三线式宽带天线 [复制链接]

140ft=42.67m

'

300欧馈线不好找

'

这里有高阻的梯子馈线
http://www.hellocq.com/cgi-bin/topic.cgi?forum=18&topic=124139&show=0

进不去.是火坛的bg6icq

1、是平行架设还是倒v架设？
2、长度能否缩短到16米左右，不要80米段？

最低价设高度是多少阿

可否这样?

垂直或水平架设

这种天线，很多部队基地使用的。

那位朋友们实做过,弄份报告看看!谢谢!

平行馈线可用细pvc管25-30厘米,两头钻孔,馈线直接穿过孔,用细铁丝捆扎馈线保持平行.间距1米-1.5米.不要管他做出来具体是多少欧姆,从1/4巴仑出来也就是100多欧姆,天调处理没问题

'

违背天线原理:平行线中流过不同方向电流,发射效率为零.

'如果平行线间据距超过0.1个波长，发射效率会很高。

楼主可以把图片删走了。为了凹孕的安全。我已经保存了嘿嘿。。。。

好天线，记号！

记号，好东西

找到啦一些资料，应该是很不错的天线。

doublet antenna

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  doublet antenna 顧名思義就是一組相同的東西，如圖一所示，是由兩個完全相等的倒 l 形所構成。其中 ab = de, bc=ef，ab + de 稱為頂端 ( flat top )，ab + bc 稱為天線總長，而 bc、ef 的平行線部份稱為 open wire。doublet antenna 整個型態看起來和 dipole 相似，不同的是它不使用同軸傳輸線，而且沒有規定的尺寸，算是相當簡單的天線。不過大部份的人習慣使用同軸傳輸線，所以真正架設這種天線的 bv 電台比較少。


  doublet antenna 看起來好像很簡單，但是若要仔細探討起來卻有不少學問，本文盡可能以實用的角度來介紹這支天線，至於一些值得探討的理論部份留待有興趣研究的朋友自行探討。

工作原理簡介
  要解釋 doublet antenna 的原理首先可以從一個最極端的例子來看，如圖二 (a)，在一個信號源的輸出端接上 2 條任意長度但等長的導線，而這個信號源就是無線電發射機與理想的 antenna tuner 的組合，所以無論在任何頻率 antenna tuner 都可以和這兩條電線調諧並將天線與無線電機達成阻抗匹配。假設在某頻率，每一段導線的長度恰為 1.75 λ，由於 antenna tuner 使得這兩段導線與這個頻率調諧且這兩條導線的另外一端為開路，所以會在導線上形成駐波，此外，由於無線電波是交流信號，所以在兩條導線上面同一個位置的電流大小相同但方向是一個流出信號源、一個流向信號源。從電流分佈的狀況來看，這支天線的電流分佈剛好與 3.5 λ的 long wire antenna 相同。


  如果保持同樣的條件，但是將左右兩端折成倒 l 形，使得靠信號源的 0.75 λ導線互相平行，如圖二 (b)。這時候平行線兩邊相同位置的電流大小相同但方向相反，如果從遠一點的的地方來看，這兩條平行線好像在同一位置，所以其輻射的電磁場也是大小相同方向相反，所以互相抵銷，等於沒有從平行線輻射電波出來（ bc、ef 的平行部份看起來像是平行傳輸線，不過在這裡並非以平行傳輸線的的原理在工作，為什麼？請自行研究傳輸線理論）。這個時候，頂端的部份才是有利於接收發射的部份，在這個例子裡，頂端的長度恰為兩個波長，但是請注意，它和兩個波長的 long wire antenna 電流分佈是不同的。

  推測電流分佈的方法其實不難，在諧振的導線上只要把握以下兩個原則：

從開路端往信號源算起，每隔 0.5 波長就是一個節點，每段 0.5 波長的導線形成一個駐波，相鄰兩個駐波的相位相反。
以信號源為參考點，相對位置上的電流在同一時間剛好是一個流向信號源，一個流出信號源。
如此，您將發現不管下面平行的部份長度為何，在同一頻率只要頂端的長度相同，頂端的電流分佈一定相同。

同理，如果頻率變低，則天線上的電流分布就可能如圖三 (a)，若頻率變高則天線上的電流分布就可能如圖三 (b)。隨著頻率變化，電流分布也跟著變化，而輻射場形也跟著不同。

  此外，這種天線主要藉著天線調諧器來使天線諧振，所以可以使用於多個頻段。

doublet antenna 的實際架設
  製作天線的線材並沒有特別的限制，隨便買個一捆一百碼的電線不過 2、3 百元，相當的便宜，如果你和我一樣有到建築工地檢廢電線的好習慣，可說是不用花半毛錢。在架設方面，doublet 對長度沒有一定的限制，flat top 越長越好，只要你有多少架設空間都可以利用。相對的，如果空間受到限制，頂端的長度只有最低使用頻率的 0.25 波長就可以了。doublet 的架設可以依照實際的地形水平架設或是架設成倒 v 形。由於不使用同軸電纜，所以重量很輕，即使沒有中間的支撐物也不會下垂得很厲害。

