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一款易于架设的4波段Windom(温顿)天线【作者BA6IT/AB9UX】

2015-07-18 21:11:10      点击:

       作者: BA6IT/AB9UX(U.S. Extra Class) 

        这是一款经典的温顿天线(Windom Antenna),他和普通偶极天线的区别是馈电点在偏离中心约17%的地方,这种馈电方法可以使的该天线可以良好的工作在基本谐振频率的偶次倍数上,而不必使用天调。

       Windom天线有很多版本,基本的是大尺寸(135英尺、40.5m)的天线,可以工作在80m/40m/20m/12m/17m/10m波段(除了30m和15m)。以下来补充一下这款大尺寸的温顿天线的资料:


         第一种方案:

         天线的结构如下 6:1 Balun─◆━━━━━━━━━━○━━━━━━━━━━━━━━◆─
                                               │←          13.7m   →│             27.2m          
        天线的馈电点阻抗约为300欧,因此,要和50欧电缆匹配要接如一个6:1Balun 

         

         第二种方案:

         这里介绍的是BG4VPA使用的一个方案---中午把原来的各6.75 米和   13.5米温顿天线,改成 13.5米和27.8米的尺寸,具体我天线从13.3米和 28米,后缩短到13.2米和27.1米,现架设高度约40米高,2懂12楼中间(使用的是1:4的巴伦)。频率和驻波如下:

 频   率           驻波
  3.7M                      1.3
   3.75-3.9M              1.1
   3.95M                   1.3
   4M                       1.5
--------------------------------------------
6.3M                       1.3
6.5M                       1.5
7.0-7.3                    2.0
---------------------------------------------
13.9-14.0M              1.5
14.2 M                    1.6
14.2M                     1.6
14.27-14.3              1.7-1.9
14.38                     2.0
---------------------------------------------
16.9M                    1.3
17.0M                    1.4
17.2M                    1.5
17.5M                    1.7
18.0-18.125M         2.0
--------------------------------------------
21.4                      X
-------------------------------------------
24.5M                   2.0     
--------------------------------------------
27.7-28M              1.1-1.2
28.2 M                   1.2
28.3  M                   1.3
28.4 M                    1.4
28.5  M                  1.4-1.5
28.6 M                   1.6
------------------------------------------------
29.0M                      1.9
29.2M                      2.2
29.4 M                     2.4
29.5 M                     2.5
29.6M                      2.6-2.7


下面介绍的则是更容易架设的20米长的温顿

        这次介绍的天线长度只有它的一半,总长度为6.75+13.5约20米左右,和普通的Dipole或倒V长度相当,但可以良好的工作在40m/20m/10m三个波段上(15m波段除外),在6m上工作的也不错。架设起来很方便。

         安装时只要剪裁一段6.75m的导线做短振子和一段13.5m的导线做长振子,中间接在一个4:1的Balun上就可以了(该长度可以根据实际环境和对CW或SSB的偏好略做修剪)。振子线可以用多股的塑铜线(软线)或者1.6mm的漆包线,工作起来都很出色。振子离地的高度不要低于6m,会得到较好的效果。实际使用中在40m波段比倒V天线略微弱了一点信号,在20m非常出色,效果超过Dipole和倒V,在10m也非常的优秀。



此图为BH4OQA跨楼架设的温顿天线,离地高,辐射效果非常好


        一些常见的问题:


        1、为什么这款Windom天线的总长度比计算出来的要略微短一点点?
        答:原因有好几个:一是偶极子天线本身有一定的带宽,覆盖常用的业余频率问题不大;二是为了照顾29.6Mhz有意为之;三是大部分人在放线制作的时候都喜欢下意识的多留一点,加上使用尺子的方法不够精确所以更容易裁的多一点。

        2、这个天线可以工作在几个波段,需要修剪吗?
        答:这个天线可以工作在40/20/10/6米四个波段15完全不谐振不能使用)如果按照图纸上的尺寸和架设方法,不需要任何天调,一般也不需要修剪即可使用。各业余频率的SWR基本都在2以下,7Mhz/14Mhz容易达到1.5以下,10米的最低谐振频点应该在28.500Mhz附近,SWR也可以小于1.5。29.6Mhz应该可以到2以下。

        如果架设的方式和离地高度有变化,谐振点可能会有少许变化,需要cut&try一下。
        

        3、必须使用4:1的BALUN吗?
        答:Windom天线的阻抗根据周围的环境和高度大约在200-300欧之间。所以用6:1的BALUN也可以,一般为了方便都使用4:1的BALUN。1:1的不能使用。

        4、架设一定要6米高吗?
        答:6米只是个建议的数值。实际上更高点效果会更好,如果能达到工作频率的1/2波长的高度,那么会取得比较低的发射仰角,对于做DX通信会很好。但高波段可能会超过1/2波长的架设高度,这时天线在垂直方向会出现副瓣,影响效果。但实际使用中无法全部兼顾和精确调整,一般不影响使用。
         当天线架设高度过低是,SWR会偏高并且不容易调下来。修剪天线只能改变谐振点的位置,不能改变最低的SWR。所以这个天线的高度最好不要低于6米,才会有较好的结果。
         还有一点,当天线的高度和设计值变化较大时,谐振频率可能会受到影响,需要稍微修剪。

        5、Windom天线可以倒V或斜拉架设吗?
        答:和水平Diople天线一样,Windom天线也可以倒V架设,但因为天线结构的问题(两边长度不一致),如果没有足够的离地高度,天线效率会变低,SWR会变高。同时发射角也会增高许多。所以Windom天线倒V架设需要更高的立杆才能保持和一般倒V相同的性能。Windom天线也可以斜拉,方向图会改变,阻抗也会改变。类似于垂直DP斜拉的情况。如果背后立杆是斜杆,则成为单向的Sloping半波天线类似结构的天线。如果立杆为绝缘材料,则方向图类似垂直GP天线。

        6、Windom天线在家里使用时有时会在低波段(80m或40m)产生少量的TVI?
        答:因为是偏馈天线,Windom天线较中心位置馈电的Diople在低波段会有少量的TVI现象。解决的方法是可以在4:1BALUN和发射机中间串接一个1:1的Choke式Balun,这个Balun可以用磁环或同轴电缆饶制,位置尽量靠近天线。这个方法能有效的减少TVI干扰。如果将Choke Balun的外皮接地,可以进一步抑制TVI。