8种常见的无线形式介绍

业余无线电通信常见的设备包括了收发信机，各种天线，计算机设备及专用软件，调制解调设备和常用的各种测量仪器，其中的天线是爱好者们最喜爱折腾，也是最能让爱好者发挥个人技术水平及动手能力的领域。

天线，实际上是LC串联回路，由于天线导体本身就有一定的电感量，和大地之间有电容。构成天线导体的几何尺寸、天线和周围物体、大地之间的距离、天线的电气参数等都会影响到天线的电感和电容参数。当收信时，天线对某一频率谐振，这个波段的电磁波能使天线产生较大的感应电流，从而使收信机能发现特定的信号。发信时，发射机使谐振的天线中电流达到最大，信号也就能发射出去。谐振的天线，可以等效看作是一个纯电阻，其中包括了辐射电阻和损耗电阻两部分。根据欧姆定理，电流一定的时候，辐射电阻越大，发射效率越高，损耗电阻越小，整条天线的效率也越高。

业余无线电根据ITU的规定，还有国内的相关频谱规定，虽然享有了较宽的频谱，覆盖了从中波到超短波波段，但是每个频段可以使用的频段与整个波段相比却比较窄，适合业余无线电通信使用的天线多半是频段窄而效率高的天线。

1、 水平半波偶极天线（Dipole Antenna），也称DP天线

是由两根长度相等、总长度约为半个波长的导体水平或倾斜架设起来的半波偶极天线。也是一种最简单、最基本的天线，便于HAM朋友们进行自制，其它天线都是这种天线的变形。天线的总长度大概等于所需中心频率半波长的94%~96%，根据巴伦的实际效果略有调整，两个振子都是1/4波长的95%，通过1：1的巴伦进行匹配连接。通常情况下，最大可承受的辐射功率可以做得较大，比如500W~1000W。辐射方向都是以天线为对称轴，馈电点为切点的两个圆。

DP天线示意图

由于这种天线发射的是水平极化波，水平极化波电场受地的吸收影响较大，不适合做近距离通信，但是由于发射仰角低，天波传播好，适合做DX通信。

这种天线的常见形式，除了水平架设以外，还有一种是倒V（正V）架设，天线的夹角在110度至120度之间，通过改变了发射仰角，来协调远距离和近距离的通信。

(图为DP倒V天线架设示意图)

这种天线也有为了缩短天线几何尺寸和便于架设，而在天线上加装电感，也就是俗称的陷波器，但这样会造成天线效率一定程度的下降。

这种类型的天线，有的时候为了实现多波段的通信，也会在巴伦上加装多对振子，使天线能够工作在更多的波段上。常见的厂家如钻石、老鹰等都有现成的DP天线在网上销售，也有许多爱好者制作的此类天线出售，都能有较好的通信效果。

2、垂直单极天线（Vertical Antenna），也称GP天线

这种天线是源自偶极天线的一种变形天线，天线底端通过与馈线的内导体相连，馈线的外导体与地网相连，水平方向上辐射是一个圆，因此在各个方向上的接收和发射能力相同，适合做全向接收发射，移动手持设备就是采用这种形式的天线居多，有时候短波波段也采用这种形式的天线进行DX通信。

(图片为野外活动架设的短波GP天线)

垂直天线的效率与地网关系很大，在没有很好的地网系统的情况下，垂直天线的效率很难超过50%，尤其是不到1/4波长的垂直天线。许多垂直天线为了缩短几何尺寸，通常都会在天线上加感，但这样做牺牲了天线的效率，理论上在天线的顶端加感效率最高。U/V段的便携手持设备的GP天线基本上是全段加感。有的短波背负设备的GP天线一般是在中部加感，这主要是出于机械强度考虑的缘故。

垂直单极天线由于辐射角度的原因，既能向各个方向辐射电波，也能吸收各个方向的电波，所以在一些电磁环境不理想的情况下，容易导致底噪较高。

HAM们常见的U/V段垂直天线有玻璃钢天线，主要是因为用玻璃钢的外壳覆盖在金属导管的天线外，起美观和耐候性的作用。也有用金属材料制成的U/V段垂直天线，便于安装在汽车上。常见的U/V垂直天线，有诸如钻石、老鹰、华鸿等，现在通过网络都很方便购买。

