5波段偶极天线

天线制作十二款之三5波段偶极天线制作详解

1/2波长双极天线（Dipole，简称 D.P天线）是最为常见短波天线之一，也是其他天线的基础。因为其构架简单，调试容易，成功率高，得到了HAM们的广泛推崇。由于居住环境的限制，在没有条件安装大型、多波段定向天线的情况下，简单的D.P天线成为了爱好者架设天线的首选，初学者一般都是从单波段D.P天线开始入手 ON AIR（通联）。在获得与国内外爱好者通联的成就感之后，大家可能最先想到的就是如何增加波段，或者改造现有的单波段天线，拓展天线的覆盖频段，以适应不同级别的频率操作范围。本文就为大家介绍一种拓展了频率范围的5波段偶极天线，可工作于80m、40m、20m、15m、10m五个波段。该天线的特点是，占用空间相对较小，DIY容易，适合爱好者制作。天线设计的宗旨：尽量少用Trap(陷波器 )或者缩短线圈；尽量水平架设；尽量不用扇形结构，从而减少占用空间，减少对天线辐射仰角和方向的相互影响，提高天线的辐射效率。因此，改天线只用一个7MHz的陷波器， 10m、20m、40m为自然谐振，15m 为40m三次倍频自然谐振；80m单独架设实在太长，因而加入了陷波器，比原尺寸缩短了许多。

制作基本材料

天线振子用14#硬铜线若干米（公式：半波长为142.5/f）； 40m天线振子：10.10m+60cm； 20m天线振子：5.01m+35cm；10m天线振子：2.53m+35cm； 80m天线振子：1.5m+15cm ；绝缘子：2只； 1:1 巴伦 1 只，如 BU-50 或者自制；天线振子分离器：F12.7mmPVC 管一根，截为22cm× 6（只），13cm × 6（只）；陷波器：在直径 4 0 m m ，长270mm的PPR管上，用F0.9~1.2mm高强度漆包线绕68圈。

天线的基本形式

天线的基本形式如图1所示，为三线平行的基本结构。

巴伦的自制

如果第一次尝试架设D.P天线的话，建议购买成品巴伦BU-50等。磁环选用外径 4 5 m m 、内径 25mm、厚8mm、导磁率m为60以上的国产或者进口磁环均可。如图2所示，用RG-58的优质50Ω铜轴电缆正反绕制12圈形成。当然您也可以用直径0.9~1.2mm漆包线三线绞合，在磁环上绕6~8圈（具体制作略）。或者用同轴电缆绕制空芯巴伦3.5~30MHz （这种绕制方法的圈数多少并不重要，关键是电缆的长度）。具体制作方法见图2。

巴伦与振子间的连接

振子两端要用接头，要在压接的基础上进行可靠焊接，然后用不锈钢或者铜螺栓固定。振子间用 F 12.7mmPVC管或者其他高频绝缘材料支撑；振子从支撑分离器中穿过（两端各留2cm），然后用直径2mm

漆包线捆扎结实，防止移动，天线变形，如图3、图4所示。

天线振子末端与绝缘子的连接本天线振子的连接与爱好者常用的W-8010不同。它不需要每个波段专门连接40cm的修剪（尾巴）线段。只需要结一个扣，多余的部分沿振子折返回来，用捆扎线捆好即可，不要留有任何尾巴，见图5。

巴伦与陷波器的连接

为了在40m振子上增加80m波段，天线使用了陷波器，因此巴伦与陷波器之间的振子连接有一个中间的过渡，与10m、20m单一振子连接有所不同。这种结构的目的同样是为了便于天线修剪，天线谐振频率的调整，不需要剪短（掉）天线。其方法是：天线振子穿过陷波器连接孔（螺丝），然后沿振子返回来，最后用螺栓固定在陷波器上，见图6。

