车载天线评论1

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1、车载天线评论 1/18 Rev1 2009/4/29译 车载天线评论 原文地址：http:/ 原作者： Alan R. Applegate 原文作者最近更新： 2009 年 4 月 21 日星期二 翻译： BD1QMP 曾学明（原呼号： BD4RU） 警告：版权属于原作者，本文只放在 www.H 网上供各 ham 学习用。译者不对作者的任何观点负责。任何商业用途请和原作者联系。 一、简介 HF 车载天线有各种可想象到的特性，比如效率、全长、质量、设计、坚固性、易于安装性和售价等都各不相同。对于大多数来讲，这些特性中的任何一个都不能保证包含了另外一个吸引你的特性。不幸的是，大多数人选择车载天线都

2、是基于最吸引人的一点而不是其他的特性。 为了帮助新加入的车腿做一个聪明的决定， 我用 ABCD 和 F 打分系统来评价天线。打分不是依据大家常用的方式，这点会在下一章节谈到。 然而，读者在往下读时需要在脑子里面有一些重要的打分因子的概念。 车载天线评论 2/18 Rev1 2009/4/29译 第一重要的因子是效率方面的，就是接地损耗 (Rg)，尽量减小接地损耗是第一优先级的。 第二个因子是长度，一个天线的辐射阻抗 (Rr)和天线总长的平方相关。越短的天线需要在加载线圈中更大的电感量。可以这样想：长度减半，效率只剩四分之一。 第三个因子是加载线圈的 Q 值。如果一个线圈的 Q 值超过 350，

3、那么再增加Q 值就几乎没有意义了。如果 Q 值低于 150（大多数商品天线就是这样的），那么使 Q 值加倍，在一些例子中可以得到大于 2 倍的效率，在大多数例子中可以增加至少 50的效率。 Q 值损耗定义为 Rc (resistance, coil)。 第四个因子是阻抗匹配，这个因子的意义在于，如果你的天线不需要阻抗匹配，你还是应该需要一个更好的天线，更好的安装方式会两者都要。 第五个因子是结构。有一些商品天线设计或制造得非常差，瞎子都能给他们打个 F！因此，如果你喜欢的天线在下面被打分为 F，你应该知道是为什么。 最后，在本文中包括或者没有包括，某一种牌子的天线或型号的天线，他们不应在一个天

4、线的选择中具有权重。也就是说，世界上有超过 75 个天线厂家或HF 车载天线，甚至可能两倍还多的天线厂家 , 我不可能都包含进来。但是他们的天线都隶属于下面的分类中。 车载天线评论 3/18 Rev1 2009/4/29译 二、基础篇 这儿要提到一个很重要的观点：一个汽车不是一个地平面！但天线和汽车表面形成的电容效应扮演着地平面的角色。但问题是这个表面不是好的 RF 导体，因此存在接地损耗。下面的文中提到的 地平面 其实不恰当，只是用以区分直流地和 RF 地。 安装车载天线最重要的方面是要充分理解什么是地，什么不是地。地，在本文中包括了地平面， 直流地， 射频地和汽车下面的地面。 由于这个概念

5、的重要性，我在另外一篇文章中专门解说过。在你读本文前，或安装你的天线前，请读射频和直流地一文。 接地平面损耗是决定天线效率的单个最大的因素。如果你不明白一个好的接地平面的重要性，接地平面注释一文是为您写的。请记住，过多的接地平面损耗会导致最好的天线变成毫无用处！ 正确的天线连接也是很重要的，好的连接可以通过最大化有限的接地平面来帮助提高任何天线系统的性能。 好的连接也能提高射频抗扰和减小对外的射频干扰。如果你的天线系统还存在 RFI 问题，而你不知道干扰来自哪儿，请阅读噪声识别一文，你可能也想读读静电噪声控制一文。 有许多因素都要求您永久安装你的 HF 车载天线。比如最小化接地和分布电容损耗，

