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【火腿课堂】使用多个天线安全连接多个业余无线电台可不可行?火腿大叔说可以!

  “在这段视频中,我介绍了业余无线电台使用的保护措施,能够连接几个频段有几个天线的业余无线电台。”

  垂直式天线与水平式天线感度的差异并无定论。一般状况下,只要双方都采用同样极性,即可以有良好的表现;否则,两个不同极性的电台,彼此讯号差将可达 20dB 以上 (即大于功率 100 倍以上)。笔者在此仅就一些常用定则提出讨论,分成 HF 与 V/UHF 两部分 (或视界 100 公里内与视界外)来作比较。

  HF (3-30MHz) 电波强度在距离电台数公里外即强烈衰减;通常是藉由电离层的反射,才能与数百、数千公里外的对方通联。电离层的一次反射距离约在 2-4 千公里,有时要经过数次反射才能安抵对方,而每一次的反射会衰减掉约 6dB 强度,加上海面波浪之起伏不定及高空电离层因地球自转,每秒有 500 公尺以上之移动;高空的日夜温差达 1000C 以上,作为 HF 电波媒介的电离层也是波涛汹涌,不可捉摸。

  两天线的极性偏波面已经晕头转向,分不清东南西北。但重要的是;天线的辐射角度方向是否对向电波的来向!有时使用定向天线指错角度会收不到对方,有时原指向北极接收美国来的讯号,却在 180转弯后收讯更强。定向天线对特定方向之通讯良好是事实,但对于业余之 CQ 全方向呼叫,效果并不一定好,因为 360内只能收到 90内的讯号,而且定向天线多为水平架设,以地平面 5 ~10内仰角之 DX 远距通讯为主,2 千公里短距离的通讯,角度较大,效果也会差些 (其差异是在指向性,不是偏波面)

  水平的半波天线其实是最标准的短波天线,其辐射角度自地平线,皆可辐射,但在架设时,离地至少要有 1/4 波长的高度以上才行。其指向性为 字形,有指向性。若要获得 360全指向,则需要装设两组才可,各朝东西及南北方向。若装南北定向,则拉东西向。

  垂直天线MHz 以下) 时,偏爱夜间;10MHz 以上则偏爱日间。而在频率低时,因半波天线 波长甚长,架设不便,故多采用垂直天线皆可辐射,但是对高角度辐射效果较差,因为电波之偏波面历经电离层与海浪之折腾,在达到数千公里外时,已经是面目全非。此时若装设两组垂直天线 波长以上,用两台相同性能之接收机收同一频率之远方讯号,会出现一台接收讯号强,另一台或许完全没讯号的现象!有时数秒交替一次,有时两台都很强,此现象即因偏波面不同之相位减衰所造成。

  HF 之 QSB 电波衰落大于 20~ 30dB 时,功率差可达100~1000 倍,收听时有如浪潮般,数秒钟一个起伏,在传播状况不良时,只要稍待数分钟,可能会有强讯号出现。处于波浪谷点的千瓦讯号,有时不如处于峰点的一瓦讯号,完全要看时机。100 瓦的 HF 讯号虽在十公里外,收听起来可能如蚊声,非常困难;然而在数千里外,却可能强到 59++, 60dB/uV 以上。

  在笔者万华居所实测结果:收到芦州 100 瓦的 HF 讯号约 40dB/uV;收和平东路 / 新生南路口也是 40dB/uV 左右,但是接收日本 NHK 100 瓩的 17810KHz 广播时,竟高达 80dB/uV,比 40dB/uV 的讯号强了千万倍!但是,电离层只要一变化,虽有千万瓦特之强电台,收不到就是收不到,但有时却只要数米长之单线即可收讯良好。同好们可以试收 3925/6055/9595KHz 的 NSB 日本短波放送,24 小时 5 万瓦特全年无休的广播讯号:或是 9635KHz 的新加坡电台。

  垂直 GP 与水平DP天线的架设很容易,只要谐振好,效率也不差,端视电离层愿不愿意反射。至于天线选用的种类,并无重大差别,只要随时注意电离层状况,传播良好时,虽只有 1 瓦 (甚或不到),也可以通全世界!短缩天线的效率差些,放在架设时最好是架高一点,在半波长直径范围内无阻挡物,且不得有另一支天线。笔者曾于水平定向天线下方,用铜线拉起另一水平天线 米,但当两组天线平行时,SWR变差。因此,在旋转塔上装两组以上的天线时,彼此之间得相距半波长以上,且不得平行。电离层是通讯远近的决定因素,天线与功率只是尽人事而已!当然,天线的性能愈好,通达的效果愈好。