天线的架设

为了取得较好的收发效果，天线无论架设在楼顶，还是地面，基本要求都是架设得越水平、越高越好。同时天线要远离高大建筑物、铁塔和高压线路。如果条件有限，也可以进行倒V形式的架设，天线立杆高度至少 8~12m。为了安全，天线两端距离地面要求在3m以上。天线两臂的夹角越大越好，最小也不得低于90°。必要时，天线的立杆可以用绝缘绳打固定拉线，防止意外发生。

天线的调试

天线架设完成之后，最重要的事情就是对天馈系统的测量。

首先测量自制巴伦的基本特征。给巴伦连接好50Ω假负载，输入100W 的功率。检验3.5~30MHz频率范围间的阻抗，一般要求SWR小于1.5。

其次，对50Ω馈线测量，确保所选馈线质量可靠。比如有没有进水，有没有断路、短路等，必要的时候可以进行损耗和阻抗的测量。爱好者应尽量选用优质馈线，低损耗馈线，比如藕芯、发泡绝缘介质的馈线。普通馈线也要求尽量选用50-7、50-9型号以上的50Ω馈线。

第三，要对天线进行测量。最好的方法是在天线上对每个波段的谐振频率进行测量。有条件的可以用天线分析仪测试天线的阻抗、驻波等指标。没有条件的可以在连接好天线的基础上，在馈线的末端利用驻波表进行在线测试。在线测试由于加入了馈线的电抗成分，测量出来的指标并不能真正反映天线的实际阻抗和谐振频率，因为馈线的长短、阻抗大小、损耗会参与并影响天线分析的准确性。但一般说来，爱好者在天馈线末端，简单地利用驻波比表进行测量、调试也能取得较好的效果。

天线修剪基本方法

1. 调试首先从最高波段的振子开始，调整每个波段的谐振频率。10m、 20m波段只需要调整绝缘子一端线段的长短即可。方法是将天线振子末端导线在绝缘子（天线绝缘分离器）上系一个活扣，根据测量的结果同时增减天线两臂末端导线的长短。谐振频率低了，要适当缩短天线振子的实际长度；谐振频率高了，要适当增加天线振子的长度，具体方式可以参照图5。修剪天线，不需要用剪刀，更不需要将多余的部分剪掉，只需要将折返回来的导线沿振子捆扎好即可，千万不要留有悬空的"尾巴"。

2. 10m、20m波段调试完成之后，我们就可以继续调整40m波段的谐振频率，方法见图6。根据测试谐振频率的高低，天线两臂适当增加或减少天线的长度。修剪天线长度的时候，不用卸载振子的电气连接，只需要按图6将折返线段端适当延长或者缩短即可。

3. 80m波段的调试。由于40m与 80m相关联，因此40m调试好之后就不要再动了。同时，80m由于加入了陷波器，谐振频率会稍微窄些，因此调试的时候，天线两臂在陷波器之后的长短需每2cm修剪一次。 10m、20m、40m一般情况下非常好修剪，SWR很容易达到我们期望的 1.5~1.1以下。如果40m调试得很好，一般调试其谐振频率为7.050MHz, 那么 15m 波段不用专门修剪，会很容易达到 1.5左右的驻波比。

4. 天线由高至低调试完成之后，再对每个波段的谐振、驻波情况进行复查，看看相互之间有无任何影响，先前调试好的波段是否发生了明显的变化。如果高段与低段牵扯较大，还需要进一步按照上面的步骤进行分析、测试和调整。天线调试是一个很繁琐的工作，天线需要不断地放下、升起、反复修剪才能达到一个良好的效果。制作一款自己满意的天线不是照本宣科、按照公式计算好、架设上去就可以顺利工作的，商品天线也是如此，因此我们必须不厌其烦，

Cut and Try！俗话说：好天线不是做出来的，是修剪出来的，就是这个道理。另外一方面，修剪天线振子，在设计、计算时就要留有余地。天线长点还好说，短了就很麻烦，不仅需要焊接，而且强度都是个问题。同时，室内外人员要相互配合，在线测试时，人员要远离天线振子，避免人体干扰影响测试结果，在楼顶调试时人员要精力集中，注意人身安全。