  平行線的部份其實不難處理，我個人的作法是用竹筷子來做中間的 spacer，用束線帶將電線固定在竹筷子上，如果只是臨時性架設則可以用橡皮筋，相當方便。理論上來說，平行線間的間距並沒有一定的限制，但是為了使平行線輻射的電波能迅速抵銷，所以間距還是不能太大，依照 arrl antenna handbook 的說法是不可大於 0.01 波長，實用上，寬至 0.02 波長還是可以接受的，我的習慣是使用 10 ~ 15 cm 的間距 ( fro hf band )。如果用 450 Ω窗形平行傳輸線或是 300 Ω電視用平行傳輸線也可以，不過 loss 會比 open wire 大一些些。

  此外有些書上有些龜毛的講法，那是因為他們誤把這段平行的部份當作是平行傳輸線，這些說法列舉如下：

『要使用 600 Ω或是 450 Ω或是 300 Ω的平行傳輸線』。其實 doublet antenna 所需要只是平行線，而且這部份並不是以傳輸線的原理在工作，所以傳輸線的阻抗在此並不具意義。使用特定阻抗的傳輸線其主要原因有兩個：
這些特定阻抗的傳輸線是廠商做好的平行線，花錢去買平行的電線比較省事。
配合特定的頻段、長度使用特定阻抗的平行傳輸線來做阻抗轉換。
『要保持兩條線之間的間距相等』。其實我們所要的只是一段等長的平行線而已，所以有的地方間距大一些，有的地方間距小一些都無妨。以前我所使用的 doublet antenna 在這個部份是用了一段間格 15cm 的 open wire 然後接上一段 300 Ω的電視用平行饋線。我這麼做只不過是不想浪費手頭上現有的一段說長不長、說短不短的 300 Ω平行饋線。
『平行線不能有急轉彎』。誠然，急轉彎會使得平行傳輸線的特性阻抗改變，不過 doublet antenna 所要的只是平行線而不是 transmission line，如果有必要，來個 90 度轉彎也無妨。

天線的長度應該用多長
  理論上，doublet antenna 完全靠天線調諧器來獲得諧振以及阻抗匹配，所以 ab+bc 的長度為任意長。實際上，當 ab+bc 的長度恰為 0.5 λ的整數倍，則饋電點的阻抗相當高，很不好處理。此外依據 g5rv 的建議，當 ab+bc 的長度恰為 1/8 λ的單數倍，饋電點的電抗也不是很好處理。最好處理的情況為 ab+bc 的長度為 1/4 λ的單數倍，這個時候饋電點的電抗相當小且阻抗接近 50 Ω。不過會架設 doublet antenna 原本就希望它是多頻段使用，所以以上不容易匹配的長度其實無法避免，如果碰到天線調諧器真得無法處理的狀況，那麼只好改變 ab+bc 的長度來調整。

  在計算天線長度的時候要注意平行線部份的速率因子 (volicity factor,vf)，如果是把電線架開形成 open wire，則 vf 約為 0.975，若使用 300 Ω平行傳輸線，則 vf 約為 0.82。以下所介紹的長度都是以 open wire 來考量。

  以下是以前我所架設的一支 doublet antenna ( ab+bc = 29.5m ) 所量測的 vswr， vswr 最低的地方雖然隨著頻率改變而有所不同，但那主要是因為這支天線架設的不夠高，不過還是可以看出 vswr 與波長的的一個大致趨勢。freq mhz 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5
相對波長λ 0.20 0.25 0.29 0.34 0.39 0.44 0.49 0.54 0.59 0.64 0.69 0.74 0.79 0.84
pr/pf 0.80 0.96 0.60 0.60 0.88 0.80 0.88 0.85 0.85 0.88 0.88 0.80 0.84 0.44
vswr 17.9 98.0 7.87 7.87 31.3 17.9 31.3 24.7 24.7 31.3 30.0 17.9 23.0 4.94
freq mhz 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5
相對波長λ 0.88 0.93 0.98 1.03 1.08 1.13 1.18 1.23 1.28 1.33 1.38 1.43 1.47 1.52
pr/pf 0.44 0.73 0.81 0.84 0.80 0.80 0.78 0.65 0.22 0.18 0.57 0.71 0.72 0.75
vswr 4.94 12.8 18.8 23.0 17.9 17.9 16.3 9.39 2.75 2.47 7.06 11.6 12.2 13.9
freq mhz 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5
相對波長λ 1.57 1.62 1.67 1.72 1.77 1.82 1.87 1.92 1.97 2.01 2.06 2.11 2.16 2.21
pr/pf 0.74 0.65 0.22 0.04 0.43 0.70 0.78 0.83 0.83 0.83 0.83 0.79 0.68 0.30
vswr 13.3 9.40 2.75 1.51 4.87 11.1 16.3 21.0 21.0 21.0 21.0 17.1 10.5 3.46
freq mhz 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5
相對波長λ 2.26 2.31 2.36 2.41 2.46 2.51 2.56 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85 2.90
pr/pf 0.02 0.43 0.73 0.86 0.83 0.91 0.91 0.87 0.87 0.79 0.64 0.28 0.08 0.56
vswr 1.35 4.87 12.6 27.3 21.0 42.0 42.0 28.6 28.6 17.1 9.00 3.25 1.81 6.95

