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手心手背——竞赛台天线配置示例

Copyright BA4ALC/BA5CW

前面几篇天线的思考是我为2010年CQWW比赛的思想准备,思考的结果还是退回到了2根spider加地波段GP的原始方案,但是由于公司宿舍改建,一直没有场地实施, 恰好BD4CB接受了我全鱼宴方案,而且实施了方案中的大蜘蛛,所以最终是在上海BD4CB的星火农场基地的MS比赛,之所以去那里比赛,完全就是因为那里实施了我心目中的“全鱼宴”:20m-15m-10m小蜘蛛,40m-20m大蜘蛛,以及18m鱼竿的80mGP,13m鱼竿的倒L 160m天线,还有7m鱼竿的K9AY,除了两根15m升降杆,其他的真的是全部由玻璃钢管构成的全鱼(竿)阵容。

这是一个性价比很高的MS组合竞赛台,综合造价只有一根进口tribander的价格,但可以向单波段八木构成的竞赛台挑战,事实上的成绩也还不错,在OP条件落后的情况下,超过了B5A的最好成绩。顺便介绍一下B5A的天线配置,10m 5 ele 和20m 5ele八木公用一个塔,15m 5ele和40m 3ele公用一个塔,在第一个塔上拉了80m和160m的half sloper各一根,在40m以上,B5A的天线基本上是一个比较成熟的MS竞赛台的标准配置。

“全鱼宴”的天线增益和B5A的天线很接近,但是在组合上比B5A增加了自由度,不会出现20m主叫时无法做10m系数的限制。低波段上由于有接收天线所以更从容一点,这次星火农场的160m天线架设太仓促,对电脑造成干扰,以至于基本没有用,这是个遗憾。从环境情况来讲,星火农场比B5A好很多,所以成绩对比不完全公平,只能起到一定的参考作用,第一天的成绩是B5A略好,这跟整体op配合有关,第二天是星火农场好,这主要跟环境有关,最终成绩星火农场胜出,原因是80m,40m,15m的系数的超越,其中15m和传播有关,80m和40m和天线配置有关。

图片A: BA4ALC 2010CQWW CW
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图片B:B5A 2008CQWW CW

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下面对比一下上述两个竞赛台40m以上天线的理论计算,这两个台对我而言是手心手背,我还想有更新的方案来打造高性价比的竞赛台,下面的文字来自于BD4CB:

BD4CB 和他的鱼杆们


2010年CQWW CW 比赛已经结束一个多礼拜了,我一直在潜水。现在也就天线和我哪个破基地建设的历程来说说吧。

首先说一下我的哪个地:
地是我爷爷留下来的宅基地,一直荒废了10年。2008年头上和当时的 BG4DVK BG4AGK我当时还是BG4ENK 三K党 去参加了AA的CW比赛,实地测试了一下那里的电磁环境情况,当时用的是14MHZ单波段倒V做了白天的比赛通联。实际测试下来的结果还是非常满意的。09年由于忙着去和 BD4CR做7月的日全食,再和一群老大8月去了横沙岛。那块自留地就一直没去开发,一直到2009年CWQQ SSB的时候 哪个时候 才想起来再去看看,当时接了一个15M的鱼杆 用12M军杆挑到6M高空,接了一个 CG3000在我的7200上,就开始比赛了。比赛结束以后 想了很多很多很多。

2009年11月为了CQWW CW的比赛 自留地里多了很多朋友身影。当时的BG4EGN BG4GNV BG4EZU BG4AOU BG4FRZ 等等过来挖地,种秆子了。但是决定的天线策略就是使用我在09年7月日全食活动上用的SPRIDERBEAM来做 20-15-10的天线,用 15M高的GP来做40-160的天线。一群人就这样上马了。

2009年的CQWW CW 是用BD4DVK的呼号来做的多人单机,真正意义上坚持了48小时,现在回想一下真的是好笑。一群毛头小子们,误打误撞的进了这个比赛的圈子。

