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晾衣绳天线研究(篇三)

之前测试天线发射指标一直不理想,14MHz的SWR始终降不下来。经过学习后得知馈线的屏蔽层也需要连接。之前由于没有 SL16-J的公对公连接头,所以仅仅使用六角螺丝刀连接了内导体,外屏蔽层为开路状态。使用铜线连接屏蔽层后天线终于可以自然谐振在14MHz,算是一大收获,接收效果也有改善。等到连接头到货后估计还能减少一些损耗,SWR也会更稳定。
再来审视下这个天线的特性。这个天线如果不考虑馈线,和一个折叠偶极子天线(folded dipole antenna)并无别样。折叠偶极子天线相较于普通的偶极子天线具备如下优点:

  1. 阻抗高,约300Ω,与传输线匹配更好;
  2. 带宽更高;
  3. 信噪比更高。

不过普通的偶极子天线使用同轴线(coax)馈电,我的这个天线使用双头线(ladder line),馈电位置都是天线中央。这种搭配双头线使用的天线,一般称之为双联天线(doublet antenna),它具备如下特点:

  1. 馈线是天线的一部分。虽然对馈线长度要求并不严格(假设天线左臂右臂长度均为L1,馈线长L2),当L1+L2等于操作频率的四分之一波长时,阻抗匹配最好,此时馈线末端呈现的阻抗大概为50Ω;
  2. 馈线使用平行线(双头线),以减小损耗。一般可选450Ω或600Ω传输线,不过电视用的300Ω馈线也可以。需要指出,电视的300Ω馈线便宜易得,约合1.2元/米,前面两种国内没发现哪里有卖。不同于同轴线,双头线易受环境干扰。尽量将其远离金属、不要与房屋外墙平行放置、不要放在地上,也不要大角度弯折甚至缠起来,否则会发生预期之外的阻抗变化或者电磁泄露;
  3. 由于双头线损耗较小,所以双联天线在配合天调的情况下比较适合多段操作。

想更深入了解 doublet antenna 推荐阅读 Introducing the “All-Band” Doublet:What the Student and the Instructor Should Keep in Mind

另外在查找 doublet antenna 天线资料时发现了另一类有意思的天线: Wide-Band Folded Dipole,简称 WBFD,即宽频折叠偶极子天线。它与普通FD天线的区别在于在馈电点正对面插入了一个阻值800至900Ω的无感电阻,然后配合1:16的变换器实现阻抗匹配,以得到宽广范围内较低的SWR值。不过代价是增益比同规格 doublet antenna 低了约6.3dB。而且低SWR不总意味着天线能够高效发射,在操作频率低于某一阈值时,天线指标迅速恶化,作为低SWR的代价,无感电阻承受了大部分功率。感兴趣可以移步至Notes on the Terminated Wide-Band “Folded Dipole”深入了解。

最后在此缅怀作者 L. B. Cebik, W4RNL,本文引用的两篇文献均出自他的手笔,愿他安息。