盡管手機(jī)在全球范圍內(nèi)提供廉價(jià)、即時(shí)的通信，但世界上仍有數(shù)百萬(wàn)活躍的業(yè)余無(wú)線電操作員，有些人了解到這一情況后會(huì)感到很驚訝。我們喜歡說(shuō)，每個(gè)人都有每個(gè)人的業(yè)余愛(ài)好。

本文作者：David.kruh，ADI Direct Marketing Manager

我的一些同好積極參與救災(zāi)支援工作（他們是波多黎各仍在進(jìn)行的災(zāi)后恢復(fù)工作的一個(gè)特別重要的部分）。國(guó)際空間站中的宇航員也有我們的業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者，他們建立了一個(gè)電臺(tái)與我們地球上的愛(ài)好者交談。還有一些無(wú)線電愛(ài)好者設(shè)計(jì)并制造高增益天線，以向月球發(fā)射信號(hào)并反彈回來(lái)。為了做這些事情以及其他更多事情，我們使用的方法有很多，從最先進(jìn)的數(shù)字模式（運(yùn)行在我們的計(jì)算機(jī)上）到老式摩爾斯電碼，不一而足。

我喜歡的業(yè)余愛(ài)好是在1.8 MHz至28 MHz之間的八組不同頻率上操作HF，這些頻率稱為頻段，已被分配給業(yè)余無(wú)線電。幸運(yùn)的是，我房子長(zhǎng)邊的兩端布置了樹(shù)木，使我有地方懸掛一根100英尺的中心饋送偶極天線。偶極天線很棒。價(jià)格便宜——偶極天線就是電線，帶有饋線和一些繩索，以將其兩端固定在樹(shù)上。另外，偶極天線易于設(shè)計(jì)、安裝、修整和固定。更妙的是，偶極天線甚至能提供一點(diǎn)增益（不過(guò)它是定向的，不能旋轉(zhuǎn)）。

下圖是我房子外的天線，顯示了偶極天線的位置，插圖中顯示了所謂的“雙引線”（從發(fā)射器到天線的饋線）和天線調(diào)諧器的圖片，旨在“欺騙”發(fā)射器，使其看到一個(gè)50Ω負(fù)載（盡管實(shí)際天線在該頻率上沒(méi)有諧振）。

在HF頻率上使用偶極子，我與美國(guó)所有50個(gè)州和200多個(gè)國(guó)家取得了聯(lián)系，最遠(yuǎn)達(dá)到澳大利亞西南部，也就是地球的另一側(cè)。然而，當(dāng)我在最低的業(yè)余無(wú)線電頻段操作時(shí)，160米（1.8到2.0 MHz）的表現(xiàn)低于平均水平，因?yàn)榕紭O天線距離地面只有25英尺，而這只是160米波長(zhǎng)的很小一部分。這意味著我的大部分信號(hào)是在上升，而沒(méi)有出去。在該頻段，我最長(zhǎng)的聯(lián)系距離只有1100英里左右。

在與ADI院士Woody Beckford 的午餐時(shí)間對(duì)話中，我提到了這個(gè)問(wèn)題。他建議我把100英尺偶極天線變成垂直天線，引線絞合在一起，然后饋送到巴倫的一側(cè)。垂直天線會(huì)為我的信號(hào)提供一個(gè)較低的“起飛”角度，從而增加信號(hào)能被聽(tīng)到的距離。這在EZNEC上展現(xiàn)得很清楚，它是一種天線分析程序，頗受業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者歡迎：左邊是25英尺偶極天線方向圖的模型，右邊是相同頻率下25英尺垂直天線的模型。請(qǐng)注意右邊模型中的波瓣顯示RF起飛角度較低：

因?yàn)榕紭O天線——進(jìn)而垂直天線——會(huì)受限于25英尺高度（160米波長(zhǎng)的很小一部分），我們知道讓它在低至2.0 MHz的頻率上調(diào)諧起來(lái)會(huì)有問(wèn)題。使用EZNEC，Woody計(jì)算了一個(gè)底部加載線圈的參數(shù)，該線圈不僅可以在電氣上延伸天線，還可以消除對(duì)巴倫的需求。這是我根據(jù)Woody的規(guī)格設(shè)計(jì)的線圈，用#10線在2英寸PVC管上繞38匝。導(dǎo)線從頂部引出后連接到雙引線的雙絞線引線，利用SO-239很容易從棚屋連接到同軸電纜，通過(guò)接線片可以方便地添加和移除徑向天線。

是的，徑向天線。此時(shí)，天線只完成了一半。這是因?yàn)榇怪碧炀€需要一些偶極子不需要的東西。垂直天線可以說(shuō)只有“一半在那里”，另一半是地面的“反射”，這意味著它依賴于通過(guò)地面的返回電流，通過(guò)導(dǎo)線從垂直天線的底部輻射（“徑向”一詞即由此而來(lái)）。所以，如果地面系統(tǒng)很糟糕，天線也會(huì)很糟糕。它可能會(huì)很好地加載，但另一位前ADI員工，也是無(wú)線電愛(ài)好者(K1DG) Doug Grant提醒我——虛擬負(fù)載也一樣。

