几种常用天线的方向性

天线是发射无线电波及接收无线电波的装置，是发信机的“喉舌”、收信机的“耳目”。通信联络时如果将“喉舌”对准“耳目”，有的放矢，就能事半功倍，这一点对小型电台更为重要。实践证明，15瓦以下的小型电台也能通达千里以上。抗日战争时期，我转战华北战场上的八路军，就是利用15瓦甚至更小的电台，一直同延安总部保持着顺畅的通信联络。在这里，关键是发挥人的作用，正确地架设天线和选择频率。否则，即使功率再大，也可能联不上。在战争时期，天线架设不当，不仅会影响自己联不上，还会给友邻电台增加不必要的干扰，给敌人的电台增加了窃听的可能。因此每一个无线电员不仅要能很好地使用电台及选择电台的位置，还必须熟悉各种常用天线的方向性，正确地选用和架设天线。

小型电台常用的天线有鞭状天线、T形天线、倒L形天线、斜天线及双极式天线等。现将其方向性简单介绍于下。

鞭状天线是一根可以伸缩或拆卸的金属杆，长度约为1米到几米（如图1a），长度越长，发射电波的效率越高。鞭状天线是最简单的直立天线，它发射电波的情形与一根直立日光灯发光的情形相似。电波从天线均匀地向四面八方发射，沿地面方向最强，向上空发射较弱，向垂直上空不发射，如图1b天线垂直方向性图。它表示天线向与地平垂直的平面内各个方向发射电波的强弱。所以说，鞭状天线主要是发射地波（沿地面传播的电波），很少发射天波（在高空传播的电波）。因为鞭状天线向四周发射电波的强度都相等，所以说它没有方向性，如图1c。

鞭状天线的优点是使用方便、便于隐蔽，适于运动通信。缺点是发射效率低，通信距离近。为了提高鞭状天线的发射效率，可以在天线顶端加上辐射叶或在天线的中部串入一个“加感线圈”，其作用都相当于加长了天线（如图2），故能提高发射效率。

T形天线（见图3a）是鞭状天线的变形，即把鞭状天线的长度加长，用两根长导线代替了顶端的辐射叶，因此大大提高了发射效率。T形天线靠垂直部分发射电波，水平部分不发射电波。这是因为两边水平部分的电流大小相等、方向相反（见图3b），所产生的电波在空间互相抵消了，故其方向性与鞭状天线相同。

由于T形天线与鞭状天线没有方向性，因此都适用于网路通信（如图4）或和方向变化、方向不明的对象通信。

倒L形天线如图5a，主要靠垂直部分发射电波，故以发射地波为主，其方向性如图5b所示。由于向水平臂伸出方向的反面发射最强，所以架设时应将它指向通信对方。倒L形天线的发射效率介于T形天线与鞭状天线之间。

斜天线（如图6）的方向性与倒L形天线相似，以发射地波为主，在斜面所指方向发射最强，架设时须将斜面指向通信对方。

斜天线的发射效率低于倒L形天线。架设时如末端架得愈高，发射效率也愈高，但方向性愈不显著而愈近似于鞭状天线。

以上四种天线是直立天线的不同架设型式，它们的共同点都是靠垂直部分发射电波，以发射地波为主，统称地波天线。它们的不同点是随着垂直部分的顶部折向一侧或倾斜而加大了天波的份量和产生了方向性。

小型电台用地波天线通信时，一般可通几十公里。如果通信距离再远，就需改用以发射天波为主的天波天线，把电波集中射向高空，利用高空的电离层，把电波反射到通信对方完成通信。

双极式天线是以发射天波为主的天线。其结构如图7a所示。两个水平部分是用来发射电波的，是真正的天线。垂直部分的两条平行导线叫馈线，是用来将高频电流送上天线的。从图7b可知，高频电流在水平部分的两臂上大小相等、方向相同，所以发射电波相加。但高频电流在两条馈线上却是大小相等、方向相反，它们产生的电波相互抵消了，所以馈线不起发射电波的作用。

双极式天线的方向性与水平部分架设的高度有很大的关系。当高度等于或小于1/4波长时（小型电台的工作频率大致为2～10兆赫，相应的波长为150～30米，1/4波长为37.5～7.5米，实际一般高度为15～7.5米），它发射电波向垂直上方最强，向斜上方较弱，向水平方向为零，如图8a所示。因为这种天线的电波差不多集中向高仰角（与地面成90°～60°之间）方向发射，所以称之为高射天线。电波遇到电离层反射回地面的情形，同喷泉里的水从喷头的顶部喷向高空又洒落地面的情形相似（如图8b）。这样就使以天线为圆心、半径为400公里以内的各点上都能收到反射回来的电波，且各点电波强弱都差不多。这就是说，高度在1/4波长以下的双极式天线（即高射天线）没有明显的方向性。可以用作400公里以内各个方向的通信。利用高射天线电波的高射特性，还可以跨越通信对象之间的障碍物，如高山或城市中的高大建筑物，完成地波通信无法完成的通信联络。

当双极式天线的高度超过1/4波长后，就具有明显的方向性了。发射电波变为向两侧的某一低仰角方向发射最强了（如图9a）。此时电波发射的情形，就象喷泉里的水，是从喷头两侧斜面喷出来的情形一样。这样的结果有两个：第一、电离层反射回地面的电波，在两臂的垂直方向上最强，偏离了垂直方向就减弱，到了两臂所指方向就为零了（如图9b所示）。第二、电波反射回地面的距离增大，所以能用作400公里以外的通信。

当双极式天线的高度降低到4米以下时，就变成一种有方向性的地波天线了。发射地波最强的方向是天线两臂所指方向。如图10。

根据上述方向性，可以得出架设双极式天线的原则是：第一、根据通信距离确定天线高度。用作400公里通信时，高度应等于或小于1/4波长。用作400公里以外通信时，高度应高于1/4波长。几十公里内需用地波通信时则架高1～2米。第二、根据天线方向性确定天线方位。天线高度等于或小于1/4波长时，因为它没有明显的方向性，故对方位要求不很严，但仍应尽量将两臂的垂直方向指向对方。高度大于1/4波长时，因为方向性很明显了，故必须准确地将两臂垂直方向指向对方。架高1—2米时，则需将两臂的任一臂指向对方。

上面介绍的是几种常用天线在一般条件下的方向性。当天线的垂直部分长度、水平部分长度、架设高度或地形条件不同时，其方向性都可能改变，应该通过反复实践加以修正。

以上介绍的各种天线，发射电波最强的方向也就是接收电波最强的方向，如图11所示。一副好的发信天线也必然是一副好的接收天线。对收发共用一副天线的小型电台来说，按发信的需要架好天线后，收信时就无需再调整了。(陈煜景)