哈罗CQ火腿社区 - 天线和铁塔 - 赫德岛VK0EK的四方阵列天线

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只看楼主倒序阅读 0楼发表于: 2016-05-13

感谢七公BA6QH/QRP提供赫德岛VK0EK远征通信使用的天线资料。四方阵列天线的低仰角非常适合DX通联，国外这种天线使用非常普及。本人对该天线资料做了翻译，并征得七公和原作者HB9BXE同意在火腿天线微信公众号发布，奉献给广大火腿。

赫德岛VK0EK的四方阵列天线

2016-05-12 BG4ICC译火腿天线

30m 四方天线阵列 VK0EK

HB9BXE

HB9CRV赞助

BG4ICC 翻译

1 理论

1.1 带有混合移相控制器的四方阵列天线原理

Fig. 1: 四方阵列天线操作图 (源自 DF6QV)

3-dB 混合移相器将输入功率分成“完全一样”但相位差为90度的两部分。图2a和2b给出了常见的振子结构形式。表1中可以看到菱形结构中的两个单元相位相同（0度），另两个单元相位相差180度。这可以通过合适的移相器或者插入一个180度的变压器实现。振子底端阻抗经λ/4电缆阻抗变换器变换为大约100欧姆。最后，两个振子并联保证和移相器的-3dB端馈匹配。

1.2 振子结构

Fig. 2a: 菱形结构源自: DF6QV Fig. 2b: 方形结构

建造四方天线可采用如下振子结构：图2a为菱形结构，图2b为方形结构。为辐射单元。N,E,S和W为四个可能的波束方向。表1给出了不同辐射方向的振子相位配置。方形结构包含两组并联二单元阵列。图3所示为两种结构的辐射图。在同一张图中对比发现，菱形结构比方形结构增益大约高1.2dB，也正因此原因，我们会尽可能在VK0EK上使用菱形结构。

Fig. 3: 辐射方向图源自: DF6QV 表 1

1.3 Reed Fisher 移相控制器

Fig. 4: Reed Fisher移相控制器原理图   源自: DF6VQ

操作四方天线时，需将输入功率分成四等份，其中两个振子相位差0度，另外两个振子相位分别为+90 and -90度。对于30米波段来说，移相器Tr31并不好实现，这也可以通过λ/2的同轴电缆来制作。（译者注：参见天线手册第五版第八章多元阵列243页）

2      四方阵列天线的安装

2.1     安装概述

- 首先我们量取同轴电缆和控制电缆，防止到最后我们没有这么长的线了。

- 然后我们安装四根带有抬高地网的玻璃钢桅杆。

- 随后，我们使用天分将四根天线分别调谐。为此，其他三根天线必须处于“不活跃”状态，换句话说，我们会将另外三根天线放倒以免影响测量。这样我们就可以开始调整地网了。

- 最后，我们我们将四根天线以及它们抬高的地网安装在其最终位置，并进行电气连接。

2.2     天线 – 位置和馈线

首先我们布放同轴电缆，从机房延伸至预计安放位置。我们将移相控制器放置在同轴电缆末端，并做好连接，如图10。

同时，我们从机房开始布放控制线，控制线和同轴电缆平行放置，也做好连接。我们有三盘20米长的控制线需要布放。

移相控制器须通过塑料板片防水。

2.3     装有天线导线的玻璃钢桅杆

- 将玻璃钢桅杆拉伸至最长，拧紧桅杆套箍，如图7。

- 用线匝在桅杆上固定四个馈电盒，馈电盒距离地面高度为10cm。如图5。

- 在桅杆上安装拉索盘，图6。

- 安装天线导线（蓝色）。它们通过盒子侧面上的馈电孔馈电，并连接内部的连接点。如图5。

Fig. 5: 馈电盒安装 Fig. 6: 拉索盘 Fig. 7: 桅杆套箍

2.4 理论和设计

天线辐射波束方向为从移相控制器安放的中心位置看过去的方向。

N S E W 是罗盘上的四个基本方向。在赫德岛上，我们不会使天线对准北方，而是对准332度方向。之所以这样做是为了使用我们的四方阵列天线能够最大数量的通联到地球上的的HAM。

优化后的辐射方向如下：

Table 1: 遥控盒子上的标记

2.5 组装和方向

Fig. 8: 四方天线的安装方位图

我们首先在罗盘的帮助下安装北向天线。从移相控制器安装的中心位置看过去，我们将北向天线安装在332度的位置上。中心至振子的距离由定相线（译者注：1/4波长阻抗匹配线）长度确定，为4.8米。

桅杆使用帐篷钉固定，并由三根拉线通过三根加固。我们先没有连接北向天线，因为必须准备另外三根天线的安装。

我们直接在北向天线的背后安装了南向天线，然后同样进行了拉线加固。如图9。