变压器方式馈电可参考主帖。

隔离变压器式见楼下。

http://m0ukd.com/homebrew/baluns-and-ununs/end-fed-half-wave-antenna-tuned-coupler/
7-30M端馈半波天线匹配盒

图片:20_2_61e4358144aa49e.jpg

图片:20_2_7c98dd56ec5c780.jpg

I love end-fed antennas. My first one was a PAR 40/20/10, and is has become my permanent antenna at home. I have reached 5200 miles on 1.3W and 830 miles with 100mW with it! And numerous other such contacts. I also have a tunable 6-40m I built, and am getting a 15-40m end-fed tuner kit in the mail this week. Why end-feds? Because they work, really well. They are easy to deploy in the field and weigh very little. LNR Precision (bought PAR) has a new trail model by the way: http://www.lnrprecision.com. But this is about building your own 80m version. I wanted something rugged and simple. An end-fed is simple by design, though the theory isn't so simple. It is an impedance transformer. Here is the schematic I found online (http://www.spirat.com.au/vk5zvs/pic54.htm):

图片:80mEFHWT.jpg

Not much to it really... Let's see with all the components in the box:

The box is a Hammond cast aluminum. The capacitor is a 100pF 3500V doorknob type. I could have used a cheaper ceramic disk type, but you know me by now.. The resistor you see there (black) goes to an isolated ground plug for use with a weather balloon or kite (1.5M 3W). When connected to the earth, it bleeds static electricity to the ground to avoid frying the radio (thousands of volts).

And the finished product:

图片:0410.jpg

I though about connecting grounds together via wires, but the box does that well.. The optional counterpoise (we'll see about "optional" later.. (0.05 WL, about 13ft)) binding post (black) is electrically connected to the box, while the antenna wire post (red) of course is isolated. The magnet wire is 18ga. Opinions?

After testing I will pot it with liquid rubber... I did some preliminary testing with a 135ft wire strung around the house and got a 3:1 SWR; just enough to send my call sign and "testing" in CW of course. I very rarely use a microphone.. Higher up the band the SWR goes up, so the antenna is a bit too long. Having many turns at weird angles and a house with all it's wiring around it of course doesn't help. Once stretched outside I expect it to work great. I will post an update.

Now I'll be able to check in CW nets on 80m!

Gil.
« Last Edit: April 03, 2013, 02:48:19 PM by gil »

多波段端馈入式天线

本文介绍的多波段端馈入式倒v天线成本低，容易制作，由1根20.91m长的漆包线和1个简单的天调（l型网路）构成。下面简单介绍一下具体制作方法。

天调的制作

天调的电路见图1，天调的输出端接发射机。电感的外形尺寸、绕法如图2所示。高频扼流圈rfc可以防止暴风雨天气时在天线积累的电荷。它在频率最低端感抗应该比低阻输入端阻抗高20倍，这样这个扼流圈带来的损耗就可以忽略不计。可以看到，在40m时，波段开关的动触点没有和线圈接触，利用了整个线圈。在80m时，线圈被波段开关短路，天线直接接入。线圈共20匝，线径0.9mm间绕，线圈长度为38mm。从始端起，3=12匝处为10m抽头，5=14匝处为15m抽头，8匝处为20m抽头。

图片:20_2_baf083089a4ed40.jpg

图片:20_2_cfc6de0615a3fcf.jpg

调谐电容c在40m时承受的电压最高，必须能耐受1500v电压。动片与定片之间的距离有0.5mm就足够了。由于容量不大，可以采用体积小一些的。整个电路可以装在1个127mm×77mm×51mm的塑料壳里，布局见图3。没有必要用金属壳。如果采用金属壳，线圈与四周必须有25mm的距离。天线端和接地端可以用两个接线柱，输出端采用同轴电缆接头。

图片:20_2_4893e94cd9e0f6b.jpg

天线的架设

天线用的导线直径要求不严，典型的为1.2mm。由于有一部分天线在房间里，所以可以考虑使用带绝缘皮的导线，单股、多股都可以。

把导线一端固定在天线绝缘子上（可用一条有机玻璃板在两端钻孔代用），截取20.91m长，典型的安装方法见图4。x-y之间的长度为20.91m。如果你住在楼上，可以采用斜坡式架设方法（图5）。

天线的固定

在工作间一端，天线还剩下几米时，用一段尼龙绳和绝缘子把天线固定在墙上，然后通过通风口把天线引入工作间。如果从窗户引入，不要靠近铝合金窗框，最好能在玻璃上钻孔。天调应靠近天线的引入点，发射机也尽可能靠近天调，尽量缩短同轴电缆的长度。同轴电缆的典型长度为600mm。这个天线系统要有可靠的地线。

天调的调整

要把这种天调调整到对于发射机呈现纯电阻，就在天调与发射机之间串入合适阻抗的驻波表。把收发信机与天调接好，调到40m段，将天调的波段开关置于40m的位置，调节天调的可变电容c，使收到的信号最强，也就是峰点处。把驻波表的开关置于反射波（ref）的挡位，发射一个小功率载波，微调天调的可变电容c，使反射波的读数最小。不要动可变电容，把发射机调到最大功率发射一个载波，微调天调的可变电容c，检查一下是不是反射波最小，记下这个位置。20m、15m、10m的调整方法完全相同，分别标上刻度。最后，把可变电容调到容量最小的位置，波段开关置于80m，如果驻波很大，那就是地线的问题了。调好后就可以使用了。

译者的话

这种天线取材、架设都容易。线圈的骨架可采用相同尺寸的pvc管。住在楼上地线是个头痛的事，译者分别试过接在暖气管道、自来水管道、金属窗框上，感觉接在窗框上效果不错，接在阳台的金属栏杆上也能很好地工作。但应该使栏杆与连接导线有良好的电气接触，连接处要包上胶布。此外地线与天调之间的连线要尽可能短。

值得注意的是，由于架设环境不同，抽头的位置可能会有小变化。如果反复调节都无法使驻波最小，可试着改变一下抽头的位置再试。在初次调整驻波时一定要用小功率，以免驻波太大损坏发射机。

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（<0.5 dB），而一个劣质的匹配盒可能会损耗掉1-2 dB的宝贵功率。

### 结论与建议

1.  **极化方式由你决定**：根据你的通信目标选择架设方式。想要DX？优先选择**水平架设**（水平极化）。
2.  **增益与偶极天线相当**：不要期望端馈天线有超高的增益。它的优势在于**架设的便利性和灵活性**，而不是绝对的性能优势。其增益与一个架设高度相同的偶极天线在伯仲之间。
3.  **高度是关键**：尽你所能将天线架得更高，这是提升其性能（尤其是增益和低辐射角）最有效的方法。
4.  **注意匹配器质量**：投资一个制作良好、功率容量足够的匹配盒（Unun），以确保你的射频功率有效地馈入天线，而不是变成热量耗散掉。

总而言之，端馈天线是一种非常实用且有效的天线，其极化和增益特性使其成为许多无线电爱好者远程通信的利器，但必须理解其工作原理并进行正确的架设才能发挥最佳性能。