BA7IA
在这一篇里，我试图抛开其他因素和条件的影响，从一个纯粹唯设备者的角度去探讨比赛时设备的要求和组合的问题，希望高手们能予以补充。顺序还是从电波的源头开始吧：
1.天线
天线，是电波的换能器件，它的作用是发射和接收电波。天线一直是业余无线电中最热门的话题。天线性能的好坏将直接影响整个比赛活动成绩的好坏。和远征不同，因为比赛有每个电台只要求连通一次的限制，还需要猎取特定字头和分区来取得系数分，因此，几乎所有参加比赛的队伍都采用定向天线，力求集中火力，指哪打哪，一矢中的，同时，可避开来自其他方向信号的干扰，使需要的信号更加易于抄收（这个就是所谓的空间滤波）。通常在比赛时，天线系统是临时架设的，因此太复杂和太庞大的天线系统，不但架设困难调试费时，而且运输和搬运也会带来麻烦。因此，比赛用的天线要求是装拆容易，调试简单（最好无调整），性能优越，使用可靠。由于天线体积、重量和材料强度等原因，一般40米波段以上的天线是采用水平极化八木天线，40米波段以下则多采用垂直极化定向天线阵。
垂直极化定向天线阵有两种形式，一种是无源天线阵方式，另一种是有源天线阵方式。对于无源天线阵的设置是在一个平坦的地面上，以1/4波长垂直极化接地天线为辐射振子，发射信号从这个振子馈入。在欲辐射的方向距离这根辐射振子约1/4波长地方，架设一条比辐射振子缩短约5%的垂直接地金属杆，而在反方向距辐射振子约1/4波长地方，架设一条比辐射振子长约5%的垂直接地金属杆，这样由于地面的镜面作用，实质上就形成了一条三单元的垂直极化八木天线。在广州附近的地区，由于主要的通讯方向美国、日本的指向是约15度，欧洲的指向是约325度，而这种垂直极化八木天线的指向约60度，因此，三根振子并排南北向架设就基本可以满足需要。就算要对天线的指向进行改变，只要移动两根无源振子，象插标杆一样插在辐射方向成一直线处就可以了。有源天线阵通常用两根或四根天线经过电缆作移相馈电，使各振子间相位产生叠加和抵消，使天线产生方向性。这种天线的优点是天线的前后比高，增益比较高，天线容易匹配，用电缆移相易产生不同的相位组合，可使天线的指向改变。但缺点就是，天线接线复杂，制作难度比较大。我曾见过五区的HAM架设过的40米波段四单元有源天线阵，四根直冲云霄的振子谓为壮观，几大捆的移相电缆和匹配电缆堆成一堆，可以想象架设160米的天线阵，可真是个天线林场啦！两种天线都易于调整，适合业余制作，只不过要求架设的场地比较大，天线在沿地面方向要拉几根地网线，要求地面的导电性高一点。
对于水平极化八木天线，大家了解就比较多了，也不乏厂家的产品，有全尺寸的也有缩短型的，有单波段的也有多波段的，最高的一根八木天线可工作六个波段的。不过一般以单波段的，全尺寸的，在七个单元以下的比较适合自制。自制八木天线的文章介绍得很多，资料也不缺乏，想省事也可以直接模仿比较成功的产品天线，但一定要搞清楚它的工作原理和每个零部件的作用，否则，搞出来成了形似而神不似的东西，使用效果大打折扣。在自制时材料的选择非常重要，好的材料不但能使天线的机械结构简单而坚固，装拆方便，天线重量减轻，同时还可以提高天线电性能及其稳定性。否则，在经不起几次的来回运输和装拆的折腾，天线就会寿终正寝。
从天线理论可知：只要使反射器和有源振子辐射的电波相位差180°，就能使天线有方向性，因此，就有一种把反射器也做成有源的同时使反射器和辐射器的相位差180°的天线。这种天线叫HB9CV天线，这种天线反射器和辐射器的距离仅1/8波长，前辐射振子长约为0.47波长，后辐射振子为约0.48波长。这样两单元的增益就相当于五单元的八木天线，而且这种天线的显著特点是体积小，前后比大，增益高，是比赛用的首选天线。为了更进一步提高这种天线的增益，在前辐射器前仿照八木天线再加上若干的引向振子，但会使天线的设计、计算和调整显得非常复杂。 还有一种强大兵器就是框型天线，这种天线的原形是以一个波长的导体弯成框形（也可以是圆形或三角型等），按照天线理论分析可知，这样一个单框型的天线就相当于两条相距1/4波长排列的1/2波长振子阵列天线，本身就具有一倍的增益。有的人把几个框型按八木天线的原理和形式，用玻璃钢管把个框型振子撑起来，制成框型八木天线阵！HF的框型八木天线阵达几层楼高，再被架设到几十米高，在天线中这真是个巨无霸，是业余无线电中的洲际导弹！