（图片为车载UV天线，俗称的苗子）

常见的短波垂直天线，也有诸如钻石、MFJ、华鸿等生产，钻石主要是车载的缩短型短波天线，MFJ的偏重于短波基地台使用，多半是1/4波长的垂直天线。

3、 温顿天线（Window Antenna）,又称偏馈半波天线

多半是用一根单导线制成，馈线也是单导线，接在偏离中心点14%的地方，普遍的情况是用作接收天线，也有做发射天线的。温顿天线因为所占地方小，适合楼顶空间小的HAM架设使用，也适合便携，可野外通信使用。网络上也有许多卖家出售制作精良的温顿天线。

（图为温顿天线的示意图及变通架设示意）

4、八木天线(Yagi Antenna）

1925年由当时的日本东北大学担任部长的、八木秀次和宇田新太郎发明，“Yagi”是八木的英文拼写，这种天线由多个单元组成，并且具有较强的方向性，引向器越多，方向性越强，增益也越高，通常与可以360度旋转器配合使用，通信时指向需要通联的对象。

（图片为430-440MHz的手持八木天线）

八木天线可以在多个波段上工作，有的可以在短波中的四个波段进行通信。也有U段或者是V段的八木天线，主要用在FMDX通信，或者是无线电测向及卫星通信。

八木天线也是许多HAM追求的高大上的目标，矗立的铁塔和庞大的天线，也是很具有专业性的表现，在许多国内外的业余无线电竞赛中，八木天线屡屡取得不错的通联成绩。

(图片为国外某HAM在海滨架设的大型八木天线)

5、方框天线（Quad Antenna）

是在20世纪40年代，由厄瓜多尔基多的W9LZX(Clarence Moore)发明，也是一种效果良好的远距离通信天线，方框天线一般由两个单元组成，分别是激励单元和反射单元。

方框天线基本上可以达到八木天线的通联效果，在整个频带内，可Uad以取得比八木天线稍高的增益，在频带后段稍微弱于八木天线。在整个频带内，方框天线的驻波比前后都有变化，而不是像八木天线那样可以在全段都做到较低的程度，这是需要注意的。方框天线通常机械强度脆弱，架设时需要主要加强两个天线单元的强度，否则在强风中容易折损。

（图片为两单元方框天线）

6、长线天线（Long Wire Antenna）

长线天线也是一种常见的天线形式，主要构成的是一根导线，朝一个方向架设，还有匹配的地网和巴伦，应用在地点受限的地方，为了能覆盖尽可能多的波段，短波波段通常的长度是22.5米或者是39米，同时匹配1：9的巴伦和接地的地网。

长线天线的效率低于半波偶极天线，原因是长线天线的各主要长度所辐射的场，无法在某个距离的方向上像半波偶极天线用于其他类型定向阵列中所辐射的场那样，可以简单复合叠加。

长线天线的长度越长，其波瓣就越尖锐，并且由于它在自由空间的辐射是真实的空锥形，所以在两个平面上都会逐渐变得尖锐。同时，它的长度越长，出现的最大辐射波瓣角度就越小。长线天线由于制作简单，也在一定程度上得到了广大HAM的喜欢。

长线天线示意图

7、环形天线（Loop Antenna）

整个天线就是由圆形金属或管状金属构成，是一种体积小，效率高，方向性较强的天线，通常用在受空间条件限制较大的地方，可以覆盖多个波段。

环天线属于闭合回路天线，也就是用以根导体弯曲成一圈或多圈并且导体两端闭合在一起。

（图片为楼宇间架设的环形天线，占地面积小）

环天线可以分为两类：一类是导体的总长度以及一圈的最大线性尺寸相对于工作波段都非常小；另一类是导体的总长度和环尺寸都与工作波长有相当的可比性。常见的是一种称为小环天线的环形天线，也就是环的导体总长度小于1/10波长的天线，常见的比如AM收音机里的铁氧体磁棒天线，还有一些小型的发射天线。小型的发射用环状天线，基本是可以调谐的，通过使其谐振在需要的短波波段来工作，这类小环天线通常具有较高的Q值。

8、蛛网天线(Cobweb Antenna）

也是一种常见的天线，主要用在短波上，有较强的方向性，并且所需的空间小于八木天线，效率较高。

蛛网天线也是由几个激励单元和反射单元组成，一般蛛网天线使用强度较高的非金属材料支撑，蛛网本身的激励单元和反射单元都是由普通的导线构成，蛛网天线的机械强度低于全是金属振子的八木天线。一副设计安装良好的蛛网天线可以同时工作在3~5个短波波段上，并且在主要的方向上都能有比较高的增益。