架设在窗口的GP天线

最近我住的公寓房子进行了翻修,虽然面积增加,但是我却再也上不了房顶了。幸好我抢在翻修前把天线从房顶上拆了下来,才没有什么财产损失。可是卷在床下的DP天线能有什么用。

眼看着十年的电台生涯就此要结束,悲痛之际,耳边老是响起BG5ENA沈颂华在BG开放前常说的一句话:穷则思变。是啊,房顶虽然没了,可是电台总还得要玩。

方案之一,是学习VR2ROBG2JC)王石玉,他把IC70612V12A的电池装在行李车上,一到周末,就拉上行李车,到官塘住处附近的小山头上,架起DP天线来工作。我住的地方附近山是不少,可是杭州的山不象香港,没有路可以拉着行李车上山;如果是背上山,体力消耗太大,恐怕只能偶而为之。更何况我不喜欢这样把玩电台当一件大事情来做,我喜欢的是上班前、下班后,开机听听,有传播就捏着电键做几个联络。看来王石玉的经验没办法为我所用。

方案之二,是学习VR2GY李锦鸿,在工作的地方架一副天线玩玩。我工作的地方倒是条件不错,七层的房顶,钥匙就在自己手里,我在顶楼又有一个单间,本来就是电台室(我的公司也做无线通讯工程的),电源、馈线都是现成的。可是内地的法律不比香港,把电台移动到其他地方是要另外申请执照的。虽然本地的无委关系很好,可自己也不太愿意为了这样一件事情去麻烦自己和别人。更何况把电台放在公司,又要把玩电台正经当做件事情来做了,要找理由申请加班、报老总批准,等等等等一大堆事情,也不能满足我闲时玩电台的愿望。

倒是近几日BBSBG7NQ梁铁威在嚷嚷窗口天线的事情启发了我。本来在美国的QST杂志上也是常见in door antenna,在日本的CQ杂志上也常见阳台天线。不过过去条件好的时候,从来对那些东西不以为然:室内天线总要木房子才行,至于阳台天线嘛,也得是顶楼开阔地带。我住的是钢筋水泥的房子,又是七层楼房子的四楼,还是一大片居民区的中心。从前想都不敢想一副架设在我窗口的天线能有什么效果。

可眼下,似乎这是唯一的解决之道了。

仔细查阅手头的资料,才发现原来架设在窗口的天线也是有好多选择:长线、端馈、环型。最早看中的是一副环型天线,是BA4AE冯国祥老前辈几年前推荐给我的。他自己已经做过一副,说效果不错,方向性也很强,20米和15米都可以用。不过一米乘一米的方框,挂在窗外总有点吓人,而且还需要一个好的空气电容。另外还有一种多圈环型天线,是绕三圈的,15米波段只要25厘米左右的方框,小是小,但是要三个电容,想必调整很不容易。

犹豫之际,想起VR2GY李先生的野外天线,那种底部加感的简易GP天线来。说来好笑,以前跟VR2GY出去野外的时候,心里总是不以他的天线为然,总觉得没有DP好。DP效率高、简单、重量轻。一次也跟他争论过,他只说了一条理由,就是这样的天线架设容易,跑出去不一定有地方给你拉DP的,但是GP,自己就能立起来,上哪里都可以用。想想他的话也是有道理,现在我的这个窗口,也只有GP是上手最快,成功率最高。

于是就开始找材料。

理论上,一副底部加感的GP天线,是由一根金属的辐射体,加上底部的加感线圈,和地线组成的。辐射体越长越好,只要不超过1/4波长。加感线圈电感量越小越好,当然是要配合辐射体能谐振,Q值越低越好,Q值太高频带太窄。地线就没有什么讲究,一根细线都行。

我找了一根1.5米长的拉杆天线做辐射体,拉杆天线虽然有接触不良的危险,但是拆装容易、重量轻。而且这根拉杆天线本身有一个底座,拉杆部分可以从底座上卸下来,底座有锣丝孔可以固定。

然后锯了约十厘米的一段1.5厘米直径的PVC水管,做底座和绕线圈。PVC水管最大的好处是加工容易,只要用1毫米的小电钻,就可以拿电钻当冼刀用,在PVC管上割出所需的形状来。先在水管的一端,做一个3毫米的小孔,把拉杆的底座固定在水管上,并装好焊片。

接下来,用0.7毫米的漆包线,一端焊在焊片上,在PVC水管上开始绕线。由于不知道拉杆天线的特性,也无从计算线圈的电感,就决定采取cut and try的办法,先紧密地绕上40圈,再来取抽头。

线圈绕到头的时候,在水管上对开钻两个小孔,把线从一个孔穿过去到对面的孔出来,就可以拉紧了。然后再与穿线垂直地对开两个3毫米的孔,装上两个锣丝和焊片,把线头焊到其中的一个焊片上,就可以了。这两个锣丝,不妨用得长些。