6、安全因素和买保险问题。上面提到过，另外一个导致天线毫无用处的因素是很差的安装方案和 /或位置。如果你不想在钣金外壳上钻孔，至少应该注意临时安装方式会导致效率的影响。即使最好的安装方式已经带来了很高的损耗，车载天线评论 4/18 Rev1 2009/4/29译 临时安装方式包括磁铁吸盘、边沿安装和安装夹都还会进一步导致接地损耗增加。 很少有爱好者能注意到天线全长的重要性。辐射阻抗是基于电气长度的，而不是其他任何因素。一条全尺寸 1/4 波长天线阻抗是 36 欧姆 . 如果长度是 1/8波长，辐射阻抗会小到 9 欧姆！如果再小到 1/16 波长，辐射阻抗将只有 2 欧姆！如果接地损耗是固定的 10

7、 欧姆， 简单计算将告诉你效率值。 如果你没有读过 效率一文，假设没有其他损耗的情况下，计算出来的效率结果是： 22， 2和1左右。然而，当然会有其他损耗，由于长度的缩短，需要更大的加载线圈电感量，导致更大的 Q 损耗。 和大家的认识相反，制造一个 Q 值超过 500 的加载线圈是非常困难的，而且一旦线圈成为了天线的一部分， 特别是宽频带加载线圈 （比如遥控调谐的天线）保持 Q 值大于 350 也是同样困难。也就是说，即使你把 Q 值加倍到 1000，效率提高的值只能在理想环境中测量。再次重申，这是因为在效率计算中，接地损耗是主要的影响因素。 这有点象在回避问题的实质： 一根一般的天线 Q 值

8、是多少？这是一个很难决定的参数，很难测量，并且在天线的带宽范围内变化非常大。然而，如果你反复咨询制造商，你将发现天线的 Q 值是比一些假设或广告考虑得更少的一个因素。事实是， 75 米频段螺旋加载天线的 Q 值低于 50，有的甚至低于 10！螺丝刀天线平均 Q 值低于 150.有一些天线的 Q 值是超出 300 的，但你的安装方式不总是能保持这个值。 车载天线评论 5/18 Rev1 2009/4/29译 需要补充一点，只有在采取必须的步骤正确安装天线才能体现正确购买一支高 Q 值天线的好处，否则买更高 Q 值天线带来的好处会被接地损耗掩盖。 一些 HF 车载天线设计的非常之差，我没有足够的知

9、识去了解他们是否接近没用。这也适用于有的天线厂家，即使在他们的宣传材料里面吹捧他们的天线如何好。换句话说，一些天线在外观和功能上是如此出众，即使没用培训过的人也能看出差距来。 我需要增加的是， 价高不总是意味着好的质量， 长寿命和高效率。 三、假负载 现在在卖的天线中有的其实不比一个 50欧姆假负载加一根辐射体强。显然，他们的得分是 F。一个例子是 Maxx-Com.价值 400 美元，赶得上买一根电动螺丝刀天线了。 Comet 的 HA 750BL 也类似，但是用的是一个高损耗的 6:1 阻抗匹配变压器，甚至比假负载还差。显然 Comet 公司也意识到了，在他们的网页上已经不再提供这个天线了

10、。 Diamond 的 HV7A 虽然不是一个假负载，但也差不多。除了 UHF和 VHF，它还覆盖 6 米和 10 米，附加一个其他的 40 米以上的 HF 波段。全长只有 50 英寸（ 1.25 米）。加载线圈不只是小，简直就是迷你型的。可选择的 40米线圈竟然是用 26 号（ 0.13mm2）线绕的。 Opek天线如下图所示， 其实不能叫天线， 只要 100W 功率工作一两分钟，加载线圈就会非常热。 车载天线评论 6/18 Rev1 2009/4/29译 四、缩短、粗短的天线 过去一些年，由右图示 Yaesu ATAS 120 引领的缩短、粗、遥控 短波车载天线盛行。其流行的原因部分是因为

11、他们的小尺寸 （小于 7 英尺 （ 2.1米）轻重量和显然的便于安装性。这些天线显然不一定比同类天线便宜。购买者归功于这个天线的边夹安装、行李架安装甚至是磁吸盘安装。所有这些安装方式都增加了总损耗，包括这些安装方式使用的 RG174 尺寸的同轴电缆带来的损耗。由于用户很难比较这些损耗，因此很少被注意到。他们所关注的就是能进行通联，特别是 DX 通联。然而，他们只能得分 D。一个特例是 Scorpion 680SA，这条天线可以打 C。事实是， Scorpion 的缩短版本的天线几乎和对手的全尺寸天线一般大。 使事情更坏的是，即使正确的安装了，这些缩短天线还会从他们的控制线，特别是同轴线上带来很

