记录分享一下我 DIY 倒 V 天线的过程以及一些心得体会。

注意，以下说的基本上都是短波波段，就是波长 80m ～ 6m 的无线电波。 （160m波段老老实实去用倒L或者GP吧……实在不行加感）

倒 V 天线简介

一个倒 V 天线是一种天线，类似于水平偶极天线，但两侧向下弯曲，通常在偶极子腿之间形成 120 度或 90 度的角度。就像偶极天线一样，这种天线有两个振子，分别连接与信号源的绝缘的两级。从侧面看，这种天线就像把字母 “V” 倒过来写，因此得名。

（图源自 VU2NSB，73！）

倒 V 天线有诸多优点：

  • 由于只需要一个中心高支撑点，这种天线安装方便，简单可靠。
  • 因其本质上是一种水平偶极子天线的变体，故发射和接收性能上也很有优势。
  • 倒 V 天线可以方便地扩充波段，通常情况下每一组波段振子独立工作，这使其内部谐波干扰和共模电流几乎可以忽略不计，拥有相对纯净的本底噪声和相对不错的发射效率和抗干扰能力。

倒 V 天线也是有缺点的，不过我认为相对于其优点可以忽略不计：

  • 由于振子不是完全水平的，倒 V 天线的辐射没有显著的方向性……相比较典型的偶极子的方向图像一个横着放的葫芦，倒 V 天线的辐射方向图就像一个横着放的鸭蛋。这对于某些需要方向性的场景而言有弱势。

（图源自 VU2NSB，73！）

  • 天线的振子末端接近地面导致有地面反射效应，影响效率。天线发射时，振子末端做不好绝缘也是会触电的。（真 · 酥酥麻麻的感觉）
  • 无法达到类似于对数周期天线那种无缝的丝滑的大范围波段覆盖。（喂喂喂这要求是不是有点太高了？！）

但是，但是，话又说回来，倒 V 天线的优点是很多其他天线没有的：简单可靠/多波段，架设安装要求低，在这种情况下还是平衡天线，效率和接收性能都还不错，属于一种相对六边形的天线，作为船上天线或者军用通讯的备份天线使用。当然，最多使用的还是穷 HAM 群体……（有钱谁不上 Harder, Better, Faster, Stronger 的天线 😭）

我与倒 V 天线的故事

从一开始用半波端馈入门到现在，我已经自己设计 DIY 了三代倒 V 天线了，每一代都总结了经验教训，改良优化设计，致力于打造：价格便宜，架设简单，性能优异，便于携带的倒 V 天线…… （怎么感觉像是在打广告） 目前我的倒 V 天线加上 10 米的馈线，总重只有 1.5 KG，看起来确实很沉，但如果这是一个能在10分钟内架设，几乎无视地形，发射效率约 90% 且支持3个波段（可以加到5个波段，但是更沉），抗风能力超过 150 KM/H 的天线呢？

相对于 GP 天线，它不用整理那令人头疼的地网和难以固定的地锚；相对于便携正 V 天线，它是稳固的三角形结构，不用担心你昂贵的振子在风雨中折断；相对于八木天线……什么你搞便携短波八木天线？？？疯了吧？那为什么不上Spiderbeam？；相对于偶极子，你不需要费老大劲去找一个波长那么大的空地以及 3 个同等高度的支撑点……

这还要什么自行车？

玩业余无线电没几年，这副天线帮我拿下了 DXCC100，作为五五节操作员是它，全亚 All Asia 比赛也是它，CQWW 也是它，木兰围场 DX 也是它，ARRL 也是它……无数个寂静的夜晚，我守在电台前，通过这副天线，和远在几千甚至上万公里外，素面谋面的人聊天，听他们讲述自己的故事，亦或是带有温度的摩尔斯电码……（为何突然煽情）

