盡管手機在全球范圍內(nèi)提供廉價、即時的通信，但世界上仍有數(shù)百萬活躍的業(yè)余無線電操作員，有些人了解到這一情況后會感到很驚訝。我們喜歡說，每個人都有每個人的業(yè)余愛好。

本文作者：David.kruh，ADI Direct Marketing Manager

我的一些同好積極參與救災支援工作（他們是波多黎各仍在進行的災后恢復工作的一個特別重要的部分）。國際空間站中的宇航員也有我們的業(yè)余無線電愛好者，他們建立了一個電臺與我們地球上的愛好者交談。還有一些無線電愛好者設計并制造高增益天線，以向月球發(fā)射信號并反彈回來。為了做這些事情以及其他更多事情，我們使用的方法有很多，從最先進的數(shù)字模式（運行在我們的計算機上）到老式摩爾斯電碼，不一而足。

我喜歡的業(yè)余愛好是在1.8 MHz至28 MHz之間的八組不同頻率上操作HF，這些頻率稱為頻段，已被分配給業(yè)余無線電。幸運的是，我房子長邊的兩端布置了樹木，使我有地方懸掛一根100英尺的中心饋送偶極天線。偶極天線很棒。價格便宜——偶極天線就是電線，帶有饋線和一些繩索，以將其兩端固定在樹上。另外，偶極天線易于設計、安裝、修整和固定。更妙的是，偶極天線甚至能提供一點增益（不過它是定向的，不能旋轉(zhuǎn)）。

下圖是我房子外的天線，顯示了偶極天線的位置，插圖中顯示了所謂的“雙引線”（從發(fā)射器到天線的饋線）和天線調(diào)諧器的圖片，旨在“欺騙”發(fā)射器，使其看到一個50Ω負載（盡管實際天線在該頻率上沒有諧振）。

在HF頻率上使用偶極子，我與美國所有50個州和200多個國家取得了聯(lián)系，最遠達到澳大利亞西南部，也就是地球的另一側(cè)。然而，當我在最低的業(yè)余無線電頻段操作時，160米（1.8到2.0 MHz）的表現(xiàn)低于平均水平，因為偶極天線距離地面只有25英尺，而這只是160米波長的很小一部分。這意味著我的大部分信號是在上升，而沒有出去。在該頻段，我最長的聯(lián)系距離只有1100英里左右。

在與ADI院士Woody Beckford 的午餐時間對話中，我提到了這個問題。他建議我把100英尺偶極天線變成垂直天線，引線絞合在一起，然后饋送到巴倫的一側(cè)。垂直天線會為我的信號提供一個較低的“起飛”角度，從而增加信號能被聽到的距離。這在EZNEC上展現(xiàn)得很清楚，它是一種天線分析程序，頗受業(yè)余無線電愛好者歡迎：左邊是25英尺偶極天線方向圖的模型，右邊是相同頻率下25英尺垂直天線的模型。請注意右邊模型中的波瓣顯示RF起飛角度較低：

因為偶極天線——進而垂直天線——會受限于25英尺高度（160米波長的很小一部分），我們知道讓它在低至2.0 MHz的頻率上調(diào)諧起來會有問題。使用EZNEC，Woody計算了一個底部加載線圈的參數(shù)，該線圈不僅可以在電氣上延伸天線，還可以消除對巴倫的需求。這是我根據(jù)Woody的規(guī)格設計的線圈，用#10線在2英寸PVC管上繞38匝。導線從頂部引出后連接到雙引線的雙絞線引線，利用SO-239很容易從棚屋連接到同軸電纜，通過接線片可以方便地添加和移除徑向天線。

是的，徑向天線。此時，天線只完成了一半。這是因為垂直天線需要一些偶極子不需要的東西。垂直天線可以說只有“一半在那里”，另一半是地面的“反射”，這意味著它依賴于通過地面的返回電流，通過導線從垂直天線的底部輻射（“徑向”一詞即由此而來）。所以，如果地面系統(tǒng)很糟糕，天線也會很糟糕。它可能會很好地加載，但另一位前ADI員工，也是無線電愛好者(K1DG) Doug Grant提醒我——虛擬負載也一樣。

