天線可作為發(fā)射機(jī)的終端、接收機(jī)的前端，它是一個諧振裝置，但又區(qū)別于一般的參數(shù)式諧振回路，因?yàn)樗梢栽谠S多頻率上都產(chǎn)生諧振。天線在收發(fā)信電路中所占的位置非常重要，天線質(zhì)量的好壞，決定了收發(fā)信距離的遠(yuǎn)近及收發(fā)信效果的好壞。業(yè)余條件下，制作一付高質(zhì)量的甚高頻與超高頻天線，一直是廣大業(yè)余無線電愛好者追求的目標(biāo)。下面筆者將常見甚高頻與超高頻天線的型式及制作方法介紹如下。

在動手制作天線前，必須首先知道天線的基本公式，即：波長（米）=速度/頻率=300/頻率（MHz）。由于人們使用的絕大多數(shù)天線是以半波長的導(dǎo)體為基礎(chǔ)的，故1/2波長（米）150/頻率（MHz）。根據(jù)此公式即可直接用它得出天線的長度，用這個尺寸制造的發(fā)射（或接收）天線可以在預(yù)期的頻率上發(fā)生諧振。另外，我們還應(yīng)該記住傳輸線和天線的以下特點(diǎn)：（1）長度短于四分之一波長的短路線呈電感性；（2）長度短于四分之一波長的開路線呈電容性；（3）如果一條任意長度的導(dǎo)線的終端電阻等于它的特性阻抗，那么它就是一個純電阻性的負(fù)載，因而不會把能量反饋回信號源；（4）長度略短于四分之一波長倍數(shù)的天線呈電容性；（5）長度略長于四分之一波長倍數(shù)的天線呈電感性；（6）電感性負(fù)載可用加入電容的方法來匹配，電容性負(fù)載可用加入電感的方法來匹配。

一、接地平面鞭狀天線

此類天線是由一根垂直受激的四分之一波長振子與一個人工地面（三根或四根水平放置的，而且在電氣上是接地的輻射棒）組成。其中輻射棒應(yīng)至少有四分之一波長，如果它們是完全水平放置的，則饋電點(diǎn)阻抗大約是34歐姆，如接地輻射棒向下傾斜45度，饋電點(diǎn)阻抗則會提高到50歐姆，這是與標(biāo)準(zhǔn)同軸線進(jìn)行匹配的理想阻抗值。即使是讓輻射棒發(fā)生傾斜，它的失配狀態(tài)仍略小于15∶1。

1、接地平面天線

1/4波長的接地平面天線。四根呈輻射形裝置的金屬棒模擬大地，并接在同軸線的屏蔽層上，同軸線的中心導(dǎo)體與垂直振子相連接。

2、吸盤天線

此天線通常放置于車頂，它把車身看成是接地平面，它通過油漆與車身進(jìn)行電容性耦合。在其工作頻率上，若位于車漆兩面的磁座和車身之間的電容只有10pF，那么其電抗則小于1歐姆。

3、彎曲單極天線

如果把兩個四分之一波長天線連接在一起，從而可使其阻抗提高四倍。阻抗之所以提高是因?yàn)殡娏鞅粌蓚€天線分擔(dān)的緣故，這時(shí)每個天線中只流過單根天線電流的一半。其饋電點(diǎn)阻抗就可與150歐姆的導(dǎo)線合理的進(jìn)行匹配。材料可用銅或鋁管。

4、300歐姆的垂直天線

當(dāng)我們使用具有300歐姆輸入阻抗的設(shè)備時(shí)，可以根據(jù)彎曲單極天線原理向三個天線饋電，就可使其與300歐姆的導(dǎo)線有良好的匹配，其制作材料可利用銅管、鋁管或板材。

二、盤錐形天線

自成一體的垂直極化天線。該天線的頻率覆蓋相當(dāng)寬，因而可在數(shù)個倍頻程上工作，該天線的尺寸主要取決于最低的工作頻率。圓錐底的直徑和圓錐截面的弦長都是四分之一自由空間波長，圓盤的直徑是圓錐底面直徑的0.68倍；圓盤與圓錐之間的空間距離在14MHz時(shí)是15.6厘米；在144MHz時(shí)是2.6厘米，依此可推測出任一頻率的間隔值。制作時(shí)，我們可用金屬板、金屬網(wǎng)或底部的編織，或以間隔不超過1/50波長的導(dǎo)線來制作圓錐。

三、J形天線

J形天線是一種用四分之一波長匹配短線進(jìn)行饋電的天線，它是甚高頻段唯一的端饋半波天線。天線半波振子（長振子）的長度可按L（厘米）=14404/F(MHz)計(jì)算；短線（短振子）長度可按L（厘米）=7488/F(MHz）計(jì)算。J形天線的底部可接地，當(dāng)使用同軸線饋電時(shí)，將較短的振子的底部接地，并將同軸線的中心引線接到較長的振子上，調(diào)節(jié)較短的振子以獲得最小的駐波比。當(dāng)用阻抗較高的傳輸線饋電時(shí)，把線接在四分之一波長的振子上，調(diào)節(jié)接點(diǎn)位置以獲得最小駐波比。

