图1~图4给出了这个短小高效的垂直λ/4天线的制作细节。这些资料最早由 Jerry Sevick /W2FMI做了描述,通过合理的设计和安装,使一支很短的垂直天线可以达到全尺寸λ/4谐振天线的效果。即使在7MHz频率上,这支6英尺长的垂直天线也可以产生相当漂亮的信号。理论上这是有可能的,但实际能达到的性能与对地面损耗、加载方式和阻抗匹配的理解程度有关。
图1 Jerry Sevick /W2FMI在调整一个6英尺高的40m波段垂直天线。
缩短型垂直天线成功的关键在于所用天线的地面系统效率,为了得到最佳效果,建议至少要采用60根辐条的地网系统,尽管制作者可能会在牺牲一些性能的情况下采取减少辐条导线的方式。地网的辐条可以在各个末端拉紧或牵住,以方便在地面上的安装,这样在割草的时候导线也不会纠缠在草丛里。另外一种方法也可以将导线埋在地面底下,不会露出来被看到。地网辐条的导线直径没有严格的要求,用28、22或16号线规的导线都可以,结果都是一样的,长度应该不小于0.2λ(27英尺或7 MHz 以上)。
图2示意了一个顶部加载的形状,直径为7英尺,并且在轮框的外围用一根连续长度的导线将各辐条连接起来。加载线圈是个14圈的 B&W3029Miniductor电感器(2½英寸 dia ,6TPI,#12wire),装在顶部加载下方6英寸的位置(见图2)。天线的馈电阻抗在7.21 MHz 时呈现出3.5Ω,在高于或低于该频率时,线圈的圈数会相应减少或增加。通过一个4:1的变换器将馈电点阻抗提升到14Ω,然后通过一个π形网络将14Ω变换到50Ω的办法完成匹配。这个天线的2:1SWR范围带宽为100 kHz 左右。
用这支6英尺长的天线已经进行了200多次通信,初显了这个短垂直天线的效率和威力。在大于500或600英里的固定距离,这个短垂直天线的信号效果很好。对于7 MHz 以外的其他波段可以通过比例缩放的办法制作出类似的天线。可以在3.5 MHz 垂直天线上加一个直径7英尺的顶部加载帽,天线的高度为22英尺6英尺1英寸,加载线圈为24圈并放在顶部加载帽下方2英尺位置,实际发射操作的结果与40m波段很像,天线的带宽是65 kHz 。
图2 顶部加载帽的详细结构图。这里采用长度7英尺直径1/2英寸的铝管,软管夹是不锈钢的,可以从旧店买到,其他五金件都是铝质的。
短垂直天线在发射与接收能力方面与全尺寸λ/4天线媲美,只是在相对较低的输入阻抗和带宽上做权衡折中,但是在具有良好地网系统和合理设计时,这些折中是完全可以接受的。
图3 采用7英尺顶部加载帽和它下面6英寸有14圈加载线圈的6英尺垂直天线驻波比图。
图4 垂直天线的底部显示出60根辐条导线地网,铝圆盘直径为15英寸,厚度1/4英寸,外围有60个小孔用于安装1/4-20的六角头铝螺钉6英尺1英寸,另外还有20个孔在内围。内围的螺钉主要留作需要比较超过60根辐条情况对比时使用。绝缘棒是聚苯乙烯材料(电木或树脂的也可以),直径1英寸。图中还有一个用来测量输入电阻的阻抗电桥。
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