很多资料有讨论有关垂直天线和水平天线辐射角和通讯距离的问题。当天线被架设在地面上时，由于地面具有一定的导电性，会对天线的辐射产生影响，其作用的结果相当于在地面的下面对称位置安放一个“镜象”天线一样。对于垂直接地天线（Vertical)，其辐射角和天线的长度、天线架设离地面的高度和地面导电率等因素有关，一般HF的垂直天线都是在非常接近地面的地方架设，因此可重点考虑辐射角和天线的长度的关系。通过计算可知，由于“镜象天线”的作用，垂直天线辐射沿着地面方向辐射最大，辐射角度越贴近水平面，通过电离层反射所能到达的距离就越远。在天线长度为1/2波长时沿着地面方向辐射最大，当天线长度继续增加时，虽然水平方向辐射角继续减少，但同时在垂直方向（天空方向）有副瓣辐射出现。有的垂直天线为了减少副瓣辐射，采取改变天线振子电流分布的方法。单根垂直接地天线因在水平方向是无方向性的，在比赛中常用作接收天线，通常是架设一根象R7这样的多波段垂直极化天线，用于监听各方向电台的信号，通过收听不同波段的信标台和通信电台的信号，估计传播情况。垂直接地天线有增益低、无方向性和接收噪音大等固有的缺点，若作为比赛的主用天线则显得有点力不从心了。对于水平天线其辐射角和天线架设离地面的高度和地面导电率等因素有关，若认为地面为良导电体，由于“镜象天线”的作用，则辐射角和水平天线架设离地面的高度关系是：当架设高度小于1/2波长时，天线的辐射角在30°以上（天顶为90°），当架设高度大于1/2波长时，天线的辐射角减少，但当高度大于5/8波长时在天顶方向开始出现副瓣，随着高度的增加，副瓣也增强和增加。若地面导电率降低，地面对天线的影响减弱，对天线辐射角的影响也就不是那么明显了。单根水平极化天线（Dipole)由于本身增益低，而且常常因架设高度不够（特别是HF的低频段）而使辐射角度上翘，信号经过电离层反射的距离近，从而造成DX通信的效能太低，只能通到邻近的电台，这常常是影响比赛成绩的一个很重要的原因。按BA7JA的说法是从来就没有试过用Dipole能通到DX电台！因此，Dipole天线不是适合做比赛的用天线。
有个比较有趣的现象：专业短波通讯的天线大多采用对数周期天线和菱形天线，而很少采用业余电台常用的八木天线，不知其中的奥妙在那里？
2.平衡不平衡转换器(Balun)
通常发射机输出的电缆是采用50欧姆的不平衡同轴电缆，而大多数水平天线的振子是对称偶极子，其输出特性是平衡（对称）的。如果不平衡的同轴电缆和对称的振子直接连接的话，就会破坏天线的对称性，使天线的方向性畸变，严重影响天线的性能。同轴电缆直接与平衡的系统连接时，同轴电缆不单屏蔽层的里面有高频电流，而且屏蔽层的外面也有高频电流流过，这样就会引起不必要的耦合，造成许多干扰，严重时甚至使周围的设备不能正常工作。所以，有必要在天线和同轴电缆之间接入平衡/不平衡转换器。通常Balun分为变压器型和陷波型，产品的Balun多数是宽带变压器型，有用空心线圈的，也有采用高频磁环线圈的。工作频率1~30MHz，有更好的能做到0.5~60MHz。Balun还有一个重要的指标就是耐受功率，参加重大比赛时都要运用功率放大器，输出功率闲闲地都成千瓦，若Balun的耐受功率不能满足要求的话，就有被大功率烧坏的危险。用高频磁环作成的Balun在大功率使用是会产生饱和现象，使Balun的效能降低。