火腿無線電技術(shù)：接地平面、增益和汽車--關(guān)于在車上安裝移動(dòng)天線的見解 文：Mark Haverstock, K8MSH

再好的移動(dòng)天線也比不上它所安裝的接地平面。請(qǐng)記住基本的偶極子--它需要兩個(gè)元件才能完成。垂直元件是一個(gè)，車身是另一個(gè)，功能上類似于安裝在地面上的垂直天線上的地網(wǎng)，或者用戶手持對(duì)講機(jī)時(shí)的身體。

簡單來說，接地平面是天線（此處指車輛）下方的大量導(dǎo)電材料，如鋼或鋁。

某些類型的天線（如 1/4 波移動(dòng)天線）需要接地平面，接地平面將射頻能量反射到天空中，以完成輻射信號(hào)的一部分。

短波高頻：多多益善

車輛實(shí)際上為永久性或 VHF/UHF 磁性安裝天線提供了一個(gè)良好的地平面，其底座一般為三至四英寸（7.62-10.16厘米）。天線放置示意圖（如下）顯示，磁性安裝和永久安裝天線之間僅有 0.02 dB 的差異。

移動(dòng)式火腿無線電天線安裝示意圖 (圖片/Larsen-Pulse 工程公司）

但對(duì)于短波高頻天線來說，情況就不同了。

在短波高頻情況下，使用車頂作為接地平面是有問題的，因?yàn)樗×恕?/strong>對(duì)于一個(gè)有效的接地平面，理想的情況是在所需方向上至少有四分之一個(gè)波長。大型 SUV 的接地平面可能只有三英尺，在 15 米、20 米或任何更長的距離上都無法達(dá)到四分之一波長。而且三英尺的距離也太長了，天線就在車頂?shù)囊欢恕?/strong>這對(duì) 2 米天線來說并不是問題，因?yàn)樗鼛缀蹩梢暂p松地安裝在任何車頂上，半徑約為 19 英寸。

如果您想在移動(dòng)時(shí)使用任何高頻波段，就需要盡可能地?cái)U(kuò)展接地平面。將后備箱蓋、引擎蓋、尾門和其他部件與車體的其他部分粘接在一起將有助于改善天線匹配，同時(shí)還有其他好處。首先是降噪--粘接可最大限度地減少射頻干擾從車體各螺栓連接部分的泄漏。適當(dāng)接地后，噪音水平下降的情況并不少見。

根據(jù)車輛的不同，接地帶還可以在其他幾十個(gè)地方發(fā)揮作用。這些地方包括但不限于保險(xiǎn)杠、懸掛部件、后橋、尾門--幾乎所有螺栓連接的硬件。發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)被忽視，因?yàn)榇蠖鄶?shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都有明顯的接地帶。當(dāng)然，它們是用于直流電的，因此增加更寬的接地帶有助于最大限度地降低點(diǎn)火噪音。

車鉆孔的真相

在汽車或卡車上安裝天線需要規(guī)劃。您需要了解安裝位置將如何影響輻射模式和可能的損耗。請(qǐng)查看上圖，了解基于天線位置的分貝損耗數(shù)據(jù)。

我們知道天線的最佳位置是車頂中央，直接安裝在金屬上。在頂部和中心以外的位置，輻射模式會(huì)受到一定程度的影響。例如，如果天線安裝在車的右側(cè)，輻射模式會(huì)在一定程度上偏向左側(cè)--穿過車身。如果天線沒有安裝在車輛的最高點(diǎn)，高于天線的部分就會(huì)阻擋部分信號(hào)。

但有些人舍不得鉆孔，尤其是在一輛全新的汽車上。有些人駕駛的是租賃車輛，他們認(rèn)為可能會(huì)對(duì)損壞進(jìn)行評(píng)估。還有人認(rèn)為這會(huì)影響汽車的交易價(jià)值。還有就是家里人的意見： “你不能把它放在我們的車上"。

這就是為什么有這么多可供選擇的移動(dòng)天線支架，可以安裝在掀背式車廂、后備箱唇邊、行李架、后視鏡和擋泥板上。

你可以不在車頂上打洞，但還是很有可能需要刮掉一些油漆，在裸露的金屬上擰緊一些固定螺絲。幸運(yùn)的是，這些都會(huì)被隱藏起來。

有吸引力的替代方案

我聽過一些業(yè)余愛好者和 CBer 對(duì)使用磁性安裝天線的抨擊。他們擔(dān)心磁性安裝天線會(huì)飛離車輛、劃傷油漆，而且無法與車輛的導(dǎo)電體實(shí)現(xiàn)真正的連接。然而，它們?cè)诤芏嗲闆r下都能很好地工作，而且還能將天線放置在最佳位置，無需在車頂上開孔。