这款天线爱好者在实际架设、运用中，可能会感到天线的长度与实际测试结果出入很大，这都是正常现象。因为天线振子的材质、架设的高低，周边环境、地面等不可测因素的影响，都可能极大影响天线的谐振频率。而我们大家使用的（驻波天线）都是谐振天线，其谐振频率的高低最终决定于天线长短。在我们不能改观现有条件的情况下，我们只要反复细致调试，多波段偶极天线始终是一个人人都会做，个个都能成功的天线。根据驻波或者阻抗的大小，天线两端1cm、1cm的反复修剪，一副振子没有上上下下无数次的辛劳是很难达到设想的工作频率的。下面有一个修建 D.P天线的基本计算公式，笔者架设天线的时候，经过计算，一次修剪就达到了期望的工作频率，且SWR低于1.5。例如：假设我们的设计工作频率为14.270MHz，经测试，20m天线达到 SWR最小值的谐振频率是13.875MHz。我们可以用一个可编程计算器，或者在电脑上编写一个小程序，现场计算，即时修剪。

L a为修剪振子的长度，其值为正时缩短振子长度，其值为负时增加振子的长度；f o为设计工作频率; f a为实测得到的谐振频率。公式为：根据计算得知，20m波段应修剪长度 L a

为 0.2842m，即振子两臂，每边缩短0.2842/2=14.21cm。

天线制作十二款之一一个小时可以做成的UHF波段天线(一)

很多业余无线电爱好者都喜欢自制天线，在我做过的UHF波段天线里，有一种天线叫SLIM JIM天线（折合振子J形天线），因其制作容易、体积小巧、造价低、效率较高的特点，值得向刚刚步入业余无线电活动的爱好者推荐。

天线材料

该款天线可采用截面积4mm2的铜线，也可使用2mm直径的漆包线、铜焊条、不锈钢焊条、细铜管等来制作，看您能找到什么材料了。但我还是建议初学者采用粗铜线或漆包线来制作，原因是当制作的尺寸不合适时可方便地修改，如用铜焊条或不锈钢焊条制作，当尺寸不合适时就要推倒重来了。有了制作经验以后，再使用铜管等材料做VHF波段或HF波段的大型天线。

天线长度

天线的总长度是3/4波长，右边的1/2波长是辐射段，左边的1/4波长是匹配段。这种匹配方式，是一种对付1/2波长高阻天线最简易有效的匹配方法，各种形式的1/2波长高阻天线都可以用这种方法来匹配，只是手段不同而已。计算公式：1/4波长L =300/F ×0.96/4（式中：L -长度，F -频率，0.96－缩短系数）。此例中： 1 / 4 波长L =300/435×0.96/4。天线宽度

天线的宽度可在10~30mm，主要看你用于封装的PVC管的内径大小来决定。如不用封装，可宽一些，UHF波段20mm、V H F 波段5 0 m m 、HF10m段80~100mm即可。天线的宽度对馈电点的位置影响很大，天线窄了馈电点的位置偏上，天线宽了馈电点的位置会偏下。

馈电点的位置

理论值是在天线的1/8波长处，而天线受环境的影响较大，天线的制作尺寸不同，所处的环境不同时，馈电点的位置也会不同，不必细究，这很正常。你从匹配段的开口处向下看，开口处是高阻，很适合与1/2波长的天线匹配，逐渐向下，阻抗也逐渐变低，到短路的地方阻抗为零。这是一个渐变的过程，总会有一个地方是纯阻50Ω，这就是你要的地方，也是效率最好的地方。我做的天线宽度是12mm，馈电点大约在由下向上80mm的位置，仔细调整一下馈电点的位置，在435MHz时使驻波小于1.2，天线就合格了。该天线受环境的影响较大，整个调整过程一定要在实际安装的位置来调整，不然驻波变化会比较大。

