自制VHF/UHF四分之一波长天线简易教程

一、天线发射原理

天线的发射基本原理是:电以接近光的速度在导体中传播,当遇到导体中的不连续点时,它就会被反射回信号源。如果电流是交变的,并且反射电流在恰当的时刻返回原点或馈电点,那么电流就会受到后面各周期的强化,从而只需要很小的能量就可维持天线内的驻波。即由于驻波的存在使天线处于谐振状态。从而向空间发射电波。在谐振状态下,电压在电流为最大值的中点(振子的中点)是很少,在两端却有极大值,欧姆定律适用于天线,在中点由于电流大,电压低,所以电阻较小,在两端情形恰好相反,因而阻抗较高。

二、为什么常用四分之一波长天线

根据传输线的理论,1/4波长的开路线相当于一个串联谐振电路,所以其整个负载是呈纯电阻性的,在有些场合,由于环境的因素,天线的长度往往受到限制,所以出现了加载天线。根据传输线的理论,长度小于1/4波长的倍数的天线其阻抗呈容性,这时天线不产生谐振,为此我们可以在天线上加一个电感来与天线平衡,从而使天线发生谐振,我们称这种天线为加载天线。

理论和实践证明,当天线的长度为无线电信号波长的1/4时,天线的发射和接收转换效率较高。相对于二分之一波长、全波长来说,天线尺寸小很多,相比之下天线发射和接受效率与天线尺寸之比最高,所以常用四分之一波长天线。

三、如何计算四分之一波长

四分之一波长可以频率来计算,公式为 : 天线的长度(单位米)= (300/f)*0.25*0.96, f表示单位为MHz的频率,0.96是波长缩短率(电磁波在天线上传播时,一些因素导致波长变短,即缩短效应,工程上一般认为缩短5%左右)。

按照此公式,可以轻松算出:

  • VHF 144.00MHz对应的四分之一波长为 (300 / 144.00MHz) * 0.25 * 0.96 = 0.5 (米)
  • UHF 435.00MHz对应的四分之一波长为 (300 / 435.00MHz) * 0.25 * 0.96 = 0.166(米)

四、以VHF(144MHz)为例,制作四分之一波长天线

准备5只0.5米的铜条和一个M型座的接头(如图1)。

自制四分之一波长天线简易教程

(图1)

然后用烙铁把M型的主轴与其中一只的铜条焊接起来 再把其他四支用螺丝锁在四边 或是焊上 再把四只各向下45度

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(图2)

在主振子的顶端弯曲了一个环,这样可以方便地挂在室外或屋顶。

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(图3)

上面用到的是一个M型母头,馈线上接上M公头直接拧在母头上,非常方便。

利用这种方法,我们可以制作各种简易的小型天线,例如工作在98Mhz的FM调频天线,其振子长度仅为74cm,非常轻巧。非常适合调频发射爱好者自行制作。

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