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HAM说方寸之外的天线Hentenn

发布时间:2022/6/4 14:44:00   
本文主要参考"TheARRLAntennaCompendiumVol.5"TheHentenna-TheJapanese"Miracle"WireAntennawritenbyShirowKinoshita,JF6DEA/KE1EOHentennaBV3FG

Hentenna一词是由日本语"Hen"以及英语"Antenna"合并而成,意思是"怪异的天线"或是"不可思议的天线"。因为它的外型简单、制作容易,所以在日本有不少业余电台架设Hentenna应用于28/50//MHz的业余频段。

Hentenna是在年由JE1DEU/Someya提出,基本的构想是将二个QuadLoop同相馈电,之后经由JH1FCZ/TadashiOkubo及多位友台(JA1RKK、JA1TUT、JH1ECW、JH1HPH、JH1XUQ、JR1SOP)的研究、实验,建构了这支简单实用的天线的原型。

Hentenna的特性一、辐射场型及电波极化面

如图一(A)所示,这是Hentenna的基本型式,这样架设的的电波极化面为水平偏波,如果架设成图一(B)的方式,则电波极化面为垂直偏波,在VHF/UHF频段通常都用图一(B)的架设方式。

Hentenna的辐射场型和Dipole相同都是呈8字形,电波最强的方向与天线围成的平面垂直,好比说你现在坐在屏幕前面,如果屏幕是Hentenna的话,那么电波最强的方向就在射出、射入屏幕的方向。虽然Hentenna为双指向性,但是指向性并不尖锐,其半值角(-3~0~-3dB的范围)约为80度,-6~0~-6dB的范围约为度,-12~0~-12dB的范围约为度,所以如果没有电机可以转动天线,只要把天线面对主要的通信区域,天线两侧收讯较差的方向也还不是很大,对实际通信而言应该接受。因为它是双指向性,如果有马达转动天线,只要转动度就可以涵盖所有的范围,算是很方便。

二、调整相当简单

Hentenna的调整相当简单,如图一(A)所示,只要上下移动馈电点的位置就可以可以把VSWR调到最低。根据经验,往下移动馈电点可以使谐振频率降低,往上移动馈电点可以使谐振频率上升。

三、可用带宽大、对天线尺寸要求不严格

一般来说,制作Hentenna时天线尺寸的误差在±10%以内通常都可以将VSWR调整到1.5以下,而Hentenna的带宽也比一般天线来得大,这种特性有以下的好处:

电波在导体里的速度缩短率(VelocityFactor,Vf)通常介于0.98~0.92之间,制作天线时每个人所用的线径不尽相同,所以Vf也不一样。对Hentenna而言,如果估不准Vf对天线的影响并不大。

在50MHz以下,由于天线的体积比较大所以不容易将天线架设得很高,这会使得天线与地面及建筑物互相感应而使得天线实际的谐振长度与理论值有所不同,不过这种误差通常不会超过10%,藉由Hentenna简单的调整方式可以把这种影响降至最低。

UHF的波长比较短,所以对天线尺寸精确度的要求比较严格,然而Hentenna允许天线尺寸有10%的误差,除非是很粗心,否则要做出不能用的Hentenna还真的是很困难。

四、有增益

理论上,在自由空间的Hentenna约有5.1dBi(2.95dBD)的增益,实际应用上,直接波与地面反射波干涉的结果,在建设性干涉最好的地方可使Hentenna有10.25dBi(8.1dBD)的增益,这样的表现和2单元的Yagi差不多。

五、Hentenna实战中的故事

早在年,BV3FG前辈在28MHz使用自制的Hentenna天线,架设在楼顶上。(见下图)调试好之后,感觉效果相当良好,实际通信的结果,感觉上不输三组件的八木天线。年12月使用Hentenna参加ARRL10mContest的CWQRP组,虽然只有5W的功率,信号仍然哇哇叫。比赛期间,在DXSummit的DXSpot上有不少人postBV3FG这个呼号。两天比赛下来,共有QSO,总分约25万分,是去年同组冠军分数的1.5倍(去年冠军的分数约17万分),也夺得了QRP,CW单人组的世界冠军。

BV3FG前辈自制的28MHentenna天线及其架设环境,也佐证了该天线不像八木那么“吃”架设高度,国内多数戏称天线为“招魂幡”。

年12月底,土耳其电台TA2BK在28MHzSSB出现,造成日本电台疯狂的PileUp,BV3FG使用这支Hentanna果然不负所托,在追台中只喊了两次,就从日本电台中脱颖而出,完成通讯。

前面提到,Hentenna的波形是胖胖8字形,实际使用的经验显示果然如此,天线的方向没有对得很准也没有太大的关系,而最好用的是利用8字形凹陷收不到信号的地方来抑制QRM,如果将这个地方对准QRM,QRM的强度大约可以减少20dB。

后来,天线的研发制作者JH1FCZ委托JA1RKK给BV3FG特意去了中文版的邮件,表示对天线使用上取得的成绩的肯定。为何JH1FCZ要如此大动干戈?那就不得不说说那年比赛中的第二名了。

(年ARRL10mcontestCWQRP的第二名JA1YNE(op.JP1OGL)是何许人也?其实它是NEC府中事务场(即NEC在东京都府中市的大工厂)无线电俱乐部的团体电台,这个电台在其他通信比赛也有相当不错的成绩,可以想见它的装备及天线相当不错,难怪以Hentenna胜过JA1YNE能令Hentenna的研发团队如此兴奋。年JA1YNE(op.JR1NKN再度参加同一个组别,并创下ARRL10mContestCWQRP的最高分记录至今尚未被打破。)

六、随着技术的探讨,也可轻松改制成定向

加装反射振子,Hentenna可以从双向天线变成更有趣的定向天线。

加装扼流圈后效果进一步提升效率(见下图)。天线系统架设时的垂直金属支撑杆对馈电点阻抗和谐振频率完全没有影响!

此为DK7ZB在原作者的基础上改进的定向版本

谈笑间,我们在研究谁的机器好,谁的天线好。调侃别人的时候,是不是真正的能静下心来,真正的去研究自己的兴趣。

天线的馈电部分细节。看得出作者确实是用心改进了。

国外爱好者HI8LAM自制的50M定向HENTENNA

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啊哈,你果然是慧眼识珠当世伯乐



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