[转帖]同轴高增益天线

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、用普通5D-2V同轴电缆（相当于国产的5D-5）按图3所示尺寸，剪出数段1/2λ线段，1/4λ首尾两段，并把每段头尾外皮用利刀切去少许，露出中心金属铜线3-4mm以供焊接。然后把第一段1/4λ的中芯焊接至第二段1/2λ段的外层导体铜网，而第二段尾的外层铜网则焊接到第三段的中芯。如此类推至末尾的一段1/4λ段为止，如图一。至最末一段的网尾部时则把它的中芯和外层导体铜网焊在一起，再在其上焊上一根1/4λ的铜棒。 <br>
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另外，最下面一段要如图一所示焊一小环（尺寸无太准确的要求），或在馈电电缆与最后1/4λ段连接处接3至4根长度为1/4λ奇数倍的地网辐射条，以使天线的电流形成完整的通路。 <br>
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二、关于同轴天线自上到下各节的一般结构、原理和调试 <br>
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1，同轴阵列天线的顶部为一截1/4波长振子，可以是金属杆，也可以利用电缆外皮（或和芯线接在一起）做成。 <br>
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2，振子下面为一截1/4波长同轴电缆，起阻抗变换作用，上端以低阻抗与1/4 波长振子的低阻抗匹配，下端呈现高阻抗，与下面各节来的高阻抗馈电相匹配。 <br>
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3，再下面为若干节1/2波长的同轴电缆，各节之间芯线和外皮交*连接。交*连接破坏了电缆的连续性，所以高频电流不再被屏蔽在电缆芯线和内壁，使一部分高频电流从电缆外壁流过而辐射能量，每一节都有点类似于一支半波长垂直天线。 <br>
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流过每一截电缆段的电流相位比前面一段落后1/2 波长，而电缆又被交*连接，所有外皮的电流正好变成同方向，组成了一个半波长同相振子陈列，它们在水平方向辐射的电磁场互相叠加，而在垂直方向的辐射由于路径差别而互相抵消，使能量集中在水平面附近，形成较高的天线增益。所有芯线段的电流互相之间也是同方向的（但与外皮反向），不过它们被屏蔽在内腔，不会影响外皮的辐射。1/2 波长的同轴电缆从 <br>
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两端看进去的阻抗总是一样的。如果我们以高阻抗从最下面一节馈电，则这一节的上端也呈现高阻抗，继续以高阻抗向更上一节馈电，直到第2项所说的阻抗变换节。 <br>
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4，天线的最下面一节为1/4波长同轴电缆，将收/发信的 50欧低阻抗变换成高阻抗，与上面的1/2 波长辐射段相匹配。 <br>
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5，馈电的同轴电缆的芯线与第4项匹配段的芯线相接，馈电电缆的外皮与第 4项匹配段的外皮相接，同时连接到3或4根长度为 1/4的奇数倍的地网辐射条上，地网使天线的电流形成完整的通路，不使高频电流从馈电电缆的外皮通过。 <br>
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6，如果不采用地网辐射条， 则需要在馈电点加入为天线提供电流通路、消除馈电电缆外皮电流的任何措施。 <br>
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7，第 3项所述1/2波长辐射段的节数越多，不同方向辐射能量的叠加/抵消作用越强，天线在垂直面内的方向性越强， 天线的增益越高。但是随着能量的辐射，越*上面天线电流越小，所以随着总节数变多，每增加一节 1/2波长辐射段所能带来的增益越来越少。8 节辐射段的增益约为6 dB，16节辐射段的增益约为 9dB（相对于1/4 波长垂直接地天线）。 <br>