在天线系统的匹配不是很理想时，馈电系统中存在着超常的高电压和高电流，Balun的线圈就可能会被击穿。因此，Balun的耐受功率应更高。一般要求是2KW SSB的功率容量。若忘记了带Balun，可以临时用电缆以20厘米的直径，绕8~14圈代替，但效果始终不及变压器型好。我曾经作过比较，用变压器型Balun时天的驻波比可以调到很接近1：1，换用电缆线圈Balun后，只能到1：1.2，而且工作频率越低，效果越差，到40米波时就只得1：2以上了。在接入Balun时要注意Balun应尽量靠近馈电点，接线越短越好。为免除调整天线是出现不必要的麻烦，在安装上天线前，要对Balun进行测试，确认无误后再安装。
3.天线的支撑和架设
在比赛时，通常是要在现场临时架设天线。根据以往的经验，天线的架设地点应选在开阔的制高点上（最好四面环海），如山顶，楼顶等，其中以山顶为最佳（但生活条件是最艰苦的，不是豪华旅行团的首选！），主要考虑山顶一般都是远离居民区和工业区，人为的干扰比较小。反过来，我们的活动对其他人的影响也会比较小（如我们发射的电波对其他设施的影响和我们活动发出声响及架设天线等对别人的影响等等）。而且通常在山顶上天线的架设场地比较大，也很容易找到支撑物，对施工的限制比较小。架设天线时应该充分利用现成的地形地物进行架设，常常可收到事半功倍的效果，要善于利用架设现场的树木、桅杆、栏杆、棚架和柱子等支承物（我们就曾利用过山顶公园的千秋架和灯柱等作天线的支承物）。
天线在进行比赛架设之前，应在家里先试装一次，按照比赛时使用的频率范围和工作状态对天线进行调整，这样万一发现问题也可从容处理。天线调整测试妥当后，把天线的各部分长度和安装顺序等做好记号，按顺序拆卸包装好，一定要记得把螺丝收拾齐全。到比赛安装时，打开包装按顺序展开天线部件，按记号进行装配紧固。因天线已经是预先调整好的，因此按这样的方法安装好的天线也基本不需要调整了。安装天线最好用的工具是六角梅花扳手，随着天线的包装配上几把适合天线装配螺丝大小的六角梅花扳手，装配的时候就不用到处找工具，而且用上顺手的工具可节省安装时间，提高工作效率。
首选的天线支撑装置是军用天线升杆，使用升杆架设临时天线不单安全，而且较小受天线架设地点固定条件的限制，方便天线的安装和拆卸，可大为节省人力和时间。用升杆架设天线时，先垂直固定好升杆底座和杆的最外层，然后在最顶的杆上固定八木天线的主杆，再从里到外均衡地安装各条振子，最后连接Balun扎好电缆。在天线的两头绑上风绳，用于调整和固定天线的方向。在升杆拉线钩上钩好拉线，就可以慢慢摇动升杆柄使天线杆慢慢升高，在升高时要密切留意天线的平衡状态和有没有钩住什么东西。在升杆上升到预定高度后，扣紧勒轮。从三个方向绑紧拉绳。到要拆卸天线时，反顺序操作就可以很快把天线拆卸下来。用这种操作方法，甚至只用一两个人就可以在短时间里装拆一条天线。
把合适直径互相可以相套的硬铝管或水管锯成三米左右各一条，做成象拉杆天线一样大小相套可以随意伸缩的支撑杆。这种支撑杆收起来的时候由于可以小管套在大管里，因此，体积小容易运输，很适合移动临时架设天线用。例如取最细的一条是一英寸管，然后外面套上1.2英寸、1.5英寸、1.7英寸、2英寸等，在各条管的一头距端口约20CM和15CM的地方分别钻一个1CM的洞，用螺丝固定接起各层管子，形成一条约10米的支撑杆，最上面一条管的中间横穿一个螺丝，使之可以自由转动。在支撑杆用三根拉线固定，就十足专业升杆的样子。把整条八木天线在地上装配好，然后把天线固定在支撑杆顶上，绑好拉线和风绳，两个人扶着支撑杆头，其他人合力拉拉线把天线立起来，分三个角度（最好各自相距120度）把拉线收紧，使天线杆垂直稳固。收紧拉线时要几个方向同时均衡用力，否则支撑杆会因受力不均匀而折断。扶着支撑杆的人在杆底监测支撑杆是否垂直，拉线是否拉紧，并兼作指挥，当同时把拉线拉紧而且支撑杆也垂直时，即使摇动支撑杆也不会有晃动现象，就可以把拉线分别固定。通过拉动风绳可以调整天线的指向，调整好以后绑紧风绳防止天线指向被风吹产生偏离。当然，也可以整根水管直接应用，问题是一支6米长的水管，运输极不方便，而且有的楼房的楼梯也不一定能上去这么长的水管。
