2018-08-16 09:28:11
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天線(xiàn)越高越好嗎?「天線(xiàn)越高越好」這句在無(wú)線(xiàn)電界流行的「名言」,經(jīng)多方實(shí)驗結果來(lái)看,發(fā)現并不完全正確。
有人將天線(xiàn)掛在直上云霄的紙鳶和氣球上 (筆者亦曾有此異想天開(kāi)的計劃),以及同溫層的飛機,甚至于太空衛星上。這樣總夠高吧!但是在這般的高度,是否又能將電波,隨心所欲地發(fā)射到地球每一個(gè)角落?
天線(xiàn)到底應該要架設多高才好,這的確是電訊界急于要解答的一個(gè)大問(wèn)題。尤其是商業(yè)性和政府機關(guān)的電臺,不像業(yè)余電臺那么隨便,可以依靠運氣來(lái)捉 DX。
有人曾在英國和美國紐澤西州 (NEW JERSEY) 兩地之間,進(jìn)行一項收發(fā)試驗。這兩地相隔約為 5500 公里,電波橫越大西洋,經(jīng)電離層反射 (約二次 ),在不同時(shí)間,使用不同波長(cháng),每一波長(cháng)使用不同高度的天線(xiàn),亦即是以不同的角度,將電波發(fā)射出去,由英國發(fā)射,美國收聽(tīng),經(jīng)長(cháng)期分析統計后,得到附表一的結果。
天線(xiàn)最佳的架設高度
表一當中所謂的「最佳范圍」,是根據實(shí)際通訊的一項統計,在此范圍內,通訊的成功率可達 99%,應可相信。
細看表一,可察出數點(diǎn):
(1)天線(xiàn)并不是越高越好,超過(guò)最高的高度,或不及最低高度,通訊成功率反而減少。
(2)電波的發(fā)射角度,照理是越低越好,但是實(shí)驗的結果,是依波段而不同。波長(cháng)短的波段,如 10 米、12 米,角度從 3 度到 9~10 度。但在 40 米波段,則是10~35 度。
(3)天線(xiàn)最佳高度的范圍,每波段都相當廣闊,到底那一個(gè)高度最好?這又是另一個(gè)問(wèn)題。
天線(xiàn)高度在 1.5λ
既然天線(xiàn)最佳高度的范圍相當廣,乃引起許多不同意見(jiàn);有人說(shuō),最佳范圍的低端比較好;也有人說(shuō),近高端比較好。
為要解答這問(wèn)題,逝世不久的名業(yè)余家,羅生 (JIM LAWSON, W2PV),曾作了很多天線(xiàn)高度的試驗,并在他的「八木天線(xiàn)設計」一,書(shū)中,作出一項結論,認為天線(xiàn)高度在 1.5 倍波長(cháng) (λ)時(shí),能面面俱到,是最實(shí)用的高度。附表二即例示各波段在 1.5 λ的高度。
無(wú)線(xiàn)電波惱人之處,在于難以捉摸,有些地方更是有理說(shuō)不清。在此就有二個(gè)好例子:40 米和 10 米二個(gè)波段的天線(xiàn),在表二所列 1.5 λ高度時(shí),都不在表一所列的「最佳高度」范圍內。幸而相差不多,我想,關(guān)系不致于太離譜。
低高度的天線(xiàn)
細看表一和表二所列的高度,在實(shí)際架設上而言,除了有些同好的住所是在高樓大廈,能將天線(xiàn)架在屋頂上,借地利之便,能抵達最佳高度范圍內。一般人只得在院子內,豎起一根數十公尺高,既堅固又安全的支柱或鐵塔,再在其上放置一根天線(xiàn)。這般的裝設在建筑的結構上,可真不是一件容易的事。
據我所知,大多數天線(xiàn)的架設高度,都在 10~15 公尺之間。這個(gè)高度雖然只是 20 米波段的最低要求 (1/2 λ高 ),但僅及表一所列,最佳高度范圍低端的 54%。
但這 10-15 公尺的高度,并不意味著(zhù)就此捉不到 DX,只是在搶呼 (PILE UP) 時(shí),得多呼叫幾聲,花長(cháng)些時(shí)間,以陶冶耐性罷了;或者是在某波段的通訊天候剛開(kāi)通時(shí),閣下的電臺,并不是首位聽(tīng)到 DX 的訊號;而在天候關(guān)閉時(shí),因呼聽(tīng)不到 DX,比天線(xiàn)高的電臺,早先打烊而已。
八木天線(xiàn)的高度
醉心于 DX 的火腿們,大多數都有一根 10-15-20 米,三波段的八木旋轉定向天線(xiàn)。要厘定某一高度,對這三個(gè)波段都能顧到,粗看起來(lái),鐵塔的高度在 20 公尺,似乎可行,因為這是 15 米波段 1.5 λ的高度。
但是仔細一看,如果加高至 25 公尺,可將 10 米波段的發(fā)射角度多降 2 度,15 米為 2.5 度,20 米為 45 度。
若再加高至 30 公尺,則發(fā)射角度更可再下降,而更有利于捉 DX。
為什么天線(xiàn)太高不好
天線(xiàn)太低不好的理由是電波局促一隅,出不了遠門(mén)。太高不好的理由又何在呢?
大致說(shuō)來(lái),當天線(xiàn)的高度,不超過(guò)其本身的波長(cháng)一半 (1/2 λ )時(shí),發(fā)射出去的電波,只有一個(gè)主波,圍繞在天線(xiàn)的上方,而發(fā)射機輸出的電能全部分配給這主波。
當天線(xiàn)的高度恰為二分之一波長(cháng)時(shí),主波分裂為二,一在天線(xiàn)前,一在天線(xiàn)后。
天線(xiàn)高度超過(guò)二分之一波長(cháng)時(shí),主波更為縮小,小波數量也隨之增加。到最后,小波多如菊花的花瓣一般,廣為分布,從近地面到天頂,此時(shí),其主波也已不見(jiàn)。而用來(lái)捉 DX 通訊的主角,即最接近地面的波瓣,亦變得很小,分配到的電能,只有發(fā)射機總電力的一小部份,其余的電力,都浪廢在其他無(wú)實(shí)用的波瓣上。
這些無(wú)用的波瓣的角度,雖有助于近距離通訊,但是在收聽(tīng)時(shí),從這近距離地區所產(chǎn)生的干擾 (QRM) 和雜音 (NOISE),也會(huì )順路從這些波瓣進(jìn)入收音機內,增加收聽(tīng)的困難。這點(diǎn)卻常為人所忽略。