再在水管尾部适当的地方,开一个6毫米的孔,把一根50-3的电缆穿进水管,再从这个孔穿出来。电缆的芯线接焊了线圈的焊片,皮线接在另一个空闲的焊片上。皮线这个焊片上,再焊上一段地线。我是用了一根约4米长的多股塑料细线做地线。

最后,用一个纸模把水管头堵住,从水管尾,就是穿入电缆的地方,注入热熔胶,把水管里面全部填实,把电缆固定住。

这样,基本的天线就做出来了,下面,就要根据所需的频段,调整电感和地线。

调整前,先在电缆的另一头做上一个M型插头,有一种专门用于50-3电缆的M插头,它有一个小小的尾巴,只能让一根50-3的电缆穿过。如果买不到这种插头,也可以在做好的插头里,用热熔胶填充一下,把电缆固定住。

然后,在接电缆芯线的焊片上,焊一根细线,准备做跳线用。跳线时就是在线圈上某圈处,刮去漆皮,把跳线焊上,那么整个线圈的圈数就等于从接拉杆天线底座处到这一圈的圈数。VR2GY李先生更为彻底,他是在跳线上做鳄鱼夹,线圈绕成间绕的,每一层都有刮去漆皮的地方,想跳哪一圈随时夹一下就可以。我只想做15米单波段的固定天线,所以就用焊的。

调整前,先要把天线架起来,最好是直接就架在实际的位置来做调整。也可以先在房间内空旷的地方架起来粗略的调整一下。

我先在房间里架起来后,不做跳线,用MFJ259测了一下,谐振频率低到哪里去都不知道了。然后在线圈中部抽头,要是高了再下来一半,低了再上去一半。就这样用二分法,一步步找到一个15米的谐振点是在距离拉杆天线10圈的地方。

接下来,就要把天线架出去实地测试了。

由于拉杆天线的抗风、防水性能都不好,而且如果是装在窗台上还需要一个底座和一根伸出去的延伸杆。我就打起了玻璃窗的主意。江南的天气,一年中大部分时间玻璃窗是开着的,只关着纱窗。因此推出去和墙成90度的木窗,正好是天线的支撑体。由于拉杆天线不牢,我就没想做成永久固定的,何况下起雨来窗子还是要关的。所以我就在窗框底部斜地钉了四颗钉子。这四颗钉子刚好能够把绕了线圈的PVC水管放进去,靠尾部两个接线的焊片的锣丝,又能阻止水管滑下;而天线的重量加在水管上的力,使它紧紧压靠在钉子上,不至于从边上滑出。当然这样的牢固程度,只是保证一般使用中不会掉下来,刮起风来,还是要收进来的。

把天线实际架出去后,再测谐振情况,发现谐振点往上移了约1MHz,到了22MHz。想来是环境的影响,于是收进来,把抽头又加多了一圈,为11圈。再架出去一测,BINGO,刚好在21MHz。于是再收进来,线圈表面涂一层德国汉高胶水,焊片部分用热融胶包一下,最后整个用胶带包起来。本来最好是用热缩套管,不过那么粗的热缩套管手头上一下子没有。

最后再架出去,用MFJ259测了一下天线的谐振情况,这个天线在整个业余段内都能保持在2以下的驻波比,已经令我满意了。

天线是做好了,只花了个把小时,谐振情况也令我满意。可是实际接收发射的效果如何呢?我自己实在不是很有信心。于是烧起电台来,搜索了一会,就在我最喜欢的15CW波段,听到一个日本电台在CQ,小心地回答他,马上就回来了,他给了我599的信号报告。哗,我一下子就从椅子上跳起来,差点忘了抄他的QTH。那天下午剩下的时间里,我作了四个日本电台,信号报告都在579599之间。实在是美妙的经历,比之过去用房顶上的DP天线好象过瘾多了。

天黑了,听听频段上安静了下来,就把天线收了进来,只留下四颗钉子在外面。

当然这副天线总是没办法跟房顶上的DP相比,而且架设在朝北的窗口,那么南面的信号就完全没有可能了。另外我发现地线对天线的影响也很明显,有一次工作中,突然IC706说驻波比变坏了。拿MFJ259一看,谐振点没变,但是阻抗变成了三十几欧姆。一查看,发现楼下开了窗,把我的地线推动了一下,有一小段叠在窗框上面,没有拉成完全的直线。伸手把地线抖了抖,让它垂下去成直线,阻抗就好了。

另外做这种天线还要注意一个陷阱,就是地线正好谐振,而辐射体本身却不谐振,造成天线谐振的假象。我跟VR2GY曾经碰到过,TS50说驻波比很好,可是却联络不到什么台,7MHz上在百多公里外的电台说我们只有51。后来才发现是扔在地上的地线在做辐射体。