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      常見手臺天線實際使用效果定量評測

      時間:2022-12-23 來源:未知 作者:陸濤 點擊:

      前段時間突然對手臺發了燒,一口氣進了兩個手臺和N條天線。

      其實想起來,這陣燒發得也不是無緣無故的。受生活環境影響,從小就對
      無線電有著濃厚的興趣。記得在小學六年級就試著自制過航模遙控器,初中時候做過無線電測向(Fox hunting)的發射臺和接收機,自己在山上跑著玩。高中時候做過對講機,可惜后來沒有成功。那時候根本不像現在有套件可買,所有元器件都是自己一個一個收集起來,所有電路板都是自己一筆一筆描出來,孔一個一個打好,元件一個一個自己焊上;叵肫饋,真還是蠻有感觸的。只是后來生活的變遷,生活重心的轉移,這個愛好逐漸淡出了視線,F在重拾,也算是對童年記憶的一個補償吧。

      就像玩單反玩的是鏡頭一樣,玩手臺其實天線更有玩頭。玩家應該知道,手臺通聯效果按重要程度排序有三個要素:1.高度、2.天線、3.功率?梢娫诟叨炔豢汕蟮那闆r下,天線的因素比功率因素更重要。好的天線能把發射能量盡量集中在需要的方向上,用更小的功率實現相同、甚至更好的效果。因此玩家在追求通聯效果的時候,應該把天線的選擇放在首要考慮的位置。有選擇就牽涉到對比的問題。但是對于常用天線的性能對比,比如長天線對比短天線究竟性能好多少?進口品牌對比國產品牌究竟有無性能優勢?等等,這些命題在網上卻少有定量的結論。要么是“語音清晰很多”、“原來通聯不到的現在可以聯到”、“信號比原來好1~2個”等籠統的、定性的評論,要么是“增益高1.5倍”等純理論指標的推測。我想天線是拿來用的,天線的價值只有在實際應用場景中才能得到體現。因此我就想利用手頭的天線,拋開理論指標的先入為主的假設,在完全實際的應用場景下做一個天線效果的定量測試,試圖為大家選擇手臺天線提供一點參考。

      言歸正傳。先來看測試器材。
      手臺:八重洲Yaesu 3R/6R各一臺

      圖片
      天線:從短到長,依次是 IOO S-218M、3R原裝天線、IOO S-205、鉆石SRH519、IOO SK238V、鉆石SRH789
      圖片
      鉆石天線(Diamond)不用說了,日本第一電波出品,手臺天線的標桿產品。其它是國內民間高手BG7IOO手工制作的天線,在HAM族里享有很高聲譽。這兩者的對比測試也是本次的看點之一。參加測試的天線類型包括子彈頭、短軟鞭、長軟鞭,基本囊括了常用手臺天線的類型。

      參加測試天線的性能指標。
      圖片
      一、測試場景設計

      以上天線都屬V/U雙段天線;手臺的典型應用場景也可分為密集城區/野外開闊地兩類。因不同的頻段在不同的地形環境下有不同的傳播特性,因此設計了4個測試場景:

      V段,密集城區
      U段,密集城區
      V段,野外
      U段,野外

      因時間精力原因,本次只做密集城區的測試。野外的測試留待日后進行。

      二、測試條件的設定

      本次的基本思路是:兩臺手臺一收一發。發射臺位置固定,保持發射功率不變,更換不同天線。接收臺固定接收天線,在密集城區逐漸遠離發射臺運動,取能穩定接收到信號的最遠距離為發射天線實際作用距離。

      這個測試方法有幾個必須滿足的限定條件:

      1. 發射功率必須保持不變。因此每次測試前必須將電池充滿,避免因電池電壓下降導致發射功率的變化。

      2. 發射功率要足夠大。我第一次測試的時候為了少跑路,把發射功率設為0.1W,結果是除了最差的3R原裝天線外,其他天線幾乎都止于同一個距離。分析原因可能是發射功率太小。根據天線原理,
          輻射功率=發射機輸出功率×天線增益
          如果輸出功率過小,則天線增益帶來的輻射功率的優勢不足以使其穿透另一個障礙物,于是大家都止于同一堵墻前面,分不出優劣。于是我把發射功率修正為U段1W、V段1.5W,在后來的測試中效果良好,就是要多跑點路。