為了量化地面徑向系統(tǒng)的有效性，我們可以使用輻射電阻(R)，它表示整個(gè)系統(tǒng)的損耗：天線、饋線和徑向系統(tǒng)。我們需要R和一臺(tái)特殊儀器（我使用了MFJ-259天線分析儀）來(lái)幫助回答一些問(wèn)題：

需要安裝多少?gòu)较蛱炀€？

其長(zhǎng)度應(yīng)該是多少？

徑向天線應(yīng)該架空還是埋起來(lái)？

我的房子、我鄰居的房子、土壤電導(dǎo)率（可能會(huì)隨季節(jié)而變化）以及埋地的天然氣管線、水管、下水道、電話線、電纜線對(duì)R或垂直天線的廣播方向圖有何影響？有太多的變量需要計(jì)算。只有測(cè)試（通過(guò)布置徑向天線）才能揭示答案。有趣的事情開(kāi)始了。

利用手頭上的1000英尺絕緣線軸，我開(kāi)始了為期數(shù)月的布置徑向天線和測(cè)量SWR、R和X的工作（我還沒(méi)有提到電抗，它是任何天線系統(tǒng)固有的電容和電感的組合引起的對(duì)交流電流的反抗），我們希望所有這些都盡可能低。為了本博客的目的，我們將重點(diǎn)介紹R，因?yàn)閄往往跟隨R上升或下降；雖然固有低SWR比較好，但總是可以利用調(diào)諧器為發(fā)射器提供50Ω負(fù)載。第一個(gè)測(cè)試是四根徑向天線位于地平面上，放置在我家房子的邊緣，接近房屋，如這根帶注釋的天線所示：

結(jié)果是在最低R時(shí)測(cè)得，令人鼓舞，高于50Ω的軟指標(biāo)，隨頻率提高而逐漸增加，直到在頻帶頂部時(shí)超過(guò)60Ω。顯然需要更多的徑向天線，但哪里可以放得下呢？答案在Rudy (N6LF)撰寫的一系列文章中，題為關(guān)于垂直和徑向天線的QEX文章( www.antennasbyn6lf.com/.../series-of-qex-articles-on-ground-system-experiments.html )，其中他詳細(xì)說(shuō)明了架空徑向天線可以與地面徑向天線一樣有效，有時(shí)甚至更有效。讀完之后，我布置了一對(duì)離地約3 1/2"的徑向天線，圍繞著我家后院木柵欄的上支架。結(jié)果非常出色，在160米頻帶內(nèi)至少下降10Ω。

我有足夠的時(shí)間和1000英尺線軸中剩下的大量電線，因此嘗試在各種布局中添加幾根徑向天線，其中有這樣一項(xiàng)測(cè)試：

如果一組架空徑向天線將R降低10Ω，為什么不在柵欄中間加上第二組？

想象一下，當(dāng)我測(cè)得R在整個(gè)頻帶上實(shí)際上是上升時(shí)，我有多驚訝！（誰(shuí)愿意從數(shù)學(xué)角度來(lái)解釋這一現(xiàn)象？）最終，在嘗試了更多的布局和長(zhǎng)度之后，我發(fā)現(xiàn)在垂直天線的相反兩側(cè)再增加兩根70英尺徑向天線表現(xiàn)最好，在整個(gè)160米頻帶上R再降低大約5Ω。下面是原始四根徑向天線的性能曲線（紅色），架空天線在柵欄上方（藍(lán)色），還有最后兩跟70英尺地面徑向天線（綠色）。

同Woody和Doug分享這些結(jié)果（并詢問(wèn)“接下來(lái)我應(yīng)該嘗試什么？”）之后，我收獲了我最喜歡的建議：停下來(lái)，已經(jīng)很好了，啟動(dòng)無(wú)線電吧！那時(shí)是十月，冬季即將來(lái)臨（160米天線的運(yùn)行條件最佳的時(shí)候），我很高興停止挖掘我的后院。從那個(gè)冬天到現(xiàn)在，天線的表現(xiàn)超出了我低調(diào)的預(yù)期，同美國(guó)48個(gè)州和35個(gè)以上的國(guó)家取得了聯(lián)系，其中一些業(yè)余無(wú)線電距離東歐、俄羅斯和南美洲有4000多英里——相對(duì)于偶極天線，這是一個(gè)巨大進(jìn)步。當(dāng)我在院子里辛苦挖掘和埋設(shè)電線時(shí)，鄰居們投來(lái)奇怪的目光，但現(xiàn)在的成果告訴我：努力沒(méi)有白費(fèi)。

有關(guān)此垂直天線項(xiàng)目的更多信息、數(shù)據(jù)和圖片，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)我的業(yè)余無(wú)線電臺(tái)網(wǎng)站：http://www.bambinomusical.com/WB2HTO/Vertical.html。