垂直天線
垂直天線（Vertical Antenna）係另一種常見嘅業餘無線電天線。相比偶極天線，垂直天線嘅最大優勢係佔地面積細，而且提供全方向（Omnidirectional）嘅水平覆蓋。
基本原理
垂直天線最基本嘅形式係四分之一波（1/4 λ）垂直振子，配合地面或者地線系統作為「鏡像」。地面充當咗偶極天線嘅另一半，所以垂直天線有時被稱為「單極天線」（Monopole）。
text
|
| ← 垂直振子 (1/4 λ)
|
|
----+---- ← 饋點
/ / | \ \
地線 / 地線 ← 地線系統（Radials）常見類型
1/4 波垂直天線
- 振子長度 = 波長 / 4
- 需要地線系統
- 饋點阻抗約 36Ω
- 結構簡單
長度公式：$$L（米）= \frac{71.5}{f_{MHz}}$$
5/8 波垂直天線
- 振子長度 = 波長 × 5/8
- 增益比 1/4 波高約 3dB
- 需要匹配網絡
- VHF/UHF 車載天線常用設計
半波垂直天線（End-Fed Half-Wave）
- 振子長度 = 波長 / 2
- 唔需要地線系統
- 饋點阻抗好高（數千歐姆），需要匹配變壓器
- 適合空間有限嘅情況
多頻段陷波垂直天線（Trap Vertical）
- 喺振子中加入陷波器（LC 諧振電路）
- 一支天線覆蓋多個頻段
- 結構較複雜，帶寬可能較窄
地線系統
地線系統對垂直天線嘅性能至關重要。
理想地線系統
- 120 條以上嘅地線
- 每條長度 = 1/4 波長
- 均勻分佈喺天線周圍
實際妥協方案
- 最少 4 條地線（性能已經可接受）
- 16-32 條地線（良好嘅性能）
- 地線可以貼喺地面上
地線數量對效率嘅影響
| 地線數量 | 大約效率 | 接地電阻 |
|---|---|---|
| 4 條 | ~50% | ~35Ω |
| 16 條 | ~70% | ~15Ω |
| 32 條 | ~80% | ~8Ω |
| 64 條 | ~85% | ~5Ω |
| 120 條 | ~90% | ~2Ω |
實用建議
對於大部分業餘愛好者，16-32 條地線已經可以提供唔錯嘅效果。與其追求完美嘅地線系統，不如多花啲時間喺天線嘅調整同安裝高度上面。
商業垂直天線推薦
HF 垂直天線
| 產品 | 頻段 | 高度 | 特點 |
|---|---|---|---|
| Hustler 6-BTV | 10-80m | 7.3m | 經典多頻段垂直 |
| Diamond CP-6 | 10-80m | 5.1m | 較矮，適合空間有限 |
| Cushcraft R-9 | 6-80m | 6.4m | 覆蓋頻段多 |
| SteppIR BigIR | 6-80m | 9.8m | 電動調節，帶寬寬 |
VHF/UHF 垂直天線
| 產品 | 頻段 | 增益 | 特點 |
|---|---|---|---|
| Diamond X-50A | 144/430 MHz | 4.5/7.2 dBi | 經典之選 |
| Diamond X-200A | 144/430 MHz | 6.0/8.0 dBi | 長一啲，增益更高 |
| Diamond X-510N | 144/430 MHz | 8.3/11.7 dBi | 高增益，適合基地台 |
| Comet GP-3 | 144/430 MHz | 6.5/9.0 dBi | 性能可靠 |
DIY 垂直天線教學
2 米 / 70 厘米雙頻段垂直天線
呢個係一個簡單嘅 J-Pole 天線設計，用銅管或者 300Ω 雙引線製作。
J-Pole 天線（300Ω 饋線版本）
材料：
- 300Ω 扁平雙引線（電視天線用嘅那種）約 60cm
- 50Ω 同軸電纜
- SO-239 接頭
製作：
- 取 51cm 嘅 300Ω 雙引線
- 頂部：兩條導線連接喺一齊（短路）
- 底部：一邊剪短到 14cm，另一邊保持 51cm
- 同軸電纜嘅饋點連接喺距離底部短路端約 5cm 嘅位置
- 中心導體接一邊，屏蔽接另一邊
- 調整饋點位置令 SWR 最低
40 米頻段 1/4 波垂直天線
材料：
- 鋁管或者釣魚竿 + 導線，長度約 10 米
- 4-16 條地線，每條約 10 米
- 饋點安裝座
- RG-213 同軸電纜
製作：
- 將 10 米長嘅垂直元件豎起
- 饋點喺底部
- 由饋點向外輻射式鋪設地線
- 同軸電纜中心接垂直元件，屏蔽接地線
- 調整垂直元件長度令 SWR 最低
垂直天線嘅優缺點
優點
- 佔地面積細小
- 全方向覆蓋（水平面）
- 垂直極化，適合 VHF/UHF FM 通信
- 低角度輻射，有利於 HF DX 通信
- 安裝相對簡單（只需要一個支撐點）
缺點
- 需要良好嘅地線系統（HF 頻段）
- 容易接收到人造噪音（垂直極化噪音較多）
- 增益通常比同尺寸嘅八木天線低
- 無方向性選擇，唔可以避開干擾
- HF 垂直天線可能好高
安裝建議
- 位置選擇：盡量遠離建築物同金屬結構
- 地線鋪設：地線唔需要埋入泥土，貼喺地面上就可以
- 防水處理：饋點同接頭要做好防水
- 避雷：垂直天線通常係附近最高嘅金屬結構，一定要做好避雷措施
- 固定牢固：垂直天線受風力影響較大，要確保底座穩固
Contributors
IUU6