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6月
2022
W3EDP 天线修改
17:00

W3EDP 天线修改

27 6月 2022 17:00

昨天,当我在沃罗尼亚和奥雷霍瓦亚山脉地区散步时,我遇到了一位我认识的无线电爱好者,他和家人在那里租了一间避暑别墅。 我答应告诉他有关 W3EDP HF 天线的信息。

简介

来自 Dudergof 村(Orekhovaya Gora 附近)的一位无线电爱好者展示了他在汽车后备箱中运输的短波设备:

  • 带内置天线调谐器的中文收发器(在五金店的手提箱中),
    *抑扬格电报键,
  • 车顶纵梁支架形式的底座(横梁是车身的外部部件,呈车顶两侧的两个板条形式,用于安装行李箱),
  • 2 米高的销钉,带有开放式延长线轴,可在行李箱中运输并用螺钉固定在车顶纵梁上的支架上。
    据这位业余无线电爱好者介绍,这样的套件“配备了适用于所有高频频段的调谐器,这使得从汽车上收听广播变得很容易。”剩下的就是沿着高速公路上山(在这个地方是卡韦拉赫塔村),在靠近山顶的地方,在被毁坏的奥尔加公主教堂的遗址上有一座仍在运作的教堂(地址:Krasnoe Selo,杜德戈夫领地,十月二十五大道,97)。

此外,在花园里,一名业余无线电爱好者架起了倒 V 形天线,显然是为了在 80 米和 40 米的高度上工作。
在我看来,这套设备是相当理想的——唯一让我困惑的是带有延长线圈的引脚,它没有广泛使用并且很难复制。

因此,我之前选择了W3EDP - 一种线状天线,它更容易自己制作并安装在汽车旁边或乡村。 例如,不需要将电缆编织层连接到车辆接地,这只能通过部分拆卸车顶纵梁到车身的紧固来实现。

经典W3EDP天线的设计

Антenna W3EDP 是 End Fed 的短波变体,但输入阻抗为 200 欧姆。 它使用4:1变压器。 该天线由 H. J. Siegel 于 1936 年首次提出。

W3EDP 天线包括:

  • 发射器 83 英尺长( 25.6 米)
  • 配重 17 英尺长( 5.2 计),执行“地面”功能,不参与辐射。
    发射器采用 L 形片的形式制成,位于 5 米长的桅杆上,因此水平部分几乎是 14 MHz 范围的 1 个波长 - 20.6 米,片的总长度是 1.5 个波长。
    w3edp_14mhz

使用波发射器导致水平导体不会发射到“云”中,而是以接近地平线的角度发射,即使是位于最低位置的导体。 垂直部分像GP一样负责圆形垂直辐射。 天线垂直和水平部分的总辐射适合短距离和中距离 - 不适用于 DX。 但是,来自 QRP 发射器的少量能量集中在第一个无线电波跳跃的半径内。

在最初的 W3EDP 中,200 欧姆与 50 欧姆同轴电缆的匹配是使用电感耦合电路完成的,就像 Fuchs 天线一样。 然而,在现代条件下,使用手动调谐器或 UnUn 更有利可图,因为 T 调谐器主体或 UnUn 的“冷”端不会有 14 MHz 范围内的电压,因为它连接了 5.2 米长的谐振 1/4 波配重。 为了将高输入阻抗与低输入阻抗相匹配,您可以使用 UnUn 4:1 或 BalUn 4:1 代替 T 调谐器,前提是修剪天线叶片的长度以实现最小 SWR。

此外,您可以在 7 MHz 范围内使用天线,但配重必须延长至 10.5 米。 经典的 W3EDP 天线没有延长配重,而是切换到不同的配重长度。
正如您可能猜到的那样,这种叶片长度为 0.6 波长的天线的输入阻抗也会很高 - 大约 100-150 欧姆,并带有电抗组件。
w3edp_7mhz