12、大的射频干扰（共模电流干扰）。这些会导致干扰抑制不只是困难，而且还不可能。这点尤其重要，特别是你准备使用自动控制器时。 当前这些天线都不需要任何阻抗匹配，这是因为他们的内在阻性损耗导致他们的输入阻抗已经接近 50 欧姆了。这意味着，天线不是直流接地，因此会比大尺寸的同类天线有更大的噪声，在雨天或灰尘环境中更明显。 车载天线评论 7/18 Rev1 2009/4/29译 如果你想用一个此类天线，请把前面描述的问题印在脑海中。你需要额外购买磁环来抑制共模电流和其他的问题。 跑题一下，我经常被问到：在其余都相同条件下，一个缩短的粗天线和全尺寸天线之间有多少不同。在几乎所有的实例中，至少有15dB的差

13、距，甚至有可能达到25dB。在波段打开时你总是不会注意到差距的。然而，当传播条件比较差时，3个dB的差距在信号强度上可能导致在收发机的S表上有巨大的差距。记住，你不得不使你的信号在传播的另外一端有足够的强度，否则别人不会听到你的信号。很多小天线正承受着后者的痛苦。不幸的是，这种状况下，人们大多归罪于电波传播而不是指责天线这个真凶。 五、螺旋天线 市场上存在大量的螺旋天线，他们的打分最多是 D。有一个制造商制造螺旋天线和捉虫器天线。在他们的网页上公开的信息指出他们的捉虫器天线的信号强度比他们的螺旋天线高 2 个 S 单位。这意味着 12dB 的差距！ 流行的倾向是 Hamstick, 和 Out

14、backer， 以及各种盗版。由于 Q 值只有 50 或更低，所有的天线效率都低。一些 80 米的天线 Q 值甚至低于 10.如果你想要一条真正的损耗天线，你可以选择短而粗的 3 英尺版本。 唯一吸引人的是：轻重量，低风阻（某些型号）和低价格。这些意味着可以用任何种安装方式安装，有的安装方式会导致总损耗。效率范围从 80 米到 10车载天线评论 8/18 Rev1 2009/4/29译 米是 0.3到 20。由于系统损耗导致的输入阻抗接近 50 欧姆，这些天线通常都不需要匹配。 更坏的是，几乎所有的螺旋天线都是中空的，这样可以使鞭能进入到主体足够的长度而影响加载线圈的电感。这导致如果没用 MF

15、J259 几乎不可能进行调整（特别是在 80 米波段） .第二，即使你达到了好的匹配，由于鞭接近线圈的顶部也会使已经很差的 Q 值雪上加霜。一些进口的便宜货使用的是低档的玻璃钢，导致抗恶劣天气的性能很差。仅仅几个月后就变硬变脆并经常断裂。 必须指出，虽然一些这种天线提供各种线圈用以多波段，这些天线最好只考虑单波段的型号。 六、标准尺寸天线 其实没用一个标准尺寸的车载天线，这样叫是错误的。这类天线的平均全长是 9 到 11 英尺（包含鞭），有的鞭能使全长超出 13 英尺。除了两个例外，他们的得分是 C。 遥控调谐（电动）天线通常被叫做螺丝刀天线。这样叫的原因是因为车载天线评论 9/18 Rev1 2009/4/29译 第一个这种天线使用了一个百得的充电螺丝刀来调整天线的谐振频率。 电机驱动一个螺杆旋进或旋出一个装在线圈底部的螺母。这就使线圈旋进或旋出主干，在主干的上部安装的触点在线圈的外部滑动。 今天， 还叫他们螺丝刀天线不太合适，因为不著名的百得马达已经被更可靠的减速马达取代了。 Don Johnson， W6AAQ，被尊称为螺丝刀天线之父。事实上，他做的不是第一个电动天线，也不是第一个将加载线圈的没用部分隐藏在主干内的。但确实是他使这种天线流行起来，也许这就是事