这次比赛结束以后 对天线有了很大的认识,决定把SPRIDERBEAM作为我的攻克目标。

接下来说天线吧,为什么我会想起来用蜘蛛?这个问题很多人都在疑惑,这个天线那么好么?甚至有人说这个天线还不如一个两单元的YAGI来的好。我的回答是,姑且不管天线好不好,比赛成绩是体现一个比赛团队综合素质最好的结果。这次的比赛,全鱼宴的天线证明了这点。同时也证明了,天线不是在比赛中唯一的重点。

天线这次使用的是一套标准的蜘蛛:20-15-10; 和一套我自己设计的大型蜘蛛:40-20的。

先说说标准蜘蛛吧。她经历了N次的调整。主要是放弃了原始设计中罗嗦的穿绳头,罗嗦的中央X架,罗嗦的海面圈,甚至是不合理的流程。替代的是尼龙的串线扣,轻铝管焊接成的旋转器一体化的X支架,进口尼龙扎带,甚至把他们用的所谓凯福拉尔纤维都改成了大力马的。其实这些更换,也是在一年的时间中慢慢摸索,积累,实践得到的结果。包括重新去开模具定做玻璃钢管,也就是为了配合海边高达9级-10级的台风。实际证明下来,小蜘蛛在1年半的时间里,屹立不倒,连变形都没有的。最后一次检修是在2010年3月的WPX比赛结束以后。由于BD4CD兄弟,当时的BG4AHD找到了非常好的线材,我才尝试着按照蜘蛛的原始设计来重新更换全部震子。最后上去的实际效果是非常的满意,现在,这个线已经成为了我的标准配备。原因很简单,这个线太标准了,GB线在它面前都是小儿科的东西了。所以我听见很多人说蜘蛛很难调,很难做,做出来的效果又不好,呵呵,80%的原因出在线上,另外20%原因出在了X架上。
再说说大蜘蛛,这个天线一直是我心里最放不下的东西。从2009年3月开始设计制作,测试调整。由于面积超大,左右展开有20M的直径,前后也有13M的直径。在X架的制作上,让我更改了好几次方案,最早的是拼接,后来用标准的蜘蛛天线杆,都由于距离太长出现了X架变形。导致最后的失败,在今年WPX 比赛结束以后,我放弃了原由的设计,重新定了55MM直径的玻璃钢管,配合原蜘蛛的36MM管做了设计。没想到7月头上患上重病入院,差点小命都没了,等到月底出院,人已经只有半条命了,一直养到10月头上,结果10月头上,家里又出不和谐因素。一度打击到我走到了人生的崩溃边缘。不过,人总要振奋起来的,为了CQWW SSB 比赛 只能赶工了,不过最后的效果是让我满意的,X架能很好的支撑起震子,而且在大风中屹立不动。天线整体重量也是我一直心头的痛,给天线减肥减肥。总重量控制到13KG以内。目标实现了,也算我对我自己有一个交代了。天线最后在40 20上都有很好的发挥,发射效率是没的说的,只是一个遗憾,由于15M军秆的高度限制,这套40-20的大蜘蛛只能工作在15M不到一点点地方,没超过建议值的40M波段的半波长,所以导致很多欧洲小信号就如同在水面上的浮萍,若隐若现。接下来就是要提高天线高度了。这个是明年“自留地”里的重头活啊。

另外的GP 就没什么好多了,随便拉的160M倒L竟然很好的SWR~ 可惜就是 厄流没磁环了,导致ALC的笔记本电脑重启动了4次,浪费了宝贵的时间。

现在上点 大蜘蛛 40 20波段的 理论数据图吧。实际的效果也可以参照,实际使用效果比较下来,40M波段可以和 EF 340 比一下 20M波段性能比 标准的蜘蛛要好。只能这样来形容了。
 


40M波段 大蜘蛛 和 EF 340的理论数据 BOOM 都是 12M长度.
先说明一下,这个数据 是通过MMANA模拟出来的,实际的BOOM 比FORCE12的 EF340要长2M.但是我查看了FORCE12的官方数据,他们的40M天线是在 22.5M高度做的测试.而且是理想环境下.能得到13DBI的增益和 23FB.我这个测试是在农田,15M高度下做的有效值的模拟,我认为是至少接近实际使用环境了.

