天线,在我们生活中是一种很常见的通讯设备。但大部分人其实对它并不了解,可能只是知道它可以收发信号而已。

话说,自从1894年科学家波波夫成功发明了天线之后,这玩意迄今已有124年的历史。

在这漫长的历史长河之中,天线对人类社会发展和进步做出了卓绝的贡献。

在无线通信系统中,天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波:发射时,把高频电流转换成电磁波;接收时把电磁波转换成高频电流。

我们常见的天线类型有:全向天线、定向天线、鞭状天线、抛物面天线、平板天线、帽形天线等。

今天给大家介绍一款由美国火腿David Day,N1DAY设计的怪异“双灯泡”天线。David曾带着它参加了2019年野外操作日活动,在FT8模式上取得了很好的成绩。

来看看David是怎么说这款天线的吧:

几天来,我把所有与移动天线设计有关的材料都看了一遍,得到以下结果:平行连接2根铝合金S2431电线可降低热灯泡阻抗,需要增加一个电容帽,以帮助将RF能量推送到灯泡,最后,在接地线圈上添加一个分流器,以控制谐振时的电阻。于是,“双灯泡”天线--Dual Bulb便出炉了。

LBA-DB的原理图和部件列表

初步观察的结果:

  • 与我之前的设计的灯泡天线相比,调谐在简单性方面有了很大的改进。分流线圈造成了很大的差异。

  • 加上电容帽确实对系统产生了预期的影响。调谐所需的感应量下降了大约一半,我现在可以在现有线圈系统上进行160M的调谐。不再需要匹配160M的辅助线圈。缺点是我没办法再调谐到15M和10M波段。不过,考虑到目前的太阳黑子周期和恶劣的HF频带条件,这还不是最大的损失。

  • 在两个性能改进中,所需电感的减少立即出现。来自PSK Reporter的关于FT8的第一信号报告有了显著的改善。使用旧版本的灯泡天线,我一直在西海岸信号上处于-20至-24SNR范围内,现在使用新版本,我可以一直处于-15至-20SNR范围内。这种情况也正在向东延伸到欧洲,现在我从东欧得到一些报告,这些报告处于初始状态,甚至在老式灯泡天线中都没有出现。在使用该天线的头两个晚上,我向多个欧洲国家完成了几个容易的QSO。

  • 电容帽似乎也降低了辐射的角度。我注意到我的QTH和第一跳之间的死区在40米的范围内增加了很多。在这个区域的末尾,我得到了许多台站的报告,其中一些是在+5和更大的SNR范围内。因此看来,这种新天线使我的RF起跳角更小,向天空的辐射也更少了。

40m死区的增加意味着起跳角较低

LBA-DB上40M@50W--欧洲和南美信号良好

  • 有一个反对意见--2号电容帽已经成为辐射源,而不是作为灯泡存在。再说一次,我用了低功率的场强仪检查过了,电容帽并不会引起辐射,只是因为RF密度的峰值总是出现在这个位置--在感应线圈的顶部和灯泡的外面。如果你从原理图的角度考虑一下这个问题,RF会上升到线圈上,并立即与两个灯泡并联出线(这不是偶极子的布线方式。它是两个灯泡并联连接到电感器的顶部)。它从灯泡辐射出来,绕着每根84英寸长的灯丝运动,灯丝的末端接在2英寸的垂直电容帽上。由于这种几何形状的灯泡在内部是相互对立的,所以在电容帽垂直元件的区域中会出现电流的抵消。这是事实,因为即使我将场强计直接触摸到电容帽的元件上,也没有观察到来自电容帽的辐射增加。

  • 最后,我看到的是整体调谐变得更加容易。我在天线的早期设计中看到:增加的分流线圈和电容帽似乎大大减少了阻抗突增。调谐已经成为一个完全可预测的过程,所有波段的调谐工作只需要大约30分钟,相比之下,在早期的单灯泡天线设计上摆弄线圈抽头就需要一天的时间。

所以,我对结果很满意。

整装待发的LBA-DB

分流线圈