天線是一種能量轉換器(qì)，它的(de)作(zuò)用是将發信機(jī)輸出的(de)高(gāo)頻(pín)震蕩信号轉換為(wèi)電(diàn)磁波向空中輻射，另一方面，把從(cóng)空中接受到的(de)電(diàn)磁波轉變成高(gāo)頻(pín)震蕩信号傳輸給收信機(jī)。

天線的(de)家(jiā)族非常龐大，有(yǒu)很(hěn)多天線是我們在生(shēng)活中根本遇不到的(de)，所以不用深究。但(dàn)是作(zuò)為(wèi)業(yè)餘無線電(diàn)愛好(hǎo)者，我們還(hái)是應該了解一下(xià)我們身(shēn)邊常用的(de)天線，在這(zhè)篇文(wén)章(zhāng)中我們主要談談 GP 天線。

GP 天線的(de)英文(wén)全稱是：Ground Plane Antenna，即“帶接地(dì)面的(de)天線”，也可以稱為(wèi)“地(dì)平面天線”或簡稱為(wèi)“接地(dì)天線”。

GP 天線是我們在 U/V 段通(tōng)訊時(shí)最常使用的(de)天線類型，其家(jiā)族成員(yuán)包括了車載鞭狀天線、玻璃鋼基地(dì)天線、手持設備上(shàng)的(de)小(xiǎo)型天線等。由于在 U/V 段通(tōng)訊中多采用垂直極化(huà)方式，這(zhè)些天線通(tōng)常采用垂直方式進行架設，所以，這(zhè)些天線又(yòu)叫做“垂直接地(dì)天線”。

首先，我們來(lái)看(kàn)看(kàn)天線輻射與波瓣示意圖，其中，蘭色物(wù)體(tǐ)代表天線振子(zǐ)，綠色半透明(míng)物(wù)體(tǐ)代表輻射波瓣。我們可以看(kàn)到：在典型的(de)單極天線工(gōng)作(zuò)時(shí)，輻射的(de)電(diàn)磁波形狀類似于一個(gè)蘋果，天線振子(zǐ)四周的(de)電(diàn)磁波平均分布，沒有(yǒu)方向性。這(zhè)是最簡單的(de)垂直天線的(de)輻射情況。

垂直天線輻射模型

有(yǒu)些時(shí)候，我們會聽(tīng)到關于天線的(de)增益與方向性，下(xià)面的(de)圖就展示了當兩段振子(zǐ)疊加後所産生(shēng)的(de)變化(huà)。可以看(kàn)到：當兩段振子(zǐ)疊加後，波瓣形狀變得扁了一些，輻射的(de)能量更集中于水(shuǐ)平方向，這(zhè)就形成了在水(shuǐ)平方向上(shàng)的(de)增益，提高(gāo)了天線的(de)“效率”，現(xiàn)在市(shì)售的(de)玻璃鋼基地(dì)天線大多采用這(zhè)種結構，也有(yǒu)很(hěn)多朋友(yǒu)根據這(zhè)個(gè)道(dào)理(lǐ)自(zì)制高(gāo)增益天線。當然，要使天線産生(shēng)增益并非隻有(yǒu)這(zhè)一種方法，在這(zhè)裏就不過多讨論了。

天線增益

了解了天線的(de)輻射，我們再來(lái)看(kàn)看(kàn) GP 天線的(de)情況。

GP 天線一般由同軸電(diàn)纜饋電(diàn)，內(nèi)導體(tǐ)接振子(zǐ)，外(wài)導體(tǐ)接于“接地(dì)面”。“接地(dì)面”就是我們常說(shuō)的(de)“地(dì)網”。下(xià)圖是典型的(de) GP 天線在接地(dì)面為(wèi)無窮大時(shí)的(de)輻射情況，電(diàn)波基本沿水(shuǐ)平方向輻射，這(zhè)是理(lǐ)想的(de)狀态。

理(lǐ)想輻射狀态

然而，在制造天線時(shí)，我們不可能把接地(dì)面做到無窮大，必須縮小(xiǎo)到我們可以承受的(de)範圍，但(dàn)是那(nà)樣又(yòu)造成了輻射方向的(de)改變。下(xià)圖就是當接地(dì)面的(de)直徑縮短到 4 倍波長(cháng)時(shí)的(de)情形：輻射的(de)最大方向離開(kāi)了接地(dì)面，向上(shàng)傾斜。