经过这么长时间的使用和对比，老前辈们严选确实是没有错的，便携三巨头：GP，倒 V，端馈；DX/比赛三巨头：堆叠八木，抛物面，GP……

但是对于新手入门，要不还是端馈吧……进阶的话可以试试倒 V 天线。

现在，我把我的秘籍……传授于你！！现在，时间要加速了！

倒 V 天线的设计与选型

理论设计和实际的工程应用是不同的，我们在设计倒 V 天线的时候，更多地考虑实际使用时占大头的因素，简单地说就是考虑主要矛盾。对于我来说，我的核心需求就是：架设快速，稳定可靠，成本低廉，便于制造。有了这一设计理念，工程上的设计就可以做一部分取舍，当然满足优先需求的前提下，其余性能一定是越高越好。

请考虑以下因素

影响天线性能的因素：

  • 架设高度：高度越高越好，这个主要取决于你买什么样的支撑杆
  • 整体系统的导电率：交变信号对阻抗比较敏感/驻波比
  • 抗干扰能力：共模电流，寄生电感，谐波干扰
  • 结构稳定性：振子最好绷直达到最佳发射状态，不要摇晃

影响架设和携带的因素：

  • 重量和结构：二者之间需要寻找平衡
  • 安装方法：任何天线都有一堆线，如何快速区分不同波段振子/快速连接/张紧/收纳，还不会把线团搞乱，是一项技术活
  • 携带与地形适应性：怎么便于携带，能在尽量多的地形上正常架设，能在极端天气甚至摸黑架设！！

影响设计制造和后期维护的因素：

  • 用什么制造工艺，成本低，结构稳固
  • 能够快速找到替代零件或者关键时刻随手拿到什么装上也能用
  • 后期检查维护关键零件，便于更换

你会发现，我在考虑设计制造这款天线时，就像在模仿设计卡拉什尼科夫 47 一样，因为使用环境和理念不同。我们要在各种环境下便携和快速安装，而不是在一个环境稳定安全的固定地点，安装一个高性能天线。如果你是固定架设，你完全可以参考精良的 HK-416 步枪的设计理念……

而这款天线的设计标准，完全可以达到应急通讯和战时备份天线的需求……

基本尺寸的设计

任何天线都离不开设计理论以及光速等于波长乘频率……但是，从基本理论讲起那这篇文章没个三万字写不下。这里有一个现成的天线设计工具站：K7MEM/Inverted-V (感谢K7MEM)，你在这里输入相关的波段，高度，角度，缩短系数等，它就可以帮你自动计算参数，这样的话购买材料时也可以估算好长度。

注意这里有一个问题，它这里振子默认夹角是 90 度，实际使用中根据实际情况调整角度达到最佳阻抗和驻波比，一般为 80 - 120 度。但是我们在设计时，就要给振子多留出一段便于调整，打个比方，振子就像鱼钩一样，到末端再折返回来一点点，然后用两根扎带固定住，这样末端既方便连接风绳固定，也便于调整长度。

材料的选择与制造

  • 天线振子：最好使用单股铜线，多股会有谐波。不用太粗，铜线直径 0.5 mm 就可以，最好 1 mm 增加强度。铜线最好有外皮，最好是黑色抗氧化防火材料，绝缘抗腐蚀，强烈阳光下不易老化，不建议使用漆包线，容易短路。也可以使用细钢丝作为振子，但是性能打折扣。记得一定要多买一点，比如 20 m 波段理论上需要 10 m 的电线，考虑到裁剪和调整损耗，至少要买 12 m 的。
  • 巴伦（Balance - Unbalance, 也就是 Balun）：是用于平衡-不平衡转换的，也可用于阻抗匹配或者消除共模干扰的。有人问：哎呀倒 V 天线不是平衡天线吗怎么还用巴伦呢？正因于此：因为我们的电台是不平衡的（没接地的情况），如果你接地，有一个巴伦也可用于消除共模干扰，或者强制把你的天线阻抗给匹配成 50 欧姆，这样就和电台 50 欧姆阻抗匹配了。这个具体取决于你使用的巴伦类型……关于这个巴伦这个话题，有点复杂，无数 HAM 对于巴伦的争论永不休止，但是能确定的是：在设计正确的情况下，巴伦用处很大。我的天线使用 1:1 电流型巴伦，主要消除共模干扰和平衡-不平衡转换。我的巴伦磁环使用的是镍锌铁氧体 NXO-100，淘宝大概10元一个，导磁率 100 温度系数 400，完全可用于短波频段。最好的磁环那一定是 FT-240-43，但是这玩意有点贵，土豪可以考虑。以下是我的巴伦盒子设计图纸，供您参考：

