Skywire 环天线

您是否正在寻求一个多波段，制作简单、花费极低而又很好用的 HF 天线呢？您也许可以试试这里介绍的天线﹣- Skywire 环天线，它是一个全尺寸的水平环天线。早期的爱好者建议给这个天线采用同轴电缆馈电，而较少考虑其损耗，但是后来的分析证实这只是一种愿望想法而已，在多个波段工作具有相对低的 SWR 值的情况，表明馈线损耗成为天线的一部分，包括对性能的影响。所以对这个可多波段使用的天线，馈电的最好办法是采用明线梯状馈线，再在工作间使用天调，给发射机匹配到较低的 SWR 值。

1、天线设计

 Skywire 环天线如图1所示，整个天线周长在其设计频率或基波频率上为一个波长长度，如果使用英尺为单位来计算 Ltotal ，可以使用下式：

Ltotal=1005/f

其中， f 是以 MHz 为单位的频率。

给定任意长度的导线，则天线围绕起来的可能最大占用面积就是将导线围成一个圆圈的形状的面积。但由于支起一个圆形的环天线需要很多支柱，所以还是采用方形的环天线（需要4个支柱）比较切实可行。要进一步减少导线环绕的面积（用更少的支柱）将在特性上带来趋近于折合偶极天线，并且也会导致谐波阻抗与馈线电压问题的出现。环的几何结构除方形之外的形状也是可能考虑的，但要记住 Skywire 环天线的两个基本要求﹣水平放置与最大化环绕面积。

3.5 MHz 的 Skywire 环天线

（可作为3.5~28 MHz 环天线与1.8MHz的垂直天线）环总周长：273英尺

方框边长：68英尺

7MHz的 Skywire 环天线

（可作为7~28 MHz 环天线与3.5 MHz 的垂直天线）环总周长：273英尺

方框边长：68英尺

这个天线系统还有另外一个优点是，它可以作为带顶部加载的垂直天线在其他波段操作使用。这可以简单地通过保持馈线与天线尽量垂直并且远离其他物体来做到，此时可将馈线的两根导线并接在一起，并与良好的大地一起馈电。

2、结构制作

该天线结构简单，尽管这个环天线可以制作成工作于任何波段或工作频率，但下面介绍的两个 Skywire 环天线具有良好的性能，并且10 MHz 波段都能够在这两种天线上工作。

由于长度并不要求十分严格，所以实际的总长度可以有几英尺的变化。不用担心将环调谐和修剪到谐振的事情，采用哪种方案对于接收到的信号都不会有差别。

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图1 一个 Skywire 环天线的全貌，方框水平架高于地面。

这个环天线使用了14号裸铜线。图2示意了在环边长夹角处绝缘子的放置办法，有两种通行的办法来连接到绝缘子，一种是如图2( A ）那样，在环导线的某位置栓住绝缘子并打结固定住；一种是如图2( B )那样，将环导线穿过绝缘子，绝缘子在导线上可以自由滑动。多数的环天线使用者用了至少两个可滑动的绝缘子，这样允许在环天线安装上后可以拉拽调整松紧，免除了需要在所有固定撑杆设置拉紧器的做法，通常建议采用两个对角可以滑动。
图3( A ）给出了一个在7.2MHz工作的142英尺长，安装在40英尺高度的7MHz Skywire 环天线，在10°仰角时的方位水平面辐射性能，以及它与在30英尺高正常水平安装的λ/2偶极天线的比较。在较高的频率上，环天线继承了它本身的特性。图3B给出的就是在14.2 MHz 工作时的响应，再次与λ／2在30英尺高的14.2 MHz 偶极天线比较，现在可以看出环天线有几个辐射波瓣比偶极天线强。图3C给出的是在21.2 MHz 的响应及与偶极天线的比较，这时环天线几乎在所有的方位角上都比λ／2偶极天线有更高的增益，在21.2MHz最佳辐射方向上，这个环天线比起偶极天线要高8 dB 。
您可以根据意愿将馈电点设置在环的任何位置，不过通常多数使用者是将它设在 Skywire 天线其中的一个角。图4描述了这样做的一个方案，用一块有机玻璃作为绝缘板，同时也可以缓解对梯形平行馈线的拉力，将馈电件置于离角支撑一段距离是有好处的。在离角1英尺左右馈电使得馈线放置更加自由。这个方案可以保证馈线不受到环天线支撑杆的限制。

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图2 在环天线角处安装绝缘子的两个方案。

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​图3 ( A ）为142英尺长的7MHz Skywire 环天线在水平方位面的响应，工作于7.2 MHz 高度40英尺，与λ／2高度30英尺的偶极天线比较；( B ）为工作在14.2 MHz 同样的环天线响应，与λ／2高度30英尺的14.2MHz偶极天线比较，可以看出环天线现在在某些方向已经具备优点；( C ）为工作在21.2MHz同样的环天线响应，与高度30英尺的偶极天线比较，在此，环天线几乎在所有方向上比简单的偶极天线有更高的增益。所有方位面辐射图都是在仰角为10的条件下。

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图4 多数使用者在 Skywire 环的一角馈电。采用高阻防天气侵袭的绝缘板作为馈电点安装板。

这里通常至少需要4个支撑点。如果采用树木作为支撑，那么至少需要两根用于支持绝缘子的绳子或拉线，以保持受力平衡并可以自由滑动。不过接馈线的那个角通常几乎都是系好固定住的，很少需要再用拉紧办法来支撑环天线（这点与偶极天线非常不一样）。因此，所需用来配衡的东西重量也很轻。有几种这样的环天线都使用橡皮筋系住4个绝缘子其中的3个，从而省去了使用其他平衡配重部件的需要。

这种天线推荐的放置高度是40英尺或更高，越高越好，尤其是您希望将环天线用于垂直天线模式工作时。不过，也有不少例子报告说该天线在20英尺高工作时本地和 DX 台的通信都很成功。图5所示为使用 Skywire 环天线作为低波段工作的顶部加载垂直天线时与地之间的馈电方法。

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图5 skywire 环天线作为垂直天线工作于7MHz时的馈电方式。

由于环天线的在空中架设较高，并且所有东西都是暴露在空中没有电气防护的，所以应该采用一些适当的办法来消除感应或直接的闪电对工作间与操作人员的危害，有些使用者是在闪电打雷时简单地将天线与天调、电台以及工作室完全地断开。