在3.5 MHz范围内,根据我在夏季小屋永久安装此天线的经验,如果使用_短_配重,那么在传输过程中电台本体上会出现射频电压,麦克风和本体以及电报键都会烧毁。 因此,在80米范围内最好也使用长度为20米的1/4波配重。 这种天线在80米范围内的电阻较低,约为60欧姆。 所有本地电台都会首次响应 CQ,功率为 100 W,评级为 5.8-5.9,但远处的电台,甚至来自邻国白俄罗斯的电台,都会抱怨信号弱(因为 80 米范围内的天线安装高度显然不够)。

W3EDP 和 14 MHz 接地平面天线之间的差异
1) 能够在其他频段接收和发送:3.5 和 7 MHz。 缩短的 GP 乏味或无效。
2) 14 MHz 范围内的方向性 - 沿天线结构的一个方向。 而 GP 是 360° 全向的。
3) 输入阻抗 200 欧姆与 36-50 欧姆。 辐射电阻要高得多(75 欧姆与 10-30 欧姆),因为辐射中心离地面更高。 高输入阻抗的天线对配重的数量要求不高,在地面和近区的损耗也较小。 使用一个配重时,W3EDP 的增益约为 1-2 dB(GP 使用大量配重时的增益为 0 dB)。
4) 由于其长度较大,W3EDP 可用作 MW DX 爱好者的中波段接收器。
5) GP在垂直面的辐射角更平坦,这意味着GP更适合远距离、DX无线电通信。 W3EDP更适合中短距离QSO。

W3EDP 和 End Fed 天线之间的差异
1)画布的长度更长 - 而不是 20 米(对于 UnUn 64:1),这里画布的长度是 25.6 米(对于 UnUn 4:1),其中 5 米上升。
2) 14 MHz 范围内的特定方向性。 EndFed 具有对称的双向极性模式。
3) 输入阻抗 200 欧姆与 1500-3000 欧姆。
4) 由于缺乏与半波谐振的严格联系,上述尺寸的天线不仅适用于偶次谐波 2 和 4(其中 SWR = 1...2),而且还适用于奇数谐波 - 3 和 5。
DN-EF
dn-w3edp

W3EDP 和 InvV 天线之间的差异
1)食物不是在中心,而是从边缘,像End Fed。
2)14MHz范围内,对安装高度要求不高。
3) W3EDP - 多频段 HF 天线,受开关配重影响。
4) 使用调谐器可在 160-10 米范围内调节。 如果您有手动或自动调谐器,W3EDP 天线会很方便。

W3EDP 天线修改

1)您可以使用垂直的两线450欧姆线,而不是放在地面上的配重——然后1/4波线充当从高输入阻抗到低输入阻抗的电阻变压器。 由此产生的天线被称为齐柏林飞艇。 这种类型的天线用于航空时代(两线及其延续 - 天线线从飞艇上展开)。
w3wdp_as_cepp

更多详情:
https://qrznow.com/w3edp-antenna/

2) 发射器向地面倾斜会导致辐射方向图的切换。 低角度增益是在倾斜方向获得的。
w3edp-正常
w3edp-相反

3) 如果您计划仅在 40 米范围内工作,则将网的长度从 25.6 米增加到 30 米会对天线参数产生积极影响:没有电抗,并且可以使用 1/4 波长的 75 欧姆电缆(部分盘绕成截止扼流圈)来匹配 112 欧姆的输入阻抗。 带宽为 7.06...7.3 MHz = 240 kHz。
30m_长

4)W3EDP加倍——长61米,配重40米。 输入阻抗 50 欧姆,增益 -0.3 dB。
仅适用于 160 米范围内的操作。

多频段模式下的经典 W3EDP 天线

W3EDP 天线与 Zeppelin 天线一样,都是基于谐波工作的。 但是,与齐柏林飞艇不同的是,您需要切换配重 - 每个范围都有自己的长度。

使用 4:1: 变压器时

w3edp1
*带平衡重 20 m 范围内 5.2 米 (14.1 MHz),电源给下角的天线,输入阻抗200欧姆。
驻波比(14MHz)=1.5,SWR<2 级别的带宽为 13.5...14.4 MHz。