天线调整

做完一副新天线，要分两步来调整天线。

1. 先要找天线的自然谐振点，即看天线在什么频率驻波最小，此时先不管驻波是多少，只要看你测的这组数据的最小值就行了。如谐振频率偏低，说明天线长了，如谐振频率偏高，说明天线短了。反复修整天线尺寸，直到你要的频率驻波相对最小。

2. 调整馈电点位置，使驻波调到1.2以内就行了，这样调出来的天线效率最好。不管是调UHF、VHF还是调HF天线，只要是调谐振型天线都要走以上两步。不要一开始就调驻波，那样，即使天线的驻波调到1.1时，由于不在其天线的自然谐振点上，天线的工作效率也不高。

天线封装

调好后的天线可装入一根PVC管内，管子的上下装上管帽，在下边的管帽上固定一个电缆头或由电缆直接引出就可实际使用了。有一点要注意，调好后的天线装入PVC管内后，天线的谐振点将下降0.5~1MHz。但因天线的工作频带很宽，所以我们也不必太在意。如果你对此不放心，那么你在调天线时，可事先将中心频率调高0.5~1MHz就可以了。这款天线制作的成功率很高，很适合新手朋友练习制作，天线在准备好材料后，手快的一小时就可做一条，手慢的半天也能完工了吧？苗条瘦小的形状适合安装在任何地方。

天线增益大约在4.5dBd，低仰角的特性很适合做远距离通信。

天线制作十二款之四VHF/UHF双波段超级J型天线

J型天线由于其结构简单、辐射仰角极低，具有3dB的较高增益和自匹配功能、便于直接与50Ω同轴电缆连接等特点，得到了广大无线电爱好者的青睐。要实现VHF、UHF段天线合为一体，一般都需要多振子或者陷波器等频段扩展技术，因而商品天线对这些技术采用得比较多，爱好者中自制和使用常见的J型天线以单波段形式居多。本文介绍一款适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级Ｊ型天线。

工作原理工作原理

图1为单波段J型天线。天线基本原理就是1/2波长端馈天线，这种天线不仅可以在UHF/VHF频段使用，而且在HF频段也有着广泛的应用。只不过我们在VHF/UHF频段常见的都是垂直架设，其结构形式类似于英文字母J。天线1/2波长部分为天线的振子，1/4波长部分为匹配单元。图2为高增益J型双波段天线的基本原理。

图1 2m J型天线工作基本原理图

图2 高增益J型天线

图3 144/430MHz天线天线振子绝缘棒的加工（也可以不用车制，绝缘材料棒的内径与管材相吻合即可）

图4 1/4波长陷波器（相位线）的制作

图5 双段超级J型天线制作、安装数据

其原理是在原来半波长J型天线的基础上，通过1/4波长相位线再堆垒一个1/2波长的天线振子，以提高天线的辐射面积，进一步降低仰角，提高增益，据称天线增益可达6dB以上。

如果我们在原有半波长J型VHF天线的基础上，增加一个1/4波长的陷波器，再堆垒一个VHF段的1/2波长振子，让天线三倍频工作于UHF频段，那么此天线就成了我们要介绍的VHF/UHF双波段超级J型天线。

材料材料

除S0-239插座以外，天线材料都可以在小五金店或者车辆配件商店购得，整个天线可在两个小时内制作完成。在此VHF/UHF 天线的设计中，使用了12.7mm铜油管和6.35mm软铜管两种规格（当然19.05mm直径的油管也可以使用。铝管由于极易氧化，同时顺焊性差，因此不建议使用）。对于双段天线1/4波长的相位线连接装置的制作，笔者曾尝试使用聚四氟乙烯绝缘材料，但后来改变了设计，使用玻璃钢或者尼龙棒来制作，可以进一步提高其机械强度。

