8種常見的無線形式介紹

業(yè)余無線電通信常見的設(shè)備包括了收發(fā)信機，各種天線，計算機設(shè)備及專用軟件，調(diào)制解調(diào)設(shè)備和常用的各種測量儀器，其中的天線是愛好者們最喜愛折騰，也是最能讓愛好者發(fā)揮個人技術(shù)水平及動手能力的領(lǐng)域。

天線，實際上是LC串聯(lián)回路，由于天線導體本身就有一定的電感量，和大地之間有電容。構(gòu)成天線導體的幾何尺寸、天線和周圍物體、大地之間的距離、天線的電氣參數(shù)等都會影響到天線的電感和電容參數(shù)。當收信時，天線對某一頻率諧振，這個波段的電磁波能使天線產(chǎn)生較大的感應電流，從而使收信機能發(fā)現(xiàn)特定的信號。發(fā)信時，發(fā)射機使諧振的天線中電流達到最大，信號也就能發(fā)射出去。諧振的天線，可以等效看作是一個純電阻，其中包括了輻射電阻和損耗電阻兩部分。根據(jù)歐姆定理，電流一定的時候，輻射電阻越大，發(fā)射效率越高，損耗電阻越小，整條天線的效率也越高。

業(yè)余無線電根據(jù)ITU的規(guī)定，還有國內(nèi)的相關(guān)頻譜規(guī)定，雖然享有了較寬的頻譜，覆蓋了從中波到超短波波段，但是每個頻段可以使用的頻段與整個波段相比卻比較窄，適合業(yè)余無線電通信使用的天線多半是頻段窄而效率高的天線。

1、 水平半波偶極天線（Dipole Antenna），也稱DP天線

是由兩根長度相等、總長度約為半個波長的導體水平或傾斜架設(shè)起來的半波偶極天線。也是一種最簡單、最基本的天線，便于HAM朋友們進行自制，其它天線都是這種天線的變形。天線的總長度大概等于所需中心頻率半波長的94%~96%，根據(jù)巴倫的實際效果略有調(diào)整，兩個振子都是1/4波長的95%，通過1：1的巴倫進行匹配連接。通常情況下，最大可承受的輻射功率可以做得較大，比如500W~1000W。輻射方向都是以天線為對稱軸，饋電點為切點的兩個圓。

DP天線示意圖

由于這種天線發(fā)射的是水平極化波，水平極化波電場受地的吸收影響較大，不適合做近距離通信，但是由于發(fā)射仰角低，天波傳播好，適合做DX通信。

這種天線的常見形式，除了水平架設(shè)以外，還有一種是倒V（正V）架設(shè)，天線的夾角在110度至120度之間，通過改變了發(fā)射仰角，來協(xié)調(diào)遠距離和近距離的通信。

(圖為DP倒V天線架設(shè)示意圖)

這種天線也有為了縮短天線幾何尺寸和便于架設(shè)，而在天線上加裝電感，也就是俗稱的陷波器，但這樣會造成天線效率一定程度的下降。

這種類型的天線，有的時候為了實現(xiàn)多波段的通信，也會在巴倫上加裝多對振子，使天線能夠工作在更多的波段上。常見的廠家如鉆石、老鷹等都有現(xiàn)成的DP天線在網(wǎng)上銷售，也有許多愛好者制作的此類天線出售，都能有較好的通信效果。

2、垂直單極天線（Vertical Antenna），也稱GP天線

這種天線是源自偶極天線的一種變形天線，天線底端通過與饋線的內(nèi)導體相連，饋線的外導體與地網(wǎng)相連，水平方向上輻射是一個圓，因此在各個方向上的接收和發(fā)射能力相同，適合做全向接收發(fā)射，移動手持設(shè)備就是采用這種形式的天線居多，有時候短波波段也采用這種形式的天線進行DX通信。

(圖片為野外活動架設(shè)的短波GP天線)

垂直天線的效率與地網(wǎng)關(guān)系很大，在沒有很好的地網(wǎng)系統(tǒng)的情況下，垂直天線的效率很難超過50%，尤其是不到1/4波長的垂直天線。許多垂直天線為了縮短幾何尺寸，通常都會在天線上加感，但這樣做犧牲了天線的效率，理論上在天線的頂端加感效率最高。U/V段的便攜手持設(shè)備的GP天線基本上是全段加感。有的短波背負設(shè)備的GP天線一般是在中部加感，這主要是出于機械強度考慮的緣故。

垂直單極天線由于輻射角度的原因，既能向各個方向輻射電波，也能吸收各個方向的電波，所以在一些電磁環(huán)境不理想的情況下，容易導致底噪較高。

HAM們常見的U/V段垂直天線有玻璃鋼天線，主要是因為用玻璃鋼的外殼覆蓋在金屬導管的天線外，起美觀和耐候性的作用。也有用金屬材料制成的U/V段垂直天線，便于安裝在汽車上。常見的U/V垂直天線，有諸如鉆石、老鷹、華鴻等，現(xiàn)在通過網(wǎng)絡(luò)都很方便購買。

