2018年12月17日星期一

*你的天線姿勢不對!




安裝天線,可以說是一件玩無線電的朋友人人都需要做的事情。而實際上這件事大家也十分駕輕就熟了。車台?找個吸盤吸上。短波?找個竿子掛起來。做雖然這麼做了,但是為什麼這麼做你思考過嗎?我可以找個竿子把UV段的天線掛起來——或者找個吸盤把拉杆天線裝在車上嗎?效果會不會受到影響呢?

首先,你需要了解你的天線究竟是為了什麼而服務的。天線的安裝方式不同將會影響到電波從天線上發射出去的時候電波的屬性。我們都知道無線電波在空間中以電磁波的形式傳播,傳播的過程中在空間中就會形成電場和磁場。兩者相互垂直(插一句,這裏也是A類考試的試題考點之一喔)。而根據電場矢量與地面的相對關係,就可以區分出電波的不同屬性,也就是我們平常說的「極化」類型。

舉個不恰當的比喻,這就相當於是你拿着一個只有四個稜角的楊桃,從橫截面看楊桃與地面的關係,其中的一條對角線是電場平面的話,另一條就應該是磁場平面。我們考慮電場平面與地面的關係的話,自然會有兩種分類方法:水平、垂直。如果考慮到旋轉的話,還會多出一個旋轉的形式。把這些概念結合到電磁波上的話,就會產生以下的這幾種極化形式——水平極化、垂直極化、圓極化。其他的所有極化方式都是由這幾種極化方式組合而成的。

水平極化和垂直極化中,電波的波形和在截面上的投影

那麼我們平常所使用的天線又是怎樣的極化方式呢?像車台常用的直立天線將電波發射出去之後,形成的就是垂直極化波,此時電場的方向垂直於地面。UV段業餘無線通聯中天線的極化方式幾乎99%都是垂直極化。對於UV段這樣的視距傳播電波,極化在電波傳播的過程中不會發生改變。因此保持同樣的極化方式進行發射和接收可以保證達到最好的效果,避免信號損失。


車載的短波天線也是垂直極化,不過這主要是減小風阻,易於安裝
  這就為你安裝基地台UV段天線和八木天線給出了指導,如果你想在家裏安裝車台,使用的天線是車台的吸盤和垂直天線的組合的話,那麼就像安裝在車上一樣將其垂直的吸在室外即可。如果你使用的是八木天線的話,那麼你要注意:將八木的極化方向調整為垂直方向,即振子垂直的狀態(「魚骨頭立了起來」)。這樣可以保證電波的極化為垂直極化。

短波的傳播過程因為要通過電離層的反射,所以電波將會受到電離層的反射作用。而電離層的狀態瞬息萬變,電波的極化方式也會受其影響發生改變。如果你使用的是水平極化的八木天線的話,很有可能到達接收者的時候已經變成了垂直極化(當然,更有可能是變成了亂七八糟的極化方式)。這時候我們就不能考慮不同的極化方式對於接收的影響,而是盡力的接收信號了。而因為短波的情況下大家功率都不會太小,因此不同的極化方式對於信號的傳遞影響不會太大。不過有一點可以着眼的地方是,大部分人類活動產生的電磁噪聲都是垂直極化的,利用水平極化的天線可以有效地減少接收到噪音的大小。

那麼有沒有例外呢?一般來說在UV段使用SSBCW模式的愛好者會傾向於將天線安裝為水平極化的方式以減小接收噪音,並在DX活動中通聯到更多使用水平極化的其他愛好者。但如果你不在乎幾個dB的損失的話,使用水平極化進行普通通聯也沒有問題。
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