  • 支撑杆：借用物美价廉的钓鱼佬的装备，请搜索“抄网杆”，买5-7米的，不锈钢的便宜的 30-50 一个，有点沉。碳纤维的一百多一个，很轻也很好用。实测是不是金属材料对发射和接收性能几乎没影响。记得再买一个标准螺纹吊环，拧在抄网末端就可以把巴伦系在顶端了，你也可以像我一样 3D 打印一个专用的巴伦壳子，设计专门的固定夹具，更稳定安装更方便。

  • 馈线：没什么好说的，请购买标准 50 欧姆同轴电缆，具体是 50-3 还是 50-5 还是 50-7 根据你的长度而定，越长标号越高，代表损耗元气系数越低。一般 10 - 15 m 就够用了。

  • 其他固定装置：有很多细节，地锚最好买那种类似于垂直符号的塑料地锚，金属的有时候摩擦力不够而且沉；绳子一般伞绳就行，有条件上特氟龙。天线振子和风绳连接部分可以买那种登山快速卡扣（也可以充当绝缘装置），这样拆装很方便就不需要打结了，20个才几块钱。绳子一定要多买点，以备不时之需。

  • 电气连接装置：综合考虑更换振子和强度因素，我选择了 OT 开口紫铜铜鼻，用作振子端的连接，铜线穿过铜鼻折返回来焊接在铜鼻上，强度高的离谱。巴伦这端使用六角紫铜螺丝螺母以及标准的 UHF 同轴天线连接器。实测紫铜在高盐高湿度环境下耐腐蚀性很不错，但是紫铜的电气性能强的不是一星半点。（反正这些标准件很便宜）

  • 其他连接装置：巴伦盒子我用的 3D 打印 PLA，我不喜欢 ABS 的味道，你用尼龙也可以。去淘宝买那种防水壳自己打孔或者请他们打孔都可以。我自己设计的壳子由于外置很多悬挂点和专用孔位/夹具，安装更方便（快装/快拆的魅力！）。实际测试 PLA 强度完全足够。这里有一个 小啸 细节：为了达到极致的信噪比，巴伦盒子和盖子之间的螺丝连接都是非金属的尼龙材料（反正价格一样）但是由于没有了金属，接收和发射更纯净。

  • 一些其他小心思：我在不同波段的振子上面贴了不同颜色和花纹的胶布，这样可以快速分辨不同波段振子，即使摸黑也可以正常架设！振子和风绳以及馈线都不需要专门带收线器，我使用一种“之”字型收线方法，两手分别拿住一部分线，像类似于翻花绳或者拉拉面那样来回收纳，注意，是之字形，不要按一个方向缠绕。这种方法可以保证收纳不打结，下一次展开的时候速度极快，一甩就开。

实际测试与其他心得

原本这一套东西放在一个简易盒子里，后来我发现这些东西简单放一个小布包里就够用了，一提就走很方便，于是现在的终极形态就是一个小布袋子里面装着：振子，馈线，巴伦，支撑杆，风绳，地锚。仅此而已。

关于巴伦的绕制，有很多技巧，最主要的还是多练习，慢慢地紧贴磁环，尽量做到工整，这样可以使巴伦的性能达到最佳状态，就像这样（我绕的还是不够好），不过如果使用空心管电流巴伦就可以绕地比较好看了。注意，巴伦有很多种，这个只是 1:1 电流型巴伦的一种！

这个巴伦配合一毫米的铜振子可以长时间稳定承载 200W 的功率。

实际架设时，振子之间最好分开超过 30 度，如果振子过多，超过 5 组，可以使用平行振子的方式架设，振子之间距离超过 30 厘米。

下图为实际架设和测试照片，当天持续风速超过 150 KM/H，阵风超过 200 KM/H，实测稳如老狗，振子越多越稳定！

后续我能想起来什么还会补充……

……73！