*带配重 10.5m,40m 范围 (7.1 MHz),具有相同的配置:
驻波比(7.1MHz)=3,频段 7.4...8 MHz。

*配重 7.5m,范围 15m (21 MHz),具有相同的配置:
驻波比(21MHz)=2,频段 21...21.3 MHz。

*带配重 2.4m,10m 范围内 (28 MHz),具有相同的配置:
驻波比(28.2MHz)=5

当馈电点向上移动到 1.5 米的高度时,SWR 会下降到 4,这与配重的辐射有关(建议将其水平放置,沿着地球表面)。

在 3.6 MHz 范围内,带有 4:1 变压器的经典 W3EDP 不起作用,因为您需要使用 1:1 变压器(天线输入阻抗接近 50 欧姆)。

在多频段模式下运行时 W3EDP 与 LW(“长线”)天线的比较

为了进行比较,我将给出在 NEC-2 中为 MMANA 计算的长线 (LW) 天线的版本,该天线设计用于在多个频段运行。

变形金刚9:1
水平画布34米。
配重5.2米。
安装高度1.5米。 送入上角(水平织物应拉伸“成绳”)。

天线长34+5.2m:

频率,兆赫兹 SWR(450 欧姆)
3.5 3.5 2.0
7.1 7.1 2.5 2.5
10.1 10.1 6
14.1 14.1 4
18.1 18.1 2
21.1 21.1 3
24.9 24.9 9
28.1 28.1 4
28.5 28.5 3.7 3.7
29.0 29.0 5

当水平部分——发射器加长至35米,配重缩短至4.2米时,7 MHz范围内的SWR有所改善,否则不变:

天线长35+4.2m:

频率,兆赫兹 SWR(450 欧姆)
3.5 3.5 5
7.1 7.1 1.5 1.5
10.1 10.1 6
14.1 14.1 3
18.1 18.1 1.5 1.5
21.1 21.1 3.5 3.5
24.9 24.9 4
28.1 28.1 15 15
28.5 28.5 11 11
29.0 29.0 5
30.0 30.0 6

如您所见,输入阻抗为 450 欧姆(9:1 变压器),“长线”天线工作在 更多 范围的数量,但 W3EDP(变压比 4:1)在一个范围内具有更好的匹配性,前提是配重被切换。

驻波比 W3EDP 200 欧姆 LW 450 欧姆
7兆赫 3 2
14兆赫 1.5 3
21兆赫 2 3

此外,具有 1/4 波配重的 W3EDP 在传输过程中不会对无线电产生“热”接触,因为张力已从机身上消除。 无线电台的接地不需要避免电流环路(星形接地是必要的)。 在电源点​​附近,即匹配装置(UnUn或调谐器)所在且连接配重的地方,可以通过将引脚打入地的形式来实现防雷(无线电接地与电气接地相连)。

W3EDP 与 EndFed 天线的比较(带 64:1 阻抗变压器)

EndFed 天线有一个短配重(经常使用电缆编织层)- 2 米长和一块 19.7...20 米长的帆布。 EndFed的输入阻抗较高,达到2-2.5 kOhm,因此使用64:1阻抗变压器。
EndFed 使用 20 米长的电缆,在 7 和 14 MHz 频段运行,无需切换。 而 W3EDP 天线需要切换配重:5.2 或 10.5 米。

驻波比 W3EDP 200 欧姆 EndFed 2000 欧姆
7兆赫 3 <2
14兆赫 1.5 <1.5
21兆赫 2 2.5 2.5

结论:W3EDP在与线缆的匹配质量上几乎与EndFed相当。 在这种情况下,您可以使用流行的BalUn电压4:1,或者手动或自动的匹配设备(调谐器),而不是稀缺的UnUn 64:1,因为200欧姆是更方便匹配的电阻。 超过 2000 欧姆。


链接:
W3EDP天线 - AE5VV
W3EDPpresentation.pdf 演示文稿


最后更改日期:07/21/2025 - 措辞错误已更正。



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