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8，计算：上述各节的计算与一般电缆或天线，例如1/2波长辐射段的实际长度应该是相应频率的真空波长乘以电缆的速度系数（约为0.65－0.75），顶部 1/4波长辐射段的速度系数则应取0.95左右。 <br>
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9，调试： 先做一个只带有两节辐射段的天线，垂直悬挂在空旷处。用天线分析仪测出谐振频率。如果偏高，准备一、两节偏长的辐射段。如果偏短，准备一、两节偏长的辐射段。将准备的这一、两节辐射段加进去，再测试谐振频率，以决定再准备什么样的辐射段。依次类推，在不断加进新的辐射段的同时使谐振频率趋于设计的中心频率，最终偏差不应大于＋/－0.5MHz。如果制作小心，这样得到的SWR应小1.3。 <br>
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10，封装： 天线应封装在直径20-25mm玻璃钢管中，并妥善加以防水密封。顶端的 1/4波长振子最好伸出管外以利中和静电，管子下面应比电缆长出 300mm 以便固定。 如果没有玻璃钢管，国外爱好者也有用PVC工程塑料管的。<br>
上传的图片<br>
做法：<br>
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UV波段由于通信话音质量好、干扰小，器材易得，是广大HAM常用的理想近距离通信波段。但由于频率较高，传播特性为视距传播，通信距离较近。如何提高它的通信效果，是每个HAM所不断追求的。 一般来讲，一是增加发射功率，二是提高天线的增益。对于提高功率来讲，则需要更换设备或制作功放，费用较大。而对于提高天线增益来说，则可以达到事半功倍的效果，支出则相对较小。如何在现有器材的基础上，自己动手制作一付廉价实用的高增益天线，以提高通信效果呢？本人曾试制过多种常见天线，就增益来讲，八木天线增益较高，但方向性较强，一般较适用于固定台之间的通信。业余通信由于没有固定的通信对象，所以使用起来不太方便。高增率益直立天线，由于其增益高，无方向性，比较适合于业余通信。前段时间，BG4REB李彬在网上找到一位香港爱好者根据85年日本CQ杂志介绍的试制高增益天线资料，经整理试验，取得了成功。现连同自己的一些经验，提供给大家，以供参考。<br>
　　一、用普通5D-2V同轴电缆（相当于国产5D-5）按图3所示尺寸，剪出数段1/2波长线段，及1/4波长首尾两段，并把每段头尾外皮用利刀切去少许，露出中心金属铜线3-4mm以供焊接。然后把第一段1/4波长的中芯焊接至第二段1/2波长段的外层导体铜网，而第二段尾的外层铜网则焊接到第三段的中芯。如此类推至末尾的一段1/4波长段为止，如图一。至最末一段的网尾部时则把它的中芯和外层导体铜网焊在一起，再在其上焊上一根1/4波长的铜棒。<br>
　　另外，最下面一段要如图所示焊一小环（尺寸无太准确的要求，可以放心制作），或在馈电电缆与最后1/4波长段连接处接3至4根长度为1/4波长奇数倍的地网辐射条，以使天线的电流形成完整的通路。<br>
　　二、所有各段同轴电缆焊接完毕后，检查没有短路现象，即可装入一段PVC管内，架设起来，便成为一支美观实用的天线了。<br>
　　三、原理。天线中间的若干节1/2波长振子，各节之间芯线与外层导体交叉连接。这样连接破坏了电缆的连续性，所以高频电波不再被屏蔽在电缆芯线和内壁，使一部分高频电流从电缆外壁流过而辐射能量。每一节都有些类似于一支半波长垂直天线，辐射段的节数越多，天线的增益越高。但随着能量的辐射，越靠近上面天线电流越小，所以随着总节数变多，每增加一节1/2波长辐射段所能带来的增益会越来越少。八节辐射段的增益约为6dB，16节辐射段的增益约为9dB（相对于1/4波长垂直接地天线）。上下两段1/4波长同轴电缆起阻抗变换作用。<br>
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自制U/V双频段天线 <br>
[文章作者K0IPG，原刊于美国《QST》杂志2003年第九期，BA4RC陈方编译] <br><br>