  相对于 HF 的长波长,VHF/UHF 超高频之波长较短,易于做到标准的半波天线,架设安装也较简易,效率高,适合移动使用。一般电视天线多用水平式多节定向天线,而行动电台多为垂直 1/4 波长天线,两者互相垂直,降低了强力广播电台与行动电台之间的干扰。在一般情形下,水平与垂直天线dB 以上。

  垂直天线对近距离 VHF 通讯较佳是不争的事实;有人主张在 VHF 作 DX 通讯时采用水平天线,主旨是在避开本地之强力垂直天线电台的干扰。在同一极性下 (例如垂直天线)作 FM 通讯时,只要附近有强 10dB (10 倍)的讯号,即会被强食遮没。若改用水平天线,受到另一方的垂直天线 倍)左右,对接收弱讯号之改善颇有帮助。而 V/UHF 的电波易于反射、散射、折射,会干涉因复径传播而生之环节点,导致行动台每移动 1/4 波长距离,讯号强度会有30dB 以上,一波一波的变化,有如天堂地狱之别。

  V/UHF 通常不因电离层而反射,多作为 100 公里内的固定或移动通讯,天线多为垂直极性,天线 波长以上。经实际试验;144/430MHz的移动通讯,以 1 米长的垂直鞭状天线最佳;太短则离地 (或基座板)不够,有效辐射径不是,辐射效率偏低;太长则机械强度不够,车行时摇摆不定,将导致强烈 QSB,降低了解度。水平天线

  水平天线一般比垂直天线多一倍增益,而且,加高架设之效果远比垂直天线改善许多。然而行动电台一定是东西南北随意移行,故仍须利用无指向性的垂直天线。垂直共轴天线因为压缩了向天顶方向的功率,使得指向于地平面水平方向之能量作 360平均射出,有利于30~100 公里内之无指向行动电台。而由建筑物等的反射作用,实际上,水平偏波并不会完全收不到,重要的是天线的指向性及干涉的环节点问题。在通不到的地点,只要移动数米,或到空旷地,即可改善。出租车无线电抢台的要点是;在空旷地连喊三声车号。

  在目视距离内可直通的两个固定台,因为天线固定,受到复径传播的影响,会产生环节点,使通讯效果产生迥异的变化。在通讯不良时,只要更换频率数十KHz 或改变位置,以错开谷点,即可强烈影响讯号强度。同样地,水平与垂直天线也会有强烈对比,如同 HF 波段一样,电波经过多重反射、折射后,垂直与水乎天线dB 标准公称差异,也就所差无几了。但是在使用多节排骨 (定向)天线时,双方一定要垂直或水平一致,否则,会有千百倍之差距,甚或完全收不到!绝对不可说水平垂直无差别。

  电波是无所不在、无孔不入。其捉摸不定的特性,无人能 100% 指出,得靠大家多利用各种天线予以捕捉,继续研究其特性。

  多年来,笔者时常在本地收到V/UHF 的 DX 讯号,曾经就收过来自日本大阪的 FM OSAKA 85.1MHz 广播电台;讯号强时,用小型手提 FM 收音机,短短数十公分的天线,水平或垂直,都可以收得非常清晰,但是一年仅有数次,每次都很短暂,仅有数小时而已。即使跑到三千公尺的高山上,用数十节大型天线尝试接收,在电离层不反射时,收不到就是收不到!

  一般在地平线内,只要避开高山、建筑物阻挡,天天守听外国 FM 广播电台的强讯指标,即可意外遇上。在虎尾以北地区,往日本方向无高山阻挡之地,如彰滨、员林、台中大肚山以西、林口、台北市区,要以 144/430MHz 通日本,应当每年会有数次机会。笔者在万华就曾用 2 米半长垂直半波 CB 天线,接上家用一般调频收音机,收到新加坡、马来西亚、菲律宾、泰国、韩国、北海通、关岛、昆明、贵川、广西、四川、甘肃、两湖、江西、大陆东北的 90~ 100MHz FM 广播电台讯号!因此,若要用 144/430MHz 通达上述各 地,是绝对可行的,只要用 5~12 节的 YAGI 八木天线 瓦输出的条件,每年至少会有一次以上的机会。在夏日冬夜、台风日或气候强变之日,通达的机率最高。有兴趣的同好,请多注意。

  台湾南北仅 500 公里内,300 公里高的电离层反射镜要仰角 45以上,才可通达,仅能用 4 ~10MHz 高仰角辐射之条件来完成通讯,高于 10MHz 会穿透电离层。国内业余台近来常在 7.060MHz LSB 通联,南北各地可以通得很愉快。而要避开本地干扰作 DX 远距通讯,最好还是采用水平极化的天线。若要作 EME 月面反射通讯,或 1 千公里以上的 V/UHF 通讯,所使用天线dBi。

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