从数据上看,EF340的数据是要好于40M的大蜘蛛,从增益上说要高0.9-2个DBI.在实际使用中对这个DBI的差异感觉好象不是很明显,由于震子折合了一个角度,功率角变化了,向前的增益被拉到天线中部.看上去这个天线的功率角更胖点.

我想做这个对比表的原因也是为了证明天线并不是全部的理论,在实际运用环境下,我那里暂时没办法上标准的高塔,只能用15M军秆,承载的重量也不能超过15KG.在这种条件下.所以我会选择蜘蛛这种玻璃钢加电线的天线形式.在实际制作中体会到了非固定式天线带来的巨大麻烦,初期调整成了家长便饭.往往是一个人在油菜花田里把天线摇上摇下的.获得各种实际数据.但是,这种经历却不是所有人都能得到的.当然其中的辛酸苦辣也只能自己体会的到.

不过最后天线可能吃亏还是在高度上,现在使用15M的高度 没达到起码的半波长,假如能升到23M高度,可能天线会又有更好的表现.实际使用中ALC曾经把天线对准350度位置,晚上兼顾40M波段的EU 和 NA 这样做了 2个小时.最后再把天线转向了320度的欧洲方向.这个可能就是胖胖的功率角的最大贡献吧.

按照实际使用环境适当的改变作战策略,这个是我想提出的最大的讨论话题,就目前南北战争的格局下,在东部地区,我用了最小的成本,完成了自己的心愿.叫不是40M的天线高度限制了OP们更好的发挥,不然最后的成绩会更好点.至少破一个历史记录不是问题.

天线上的问题,已经浮现出来了,最近也找到了解决方案,准备把天线搞到23M的高度.WPX拭目以待吧.

20M波段 大蜘蛛的理论数据图


其中这套大蜘蛛里的20M波段,是四单元的,设计的时候是为了寻找如何解决带宽问题而增加了第四震子,原本是3单元的蜘蛛.没想到增加了第四震子以后得到了非常理想的效果.

实际使用中,ALC说 这套 20M的蜘蛛 直接效果要好于远端的标准蜘蛛的20M.

我想可能其中的原因是一个强大的FB数据 和一个较短的馈线长度.毕竟远端的蜘蛛馈线长度达到了120M.看来 接下来 需要想办法把这个问题解决掉了.

同样胖胖的功率前向得到了比较不错的覆盖角度,虽然增益有所下降1个DB 但是 感觉上没太大的差异.同样,原始的EF420是在22.55M的高度上获得的14.5的DBI的增益.我模拟的数据在15M高度得到的是13.5的增益.我想现在质疑FORCE12的 74英尺高度上 EF420的14.5是怎么出来的?难道真的是在非常非常理想的情况下的理论数据么?呵呵.实际谁都不知道.只得到一个结果,使用下来的感觉不到太多的差异.


15m上的比较


EF515 和 小蜘蛛的15M 同在15M高度上的模拟数据比较.
我有点怀疑真实的数据,按照ARRL手册上的数据,增益是可以达到相对的9DBI的数据,可以达到 EF515上7.2M BOOM的 15DBI的实际数据,但是对他们的FB数据表示不能理解.为什么我只能做出 15-17FB的天线,但是他们能做到22-25FB的天线,我怎么模拟数据都没用.彻底无语了.
EF 515的增益还是非常的出色的.不过 我也同时模拟了 3单元 同样长度BOOM的15M天线,在15M高度上.好象实际的增益比蜘蛛大1DBI, FB 上还是蜘蛛占了优势.
贴个数据图看看吧,不过我一直没办法去实际的缩小这个椭圆来比较实际的增益差别.只能用这种图片中的显示办法来比较.我按照自己的想法,把蜘蛛的增益缩小到相对的2DBI以后,发觉总体的表现还是哪个胖胖的球样~~ 可能我自己也是这样胖胖的,做出来的东西也这样吧.呵呵.

BA4ALC/BA5CW 2014-09-30