四、簡單的甚高頻偶極天線

此類天線最方便的就是制作時(shí)不用銅或鋁管，它只需要將使用的75（50）歐姆同軸電纜，在其長度為二分之一波長的四分之一波長處，將該同軸電纜屏蔽層向后卷起，并使其覆蓋在線的外部保護(hù)層上，同時(shí)使暴露出來的導(dǎo)體保持一直線，這就形成了兩個在中部用匹配同軸電纜饋電的四分之一波長振子，即一個偶極天線。調(diào)整時(shí)只需修整中心導(dǎo)體和折回的外部導(dǎo)體部分即可。

五、折疊偶極天線

將兩個偶極天線互相串聯(lián)在一起可形成折疊偶極天線。這種天線的饋電點(diǎn)阻抗大約是300歐姆，能與價(jià)格低廉、容易購買到的雙芯扁饋線相匹配，其缺點(diǎn)是調(diào)整困難。制作時(shí)兩端的夾子可用金屬制作，在調(diào)節(jié)這種天線時(shí)，應(yīng)確保兩個夾子中心點(diǎn)的距離是相等的。另外，這個天線上部的中點(diǎn)可以接地，這樣就可將它安裝在一根金屬架上，形成八木天線的一部分。

 六、扇形偶極天線

扇形偶極天線也叫“蝴蝶結(jié)”天線或錐形天線。它廣泛運(yùn)用于甚高頻的電視信號接收。

 七、T匹配與伽馬匹配天線

T匹配與伽馬匹配天線也叫萬能天線。

T匹配使用平衡線，如雙芯線；伽馬匹配則采用非平衡線（同軸線），其導(dǎo)線長度可用滑動夾來調(diào)節(jié)匹配，也可用電容器將多余的電抗分量調(diào)整掉，在20米波段工作時(shí)，最大電容應(yīng)是150pF，在2米波段工作時(shí)，最大電容則應(yīng)是15pF。根據(jù)波長每米7.5pF的比例，我們能輕而易舉地用可變電容器覆蓋需要的工作波段。

八、帶有同軸線平衡——不平衡變換器的天線

在甚高頻率上，由于天線尺寸很小，因此，同軸線平衡——不平衡變換器成為實(shí)際可行的匹配裝置。其做法是首先切一截半波長的同軸線，并把它接到兩個振子上，然后再把饋線接到其中一個振子上。這個變換器可使阻抗提高到四倍。實(shí)踐中，半波長饋線的實(shí)際長度是相應(yīng)的自由空間波長的0.33倍。

九、信號聚焦天線

將發(fā)射機(jī)發(fā)射的功率按我們的意愿會聚在一起，此類天線統(tǒng)稱為信號聚焦天線。

此類天線最方便的就是制作時(shí)不用銅或鋁管，它只需要將使用的75（50）歐姆同軸電纜，在其長度為二分之一波長的四分之一波長處，將該同軸電纜屏蔽層向后卷起，并使其覆蓋在線的外部保護(hù)層上，同時(shí)使暴露出來的導(dǎo)體保持一直線，這就形成了兩個在中部用匹配同軸電纜饋電的四分之一波長振子，即一個偶極天線。調(diào)整時(shí)只需修整中心導(dǎo)體和折回的外部導(dǎo)體部分即可。

1、八木天線

八木天線是最簡單的多振子定向天線，它是根據(jù)用數(shù)字方法解釋了其工作原理的人而命名的。它由反射器、激勵振子、引向器等組成。其主要目的是將信號引向到激勵振子,并通過反射器將信號聚焦到激勵振子。實(shí)際上它就是一付定向天線。

注：第一引向器比激勵振子短4％，第二引向器比第一引向器短2～4％，第三引向器比第二引向器短3％，第四引向器比第三引向器短2％。
另外，八木天線只有激勵振子是直接與設(shè)備相連接的，其振子間隔均為0.15～0.2波長。

2、平表面反射器天線

平表面反射器一般用金屬板或平行導(dǎo)線網(wǎng)來制作。若使用金屬網(wǎng)，那么編織導(dǎo)線之間的距離不應(yīng)超過0.1波長，如有可能還應(yīng)更近些。激勵振子和反射器之間的距離是0.1至0.33波長。饋電點(diǎn)阻抗隨激勵振子到反射器的距離的不同而變化，當(dāng)距離是0.1波長時(shí)，阻抗為20歐姆；距離為0.33波長時(shí)，阻抗為75歐姆；距離為0.16波長時(shí)，阻抗是50歐姆；距離是0.21波長時(shí)，阻抗為75歐姆。反射器本身面積應(yīng)至少為1個波長見方。

常見的一些反射器具有60°或90°的夾角，這些反射器提供的增益比簡單偶極天線高11dB。反射器的截面尺寸至少是3/4波長，從開口處到頂端的邊長應(yīng)為一個波長左右。

3、拋物面反射器天線

拋物面是另一種反射器。這種反射面，可用反射的方法把平行的波束會聚于一點(diǎn)。在制作時(shí)，我們可參照平面反射器或角反射器的具體方法，根據(jù)饋電點(diǎn)阻抗來確定反射器與焦點(diǎn)之間的距離（激勵振子放置在焦點(diǎn)上）。反射面的直徑應(yīng)大于波長。直徑為1.5波長時(shí)，增益在10dB，面積每增加一倍，增益提高6dB。

相關(guān)閱讀：

天線的性質(zhì)與噪聲抑制的關(guān)系(2)
天線的性質(zhì)與噪聲抑制的關(guān)系(1)
針對NFC天線的ESD解決方案