（圖片為車載UV天線，俗稱的苗子）

常見的短波垂直天線，也有諸如鉆石、MFJ、華鴻等生產(chǎn)，鉆石主要是車載的縮短型短波天線，MFJ的偏重于短波基地臺使用，多半是1/4波長的垂直天線。

3、 溫頓天線（Window Antenna）,又稱偏饋半波天線

多半是用一根單導線制成，饋線也是單導線，接在偏離中心點14%的地方，普遍的情況是用作接收天線，也有做發(fā)射天線的。溫頓天線因為所占地方小，適合樓頂空間小的HAM架設(shè)使用，也適合便攜，可野外通信使用。網(wǎng)絡(luò)上也有許多賣家出售制作精良的溫頓天線。

（圖為溫頓天線的示意圖及變通架設(shè)示意）

4、八木天線(Yagi Antenna）

1925年由當時的日本東北大學擔任部長的、八木秀次和宇田新太郎發(fā)明，“Yagi”是八木的英文拼寫，這種天線由多個單元組成，并且具有較強的方向性，引向器越多，方向性越強，增益也越高，通常與可以360度旋轉(zhuǎn)器配合使用，通信時指向需要通聯(lián)的對象。

（圖片為430-440MHz的手持八木天線）

八木天線可以在多個波段上工作，有的可以在短波中的四個波段進行通信。也有U段或者是V段的八木天線，主要用在FMDX通信，或者是無線電測向及衛(wèi)星通信。

八木天線也是許多HAM追求的高大上的目標，矗立的鐵塔和龐大的天線，也是很具有專業(yè)性的表現(xiàn)，在許多國內(nèi)外的業(yè)余無線電競賽中，八木天線屢屢取得不錯的通聯(lián)成績。

(圖片為國外某HAM在海濱架設(shè)的大型八木天線)

5、方框天線（Quad Antenna）

是在20世紀40年代，由厄瓜多爾基多的W9LZX(Clarence Moore)發(fā)明，也是一種效果良好的遠距離通信天線，方框天線一般由兩個單元組成，分別是激勵單元和反射單元。

方框天線基本上可以達到八木天線的通聯(lián)效果，在整個頻帶內(nèi)，可Uad以取得比八木天線稍高的增益，在頻帶后段稍微弱于八木天線。在整個頻帶內(nèi)，方框天線的駐波比前后都有變化，而不是像八木天線那樣可以在全段都做到較低的程度，這是需要注意的。方框天線通常機械強度脆弱，架設(shè)時需要主要加強兩個天線單元的強度，否則在強風中容易折損。

（圖片為兩單元方框天線）

6、長線天線（Long Wire Antenna）

長線天線也是一種常見的天線形式，主要構(gòu)成的是一根導線，朝一個方向架設(shè)，還有匹配的地網(wǎng)和巴倫，應用在地點受限的地方，為了能覆蓋盡可能多的波段，短波波段通常的長度是22.5米或者是39米，同時匹配1：9的巴倫和接地的地網(wǎng)。

長線天線的效率低于半波偶極天線，原因是長線天線的各主要長度所輻射的場，無法在某個距離的方向上像半波偶極天線用于其他類型定向陣列中所輻射的場那樣，可以簡單復合疊加。

長線天線的長度越長，其波瓣就越尖銳，并且由于它在自由空間的輻射是真實的空錐形，所以在兩個平面上都會逐漸變得尖銳。同時，它的長度越長，出現(xiàn)的最大輻射波瓣角度就越小。長線天線由于制作簡單，也在一定程度上得到了廣大HAM的喜歡。

長線天線示意圖

7、環(huán)形天線（Loop Antenna）

整個天線就是由圓形金屬或管狀金屬構(gòu)成，是一種體積小，效率高，方向性較強的天線，通常用在受空間條件限制較大的地方，可以覆蓋多個波段。

環(huán)天線屬于閉合回路天線，也就是用以根導體彎曲成一圈或多圈并且導體兩端閉合在一起。

（圖片為樓宇間架設(shè)的環(huán)形天線，占地面積?。?/p>

環(huán)天線可以分為兩類：一類是導體的總長度以及一圈的最大線性尺寸相對于工作波段都非常??；另一類是導體的總長度和環(huán)尺寸都與工作波長有相當?shù)目杀刃?。常見的是一種稱為小環(huán)天線的環(huán)形天線，也就是環(huán)的導體總長度小于1/10波長的天線，常見的比如AM收音機里的鐵氧體磁棒天線，還有一些小型的發(fā)射天線。小型的發(fā)射用環(huán)狀天線，基本是可以調(diào)諧的，通過使其諧振在需要的短波波段來工作，這類小環(huán)天線通常具有較高的Q值。

8、蛛網(wǎng)天線(Cobweb Antenna）

也是一種常見的天線，主要用在短波上，有較強的方向性，并且所需的空間小于八木天線，效率較高。

蛛網(wǎng)天線也是由幾個激勵單元和反射單元組成，一般蛛網(wǎng)天線使用強度較高的非金屬材料支撐，蛛網(wǎng)本身的激勵單元和反射單元都是由普通的導線構(gòu)成，蛛網(wǎng)天線的機械強度低于全是金屬振子的八木天線。一副設(shè)計安裝良好的蛛網(wǎng)天線可以同時工作在3~5個短波波段上，并且在主要的方向上都能有比較高的增益。