要用 balun 嗎？
  理論上，doublet antenna 是個平衡的系統，所以和不平衡的系統連接時就需要平衡不平衡的轉換。由於饋入阻抗可能隨著變換使用頻段而大幅改變，所以最好的方法是另外製作一個專供平衡饋入系統使用的天線調諧器（請自行參考 arrl antenna handbook ），另一個變通的方法就是把 doublet antenna 接上 1:1 的 balun，然後用一般的天線調諧器來調諧（例如 t 形、l 形），我目前則是使用 1:1 balun 加上 mfj-949e 的天線調諧器 ( t-type network )，效果還不錯。

  此外根據 g5rv 實際實驗的結果顯示：如果不使用 balun，那麼天線上面的電流分佈的確是不平衡的，但是其差異的程度相當小，可以忽略。換言之，從實用的角度來看，不使用 balun 也是可以的。

和 long wire antenna 比較
  和 long wire antenna 比較起來，long wire antenna 一樣要用天線調諧器但是架設比 doublet 還要簡單，不過很少人注意到如果 long wire antenna 的射頻接地系統不夠好其效率就會大大降低，假如真的要把射頻接地系統做得很好，那麼 long wire antenna 的架設就絕對不能稱為簡單。

  而 doublet antenna 就沒有所謂射頻接地的問題，所以效率相當高。此外，long wire antenna 在發射的時候容易干擾無線電機旁的電器，接收的時候也容易受到周圍電器的干擾，而 doublet antenna 就沒有這種困擾。經驗告訴我，除非是在海邊，否則 long wire antenna 的效果一定比相同長度（頂端長度）的 doublet antenna 來得差。

和 dipole antenna 比較
  調整好的 dipole antenna 最大的好處就是不需要使用天線調諧器，然而其長度一定就是 0.5 波長，所以即使您有比較大的空間也不可能增加 dipole 的長度來提高增益。如果要多頻段操作，那麼可能就要使用五線譜 dipole ( fan dipole ) 或是 trap dipole。doublet antenna 則可以充分利用空間，其頂端長度若比 0.5 波長大，那麼就會有增益。如果您有足夠的空間，用 doublet 可能會為比 dipole 好。

extended double zepp ( edz )
  如果您對前面所介紹的工作原理完全瞭解，您是否發現當頂端的長度恰為 1 λ時，左右兩邊的電流方向恰為同相，這樣的效果就好像同時架設了兩支相位相同的偶極天線，於是在與天線垂直的方向便有了增益，依照理論上的計算，這時候的增益為 1.9 dbd 。如果我們把兩個 dipole 的距離慢慢拉開，那麼天線的增益也會慢慢增加，直到兩個 dipole 的尾端相距約 0.28 λ的時候，增益達到最大約 3 dbd，如圖五。以一個簡單的天線型態而可以有這樣的增益，也算是一種 bonus。

因為 edz 的半值角並不算很寬，而且在 hf 頻段 1.28 λ實在太長了，並不是很容易讓它轉動，因此 edz 充其量算是 doublet antenna 在某頻率的產品而已，所以專門架設 edz 的人並不多。不過如果在 50 或 144mhz 將 edz 垂直架設，我相信一定會有很好的效果。