-------------------------------------------------------------------------------<br>这是一款有一定增益的2米和70厘米波段双频段天线。这种垂直天线多年来曾用于（美国的）商业和政府部门，现由K0IPG介绍了把它用于业余波段的方法。 <br>
这种天线有什么长处?简单的答案是增益。 <br>
　　多数四分之一波长天线会把你的信号幅射至天空。它们有增益，但是除非你正在尝试和太空飞船对话,这种增益其实是朝着错误的方向发射。而这个天线则提供了较低角度的幅射,意味着你的信号能源将更多地向四周，而不是向上发射。 <br>
　　这个天线设计简单便于自制，你仅需要下列材料（本文长度单位均为英制，1寸约等于25.4毫米，1尺约等于0.348米。编者注）: <br>
　　一根口径3/4 寸的PVC管以及一个用于PVC管顶端防水用的管帽； <br>
　　一个 1/2 寸圆柱形木销, 约 1-1/2 寸长 ； <br>
　　4 尺20号（导线直径0.812毫米）单芯绝缘铜线； <br>
　　7 尺的 12号（导线直径2.053毫米）单芯绝缘铜线； <br>
　　20 寸的 300 Ω扁平馈线 (避免泡沫类型)（这种馈线在郊区的电器材料商店里可能找到）； <br>
　　一小片做印刷电路用的敷铜板； <br>
　　一段50Ω同轴电缆，用作天线与收发信机馈线之间的连接以及一个可以与收发信机馈线相连接的电缆接头。 <br>
　　匹配部分的构造见图 1所示 。 <br>
　　这需要用20寸长的扁平馈线与同轴电缆相连接。 <br>
　　在扁平馈线一端剥去1/2寸绝缘层，并将两股铜线焊接在一起。这是整个天线的底部。 <br>
从天线底部的这个焊接点起，量至1 1/2处做上标记。再从这个标记处向上述焊接点量1/8寸，做另一个标记。把这两个标志之间的绝缘层剥除，注意不要损伤其中的导线。现在，你可以把同轴电缆的内外导体分别焊接在暴露出来的两根铜线上。接着,从扁馈线底部向上量16-11/16寸，把多余部分剪去。 <br>
　　最后，在扁馈线顶端，把其中一根导线的绝缘层剥除1/2寸，露出芯线备用。匹配部分就算完成了。 <br>
　　扁馈线底部的连接情况如图 2 所示。 <br>
　　辐射振子的制作。 <br>
　　匹配部分的组装稍微有点困难，但辐射器则比较容易制作，它的结构如图 3 所示。 <br>
准备2段38-1/2寸长的12号单芯绝缘铜线，用来做辐射器的顶端和底部。 <br>
　　用准备好的直径1/2寸、长1 1/2寸的木销及20号单芯绝缘线制作线圈。 <br>
　　分别在木销两端1/8寸处钻孔，将20号绝缘线穿过孔并在木销上绕13圈。线圈两端各留出约一寸长并剥去绝缘层用于连接，利用导线在钻孔中的阻力把线圈固定紧。 <br>
　　把2段12号线的一端各剥去约1/4寸绝缘层，分别焊在线圈的两端，成为天线顶部和底部的两根幅射振子。如图4所示。 <br>
　　总装配 <br>
　　还记得一开始时在300Ω扁平线的顶端，我们曾剥去了其中一根导线外1/2寸的绝缘层吗？现在，就请把刚做好的幅射振子的一头与之焊接起来。 <br>
把一小片印刷电路板焊在幅射振子的另一端（这是整个天线的顶端）。用它作为整根天线在PVC管中的支撑，同时也起着增加天线顶端电容量的作用。当然。先要把印刷电路板裁成直径略小于PVC管内径的圆形片，中心再钻一小孔以利于与振子焊接。 <br>
　　现在，你可以把整个天线装进PVC管里了。50Ω同轴电缆上的接头应能暴露在PVC管外。 <br>
在调整并确认天线工作正常后，将预先准备好的PVC管帽粘在天线顶端，并用防水材料把底部引出部分密封好，便大功告成了。 <br>
　　天线的调整可能是必需的。调整主要通过对称地修改38-1/2寸长的两根振子的长度来进行，也可以改变同轴电缆在扁平馈线上的连接点的位置。 <br>
　　介绍这款天线的Dan Friedrichs, K0IPG, 是一位有着3年HAM经历的17岁中学生，他喜欢竞赛，追逐远距离电台，在VHF和UHF上操作，以及动手制作。<br>
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强！再细看看，学习～

请叫版主：1/4波长的电缆，是指空间的波长，还是电缆里的波长？

xuexi

鞭状天线制作简单，就是带宽窄点，适合HAM

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