磁性支架的效果取決于正確的使用和理解。這些支架需要一個(gè)鋼質(zhì)表面（通常是車頂）才能有效發(fā)揮作用。車頂作為接地平面，可以更好地接收和傳輸信號(hào)。使用磁性支架的一個(gè)好處是安裝和拆卸方便，因此非常適合租車或不需要永久性支架的車輛。

磁座的工作原理是利用其下的金屬表面產(chǎn)生電容。這種電容起到電氣連接的作用，對(duì)天線性能非常重要。支架本身構(gòu)成電容器的一面，而車頂構(gòu)成另一面。專家建議，接地平面不必與天線物理連接。有些火腿主張?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線，而不是僅僅依靠耦合效應(yīng)。在大多數(shù)情況下，這幾乎沒有影響。

移動(dòng)火腿天線安裝接線圖 (圖片/K8MSH）

磁座的表面積對(duì)其效果起著重要作用。較大的磁座可提供更大的電容，從而在各種頻率下都能獲得更好的性能。Moonraker Turbo-38 七英寸直徑支架（下圖）就是一個(gè)很好的例子。您可能還見過他們的三磁鐵支架。

墾月者 Turbo-38 磁性支架（圖片/墾月者）

為了提高磁性支架的性能，可以考慮使用磁墊等附件來增加電容，并使用線路隔離器（扼流圈）來防止射頻干擾。磁墊（如 Chelegance MAT-50）可提供更大的電容表面積，從而提高移動(dòng)天線的性能。線路隔離器可防止不必要的射頻電流影響 SWR 測(cè)量和螺絲刀天線的調(diào)諧。安裝在天線附近饋線上的卡扣式 Mix 31 鐵氧體或 240-31 磁環(huán)可以解決這些問題，并使調(diào)諧更加容易。

火腿無線電移動(dòng)天線安裝平面

Chelegance 的 MAT-50 增加了電容的表面積。帶環(huán)的鍍錫短編織物可滑落到磁座或車身支架（如 Diamond K-400 系列后備箱/后背支架）上的標(biāo)準(zhǔn) SO-239 連接器上。(圖片/K8MSH）

磁座的技巧和竅門

磁性天線一般都很有效，但要獲得最佳性能，您需要做幾件事。首先，也是最重要的一點(diǎn)，清潔安裝區(qū)域和磁鐵支架底部。灰塵、金屬屑和其他雜質(zhì)會(huì)堆積起來，導(dǎo)致油漆受損和與車輛接觸不良。如果能在不損壞天線的情況下進(jìn)入內(nèi)部，請(qǐng)務(wù)必檢查饋電電纜是否損壞，以及連接是否不良。

有鋁質(zhì)天線嗎？我有一個(gè)朋友擁有一輛 Airstream 拖車--它是一個(gè)很好的接地平面，但磁鐵支架顯然無法安裝。可以用粘貼式鋼盤將磁性天線支架粘貼到鋁制車體上。鋁是非常好的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電容耦合。

有玻璃纖維嗎？您可以在玻璃纖維下面制作接地平面，但這是一個(gè)復(fù)雜的過程，超出了本文的討論范圍。更好的解決方案是使用上面提到的鋼盤和 ? 波天線，如 Larsen NMO150C 或 Rugged Radios VHF-1/2W-SPR。

平面真相

如果接地?fù)p耗大，天線的好壞就沒有多大區(qū)別，因?yàn)榻拥負(fù)p耗是決定效率的最大因素。如果接地?fù)p耗較低，那么差天線和好天線的效率差異就會(huì)非常明顯。將 1/4 波鞭狀天線的信號(hào)強(qiáng)度與帶接地平面的天線進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度可能會(huì)增加 3 分貝。

為了獲得更好的射頻連續(xù)性，應(yīng)粘合大型表面，如行李箱、車頂和引擎蓋。

在其他條件相同的情況下，電容器在較高頻率下的傳導(dǎo)性更好，電容隨板的尺寸增大而增大。將這一點(diǎn)應(yīng)用到磁懸浮天線的安裝中，一般會(huì)出現(xiàn)以下情況：

用于 VHF/UHF 的天線比用于 HF 的天線性能更好，尤其是在 20m 及以上頻率。

天線放置位置不同。

對(duì)于所有天線而言，最重要的是天線正下方的金屬塊，而不是旁邊的金屬塊。