      3. 傳播路徑要保持一致;傳播路徑上的障礙物,也就是傳播媒質的密度要保持相對恒定。比方說不能走著走著突然出現一塊開闊地,否則影響測試的準確性。

      4. 如何判定“穩定接收到信號的最遠距離”。以往有人做的測試是根據S表指示的信號強度。但S表是非線性的,分劃也很粗略,不適合做定量的分析。我找到了YAESU手臺的一個功能來完成這個使命:ARTS (Automatic Ranger Transponder System)。簡單講這個功能就是雙方定時互發輪詢信號,檢查自己是否在對方的信號覆蓋范圍內。這個功能剛好和我的需求不謀而合。

      5. 如何測定起、止距離。這個難不倒我,我有60CSX,記錄坐標,回頭在GE上測量。
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      三、測試結果

      先介紹一下測試環境:
      發射機放在家中固定位置,為5層樓房的3樓;接收機在地面移動;傳播路徑上為密集的6~7層樓房。發射、接收雙發深陷于城市密集樓宇中,完全沒有高度優勢。如下圖:
      圖片
      測試場景一:U段發射,1W@435.225MHZ
      結果如下:
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      測試場景二:V段發射,1.5W@144.925MHZ
      結果如下:
      圖片
      四、結論

      首先在頻段的選擇上,可以看出V段完全不適合在有密集建筑物的城市區域使用。這與V段頻率的傳播特性有關。因無使用價值,故在V段未對所有天線進行測試。V頻段上的性能對比留待下次野外測試中進行。

      在U頻段的對比測試中,基本上體現出“一寸長一寸強”的天線準則,唯一例外的是鉆石的拉桿天線SRH789。作為長度最長的天線,我測試前對它寄予很高的期望,實測下來卻讓人大跌眼鏡,性能尚不及長度只有它1/2的軟鞭天線,僅僅略微好于長度只有它1/7的子彈頭天線。我曾十分懷疑這個結果,單獨對這根天線進行多次測試,結果證明這確實是它的實際效果。想用SRH789進行發射的同學可能要失望了。也許它僅僅適合作為接收天線使用。

      另一個亮點是BG7IOO的S-218M天線。長度只有6cm,性能卻和11cm的3R原裝天線相當,達到20cm左右的軟鞭天線性能的80%,不得不說是十分強悍。這個天線的外型配上機器非常小巧可愛,尤其是配3R,大小和手機相似,完全可以揣在兜里隨身攜帶,實屬居家旅游之必備良品,強烈推薦喜歡隨身攜帶手臺的同學使用。

      性能與長度比較均衡的是S-205和鉆石SRH519。這兩根天線在U段城市應用中的使用效果完全一致,但是價格上S-205要便宜一些,性價比比較高。在做工上,S-205稍短一些,軟鞭材質粗一點;SRH519更纖細一些,看個人喜愛了。(這里說句題外話:嚴格的對比測試,應該還包括 子彈頭比子彈頭IOO S-218M VS 鉆石SRH805,長鞭比長鞭IOO SK238V VS 鉆石SRH771。但作為個人玩家來說實在無力為一個測試進那么多性能相近的天線。而且根據S-205和SRH519的對比,IOO天線應該和鉆石實力相當。有興趣的同學可以繼續做這個測試。
      圖片

      性能之王是IOO的SK238V,可見“手臺天線之王”的確實不是徒有虛名。不過以36cm的長度來說,這個天線確實不適合隨身攜帶使用。也許最求極限通聯距離才是它的用武之地。

      以S-218M天線為基準,各天線在發射方向上的性能對比分別是1:1.27:1.4。(子彈頭:短軟鞭:長軟鞭)

      另外得到的一個結論是:在雙方均深陷于城市密集樓宇的情況下,U段1W功率,可用的通聯距離大約為1公里。



      (中國集群通信網 | 責任編輯:陸濤)

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