輻射仰角A

下(xià)圖：當接地(dì)面進一步縮小(xiǎo)時(shí)，電(diàn)波輻射的(de)仰角可達 30 度左右。

輻射仰角B

為(wèi)了使電(diàn)波按照(zhào)人(rén)們預想的(de)方式進行輻射，人(rén)們想出了很(hěn)多辦法，來(lái)避免上(shàng)面提到的(de)情況。下(xià)圖就是一個(gè)例子(zǐ)：将接地(dì)面的(de)形狀改為(wèi)錐形，輻射方向得到了控制。

錐形天線

地(dì)網輻射模型

下(xià)圖所示的(de)就是我們最常見到的(de)車載鞭狀天線的(de)模型。在用吸盤吸附于車頂後，雖然輻射方向仍有(yǒu)上(shàng)仰，但(dàn)是由于車體(tǐ)的(de)金(jīn)屬闆充當了“接地(dì)面”，輻射方向已經得到了很(hěn)好(hǎo)的(de)控制。

常用車載天線輻射模型

在使用時(shí)，有(yǒu)的(de)朋友(yǒu)用卡邊将天線固定在車上(shàng)，但(dàn)是這(zhè)時(shí)由于電(diàn)場(chǎng)分布不均勻，會降低(dī)天線的(de)效率。所以我認為(wèi)：天線最好(hǎo)用吸盤吸附在車頂中央，這(zhè)樣有(yǒu)利于電(diàn)場(chǎng)的(de)平均分布，從(cóng)而使得天線發揮出最大的(de)效能。

GP 天線除了上(shàng)面說(shuō)的(de)玻璃鋼基地(dì)天線和(hé)車載鞭狀天線外(wài)，還(hái)有(yǒu)其他(tā)不同的(de)形式。

如：用半徑為(wèi) 1/4 波長(cháng)的(de)圓盤代替 1/4 波長(cháng)的(de)垂直振子(zǐ)，下(xià)面配合圓錐形接地(dì)面組成為(wèi)盤錐天線（Kandoian），盤錐天線在相(xiàng)當大的(de)頻(pín)寬內(nèi)，最大輻射方向總是沿水(shuǐ)平方向的(de)。

又(yòu)如：1938 年(nián)，George H. Brown 與 Jess Epstein & Robert Lewis 用四根 1/4 波長(cháng)的(de)導體(tǐ)代替實體(tǐ)接地(dì)面，形成類似于玻璃鋼基地(dì)天線的(de)形式。在這(zhè)種形式的(de)基礎上(shàng)，作(zuò)為(wèi)改進，在天線的(de)饋電(diàn)端并聯一段 1/4 波長(cháng)的(de)短路(lù)同軸電(diàn)纜，它不僅拓寬了阻抗頻(pín)帶，而且在發生(shēng)雷電(diàn)沖擊波時(shí)保護傳輸線。

另外(wài)，通(tōng)常用于手持移動通(tōng)訊設備的(de)可伸縮鞭狀天線（俗稱拉杆天線）也是 GP 天線的(de)一種，這(zhè)中天線的(de)好(hǎo)處是振子(zǐ)長(cháng)度随時(shí)可變，可以工(gōng)作(zuò)在不同波段內(nèi)。

現(xiàn)在，越來(lái)越多的(de)朋友(yǒu)加入 HAM 這(zhè)個(gè)行列，領取了電(diàn)台執照(zhào)，并準備通(tōng)過交驗通(tōng)聯卡片升為(wèi)三級。這(zhè)時(shí)候，問(wèn)題也來(lái)了：通(tōng)聯卡片上(shàng)有(yǒu)“天線”（ANT）一欄，不知道(dào)怎麽填寫。其實關于這(zhè)個(gè)問(wèn)題我已經和(hé)很(hěn)多朋友(yǒu)在頻(pín)率上(shàng)交流過，在這(zhè)裏再說(shuō)明(míng)一下(xià)：玻璃鋼基地(dì)天線、車載鞭狀天線、手持移動通(tōng)訊設備的(de)鞭狀天線這(zhè)些最常見的(de)天線都(dōu)屬于 GP 天線，如果您用的(de)是這(zhè)類天線，隻要在“天線”一欄填上(shàng)“GP”就可以，如果您用的(de)是“八木-宇田”天線，就填寫“YAGI”，如果您想告訴對(duì)方您使用的(de)是 14 單元的(de)“八木-宇田”天線，那(nà)麽“14 ELE YAGI”才是正确的(de)表示方法。