用铝合金人字梯可改造成临时天线塔。市面上很容易找约十米高的铝合金人字梯，要挑选用料足、结实稳固的，找四条铝合金管，用锤子敲平管子的两头并钻1CM左右的洞，在梯子的两边以X形用螺丝上紧加固梯子。在梯子的顶上开一个约1.2英寸的圆洞，取一条三、四米的1.2英寸水管作天线支撑杆，在管子中间插入一根50CM长的一英寸管，管的中间横穿一个螺丝，使之可以自由转动。架设天线时，把梯子拉开，放稳固，装好加固铝合金管，用四条拉绳绑住梯子顶上的四面，往四边拉紧把梯子固定牢靠，这样铝合金人字梯就象一个专业的铝合金天线塔了。把作天线支撑杆从梯子顶上的圆洞穿出来，在梯子的适当位置用一块横着的木板穿过梯级顶住支撑杆，使支撑杆穿出梯子顶约30~40CM，用绳子绑好支撑杆的下面和木板使其不会左右移动。人就可以从梯级把天线的部件抬到梯顶，按照安装天线的顺序先把天线的主杆和支撑杆上的一寸管固定好，接着从里到外均衡地安装各条振子，最后连接Balun扎好电缆。天线全部安装好以后，支撑杆上绑上三到四条拉绳。两个人站在梯顶把天线连带支撑杆往上提升起来。至到支撑杆在梯子里还有1米左右，用一块横着的木板穿过梯级顶住支撑杆并固定好，拉紧绑支撑杆的拉绳使支撑杆垂直稳固。整个天线塔的材料容易找到，可以在架设地点的附近就可买到备齐，省却长途运输，制作也简单。以为预先固定好梯子，人可以在梯子上操作，因此，可以安全稳当快捷的装拆天线系统，是个简单实用的方法。
在月黑风高的夜晚，到外面调整天线的方向是非常危险的活动，这个凡是有此经历的人都有这样的感受。因此下来有必要重点研究搞简易电动天线旋转器，想办法在升杆和自制的支撑杆上，用小型电动机带动天线旋转，用蜗杆带动就可省掉制动系统，靠光电管编码进行定位。具体的实现方法，还望各位给予出谋献策，讨论出一个既节省又实用的实现方案。有了电动天线旋转器就可以不用了老是跑上跑下拉风绳了，可以由电脑进行控制，根据每个输入呼号所对应的方向，自动调整天线的方向。
天线应尽量架设得高一点，因为天线离开地面了以后，不但地面对电波的吸收会减少，而且能使天线有较低的辐射角，具有一箭双雕的作用。天线的架设高度应是1/4波长以上，这对于低频率的天线是比较难满足这个要求的。注意利用一些孤立的制高点如树木、巨石、塔、高的亭子，木制楼房等再结合高的支撑杆使天线的高度尽量升高。
临时架设天线需要使用大量的绳子作拉线以固定天线和支撑物，所以，绳子对天线系统的安全性就显得很重要。对绳子的基本要求是结实，柔软，伸缩性（弹性）少，重量轻。我们用过最好用的绳子是军用天线升杆配的棉绳，非常结实（我估计可以把人吊起来），并且摩擦力大，打结不容易松开。钢丝绳也是公认的结实，但重量比较重，价格比较贵，最大的问题是连接，扣紧等要专用构件，而且使用不小心容易产生意外（最常见是割伤手）。尼龙绳的缺点是弹性大，打结容易松开。听说有一种尼龙和棉纱混合编织成的绳子，是做降落伞用的，具有上述的所有优点并有过之而无不及，但我没有见过，也不知道价格怎么样，不过要是能拥有的话，对于架设天线无疑是如虎添翼。
把直径约2CM的钢筋裁成约30CM长，其中一头用砂轮磨尖，就可以作拉线的地锚用。使用时把钢筋打入地下，然后，把绳子绑在钢筋上。但要注意泥土要结实，不适合在湿软的泥地上应用。
安装架设天线时最首要的是要注意安全，其中包括人身安全和设备的安全。如果发生安全事故，大家心情不好，兴致全无，怎么可能取得好成绩。
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