制作步骤作步骤

（1）清洁所有的管道，然后将12.7mm 油管按照下面的尺寸进行切割： 1460.5mm、965mm、482.6mm、50.8mm，再用一根约76.2mm 长（或者更长一些，跟天线谐振频率无关）的铜管作为天线的安装固定部分。除了油管，再购买12.7mm 弯头1 个，12.7mm 三通1 个，两个12.7mm 端盖（铜的或者塑料的均可），2 个直径3～5mm，长30mm左右的不锈钢螺栓。（2）按照图3 所示车制绝缘棒。材料为尼龙棒、玻璃钢，甚至可以用硬木加工成型。

（3）相位线的制作：将直径6.35mm，长1066.8mm 的软铜管两臂相距28.58mm 对折，弯曲成直径约101.6mm 的一个半圈，见图4。

焊接

一是用酒精灯辅助加热，用250W以上的电烙铁焊接；

二是用热风枪锡焊或氧气乙炔焊接。焊接组装的顺序为：三通与50.8mm横管的焊接→三通、横管与1/4波长匹配管的焊接→三通与安装固定部分的焊接→三通与2m的1/2波长主振子的焊接→2个铜帽的焊接。焊接完成后，经过降温处理，清洁整个天线。

图6 双段超级J型天线的实物照片

图7 天线馈电、SO-239座安装示意图

组装

（1）将车制好的绝缘棒分别插入2m 的1/2 波长J 型天线主振子和0.7m波长振子中；

（2）将弯折好的相位线根部压扁，打孔，然后用不锈钢螺栓分别与两个振子紧固好；

（3）将两个直径22.23mm 的不锈钢带夹分别暂时固定到主振子和匹配棒上，距离底部约1/8 波长位置处。天线的制作/ 安装数据见图5，实物见图6。

调试

首先，用50Ω低损耗电缆连接到天线不锈钢带夹上，注意芯线连接到主振子上，屏蔽层连接到匹配棒上。其次，连接好驻波比表、发射机。根据驻波的大小，适当调整不锈钢带夹的上下位置，直至SWR最低。一般情况下，2m段很容易到达我们设计的频率要求，如天线谐振145MHz附近。如果0.7m达不到某些特定频点的要求，我们可以在400MHz振子的顶端铜管内部焊接一个大小合适的铜质螺母，螺栓旋进去后刚好露出一个螺帽的高度，这样在必要时可以随时调整400MHz的谐振频率。当两段频率都达到设计要求时，我们可以在匹配棒上钻孔（不锈钢带夹位置），安装S0-239插座，以方便天线与同轴电缆的连接，见图7（当然不安装M座也可以），再用一段短铜线连接到天线主振子的不锈钢带夹上。如果频率稍微有所偏移的话，适当调整主振子上不锈钢带夹的位置，我们仍然可以调整天线谐振点。

篇后语

该天线制作比较简单，选材、制作容易，最大的特点就是在广泛应用的J型天线的基础上叠加了一个1/2波长振子，进而增加了400MHz频段，并且使得VHF/UHF双段天线增益都有大幅提高。当然，是否有这么高的增益, 有条件的话，我们可以测试一下具体指标，但是无论怎样，2m有3dB的增益是毫无疑问的，因此值得我们去实践。

关于天线材料的选取和焊接问题需要说明几点。第一，如果我们没有铜管焊接的条件、经历, 那么天线可以按照所示尺寸，直接弯折成为一个整体“U”状的J型天线，安装部分的铜管可以省略不计，也可以不焊接法兰盘。

固定天线的时候，我们只需要一段绝缘管材过渡即可。第二，制作天线如果没有铜管等合适管材，同时也为了降低成本，根据个人的成功经验，可以用薄壁镀锌铁管焊接成为J型天线，这样可以省略三通和弯头的焊接问题，同时，有条件的话，

可以对天线整体进行镀铜处理，防止氧化、锈蚀。