為了量化地面徑向系統(tǒng)的有效性，我們可以使用輻射電阻(R)，它表示整個系統(tǒng)的損耗：天線、饋線和徑向系統(tǒng)。我們需要R和一臺特殊儀器（我使用了MFJ-259天線分析儀）來幫助回答一些問題：

需要安裝多少徑向天線？

其長度應該是多少？

徑向天線應該架空還是埋起來？

我的房子、我鄰居的房子、土壤電導率（可能會隨季節(jié)而變化）以及埋地的天然氣管線、水管、下水道、電話線、電纜線對R或垂直天線的廣播方向圖有何影響？有太多的變量需要計算。只有測試（通過布置徑向天線）才能揭示答案。有趣的事情開始了。

利用手頭上的1000英尺絕緣線軸，我開始了為期數(shù)月的布置徑向天線和測量SWR、R和X的工作（我還沒有提到電抗，它是任何天線系統(tǒng)固有的電容和電感的組合引起的對交流電流的反抗），我們希望所有這些都盡可能低。為了本博客的目的，我們將重點介紹R，因為X往往跟隨R上升或下降；雖然固有低SWR比較好，但總是可以利用調(diào)諧器為發(fā)射器提供50Ω負載。第一個測試是四根徑向天線位于地平面上，放置在我家房子的邊緣，接近房屋，如這根帶注釋的天線所示：

結(jié)果是在最低R時測得，令人鼓舞，高于50Ω的軟指標，隨頻率提高而逐漸增加，直到在頻帶頂部時超過60Ω。顯然需要更多的徑向天線，但哪里可以放得下呢？答案在Rudy (N6LF)撰寫的一系列文章中，題為關(guān)于垂直和徑向天線的QEX文章( www.antennasbyn6lf.com/.../series-of-qex-articles-on-ground-system-experiments.html )，其中他詳細說明了架空徑向天線可以與地面徑向天線一樣有效，有時甚至更有效。讀完之后，我布置了一對離地約3 1/2"的徑向天線，圍繞著我家后院木柵欄的上支架。結(jié)果非常出色，在160米頻帶內(nèi)至少下降10Ω。

我有足夠的時間和1000英尺線軸中剩下的大量電線，因此嘗試在各種布局中添加幾根徑向天線，其中有這樣一項測試：

如果一組架空徑向天線將R降低10Ω，為什么不在柵欄中間加上第二組？

想象一下，當我測得R在整個頻帶上實際上是上升時，我有多驚訝！（誰愿意從數(shù)學角度來解釋這一現(xiàn)象？）最終，在嘗試了更多的布局和長度之后，我發(fā)現(xiàn)在垂直天線的相反兩側(cè)再增加兩根70英尺徑向天線表現(xiàn)最好，在整個160米頻帶上R再降低大約5Ω。下面是原始四根徑向天線的性能曲線（紅色），架空天線在柵欄上方（藍色），還有最后兩跟70英尺地面徑向天線（綠色）。

同Woody和Doug分享這些結(jié)果（并詢問“接下來我應該嘗試什么？”）之后，我收獲了我最喜歡的建議：停下來，已經(jīng)很好了，啟動無線電吧！那時是十月，冬季即將來臨（160米天線的運行條件最佳的時候），我很高興停止挖掘我的后院。從那個冬天到現(xiàn)在，天線的表現(xiàn)超出了我低調(diào)的預期，同美國48個州和35個以上的國家取得了聯(lián)系，其中一些業(yè)余無線電距離東歐、俄羅斯和南美洲有4000多英里——相對于偶極天線，這是一個巨大進步。當我在院子里辛苦挖掘和埋設電線時，鄰居們投來奇怪的目光，但現(xiàn)在的成果告訴我：努力沒有白費。

有關(guān)此垂直天線項目的更多信息、數(shù)據(jù)和圖片，請訪問我的業(yè)余無線電臺網(wǎng)站：http://www.bambinomusical.com/WB2HTO/Vertical.html。