  此外如果在 430mhz 使用 edz 做為 yagi antenna 的輻射元件及反射元件，我認為應該可以使增益增加 1~2 db 左右（以相同的 boom length 來考量），圖六是我的構想，留待有興趣的人去做最佳化及實驗。


g5rv antanna
  對於想要架設 hf multiband antenna 的朋友來說，g5rv antenna 應該是不陌生的名詞，不過大部份的結果是期望多於失望，為什麼？並不是說 g5rv antenna 不是好的天線，只不過大部份人對它都有錯誤的認知：可用於 3.5 ~ 28 mhz 的所有業餘頻段，且駐波比均小於 1:3。

  g5rv antenna 是英國業餘無線電人員 louis varney / g5rv 在 1946 年所發表的一款天線設計，如圖七，ab=de=51ft=15.56m，bc=ef=34ft=10.36m，在 open wire 的末端接上任意長的 75 Ω同軸電纜或平行饋線（台灣幾乎買不到），或是用 50 Ω的同軸電纜也可以，經由天線調諧器與無線電機連接。如果 open wire 改用 300 Ω 平行饋線則長度應該變為 8.5m ( 10.36m * 0.82 )，若改為 450 Ω ladder line (window line) 則長度應該變為 9.3m ( 10.36m * 0.9 )。


  g5rv 看起來就是個 doublet antenna 但是卻用了同軸電纜來做饋線，而它的長度為什麼是上一段所說的那樣？說穿了並不難理解，g5rv 基本上是一支設計於 14 mhz 的天線（因為 14mhz 是最熱門的 dx 頻段），它頂端的長度在 14mhz 大約是 1.5 λ，由於中間的部份大約是半波長且於中央饋電，這種狀況就類似 dipole 一樣，饋入阻抗為 72 Ω左右，再過來的 10.36m 的 open wire 在 14mhz 大約為半波長，長度為半波長整數倍的傳輸線有一個絕妙的特點，那就是：不管傳輸線與負載的阻抗為何（不管兩者是否匹配），若其一端接上阻抗為 z 的負載，那麼另一端的阻抗也會變為 z （請自行用電流分佈來瞭解其原理）。所以在 open wire 與同軸電纜相接的地方其阻抗也是 72 Ω左右，因此就可以用任意長的 75 Ω傳輸線將 g5rv antenna 接到無線電機，如果所用的同軸電纜為 50 Ω，那麼雖然有一些不匹配，但是駐波比大約為 1.5 左右，以上的推論是以天線在理想空間來考量，若考慮實際的架設，饋電點的阻抗可能在 80 ~ 100 Ω之間，所以用 50 Ω的傳輸線則駐波比可能為 1.6 ~ 2.0 之間，還不會算太差。若我們自行稍微調整頂端或 open wire 的長度，還是可以將天線在 14mhz 的駐波比調到 1:1，不過這有可能使其他頻段變得比較難調整，您可以試試看，大不了再把電線接回去就可以了。

  在其它的頻段，可以確定的是，在 24.9 mhz 的情形和在 14 mhz 的時候相當接近，可以很容易的調整（指用天線調諧器來匹配），而在 10 mhz 及 21 mhz 的阻抗相當高，不容易調整，至於 3.5/7/18/28/29 mhz 其 vswr 會隨著同軸電纜的長度而改變，所以無法預測。

  以上只是個概略分析，因為除了在 14 & 24 mhz，同軸電纜大都處於很不匹配的狀況，所以增減同軸電纜的長度對於 vswr 會有影響，整個的狀況可能和上面的狀況有所不同，如果使用 g5rv antenna 的人不能瞭解這一點，那麼將是幾家歡樂幾家愁，或許有的人運氣好，所架設的系統恰好容易調整，運氣差的人可能就只能待在 14 & 24.9 mhz 玩了。

  目前市面上還有賣一種 half g5rv antenna，可適用於 7 ~ 29 mhz，其大小 ab=de=26ft=7.93m bc=ef=18.9ft=5.76m，大約是 g5rv antenna 的一半。適合架設空間不夠大的朋友。

  雖然 g5rv antenna 有人說好用，有人說不好用，但因為它架設簡單，所以只要有聽過的人都想試試看。後來有位 zs6bkw 的業餘電台為求更好的效果，曾用電腦軟體將其最佳化，其結果如下： freq vswr comment
3.65 mhz 11.8 poor
7 mhz 1.8 good
10 mhz 88 very poor
14 mhz 1.3 good
18 mhz 1.6 good
21.2 mhz 67 very poor
24 mhz 1.9 fairly good
29 mhz 1.8 good

架設方式：倒 v 形，夾角約 120 度。
長度：ab=de=13.95m bc=ef=13.6m
open wire 的阻抗必須為 400Ω，這段 open wire 您可以依照下面的公式來製作：
z = 276 * ㏒(2d/d) ， d 為兩條電線的間距，d 為電線的直徑

各頻段的 vswr 如右表：

  其實我個人覺得不管是 g5rv antenna、half g5rv antenna 或是 zs6bkw's antenna 都是 doublet antenna，而 doublet antenna 頂端越長效果越好，所以除非是我們的架設空間和以上所介紹的 3 支天線剛好可以配合，最好還是充分利用可用空間，以求得最佳的效果。