文章来源：https://js1fvg.kabu.direct/?page_id=360
文章作者：T.Kabu/JS1FVG
翻译方式：DeepSeek + 人工调整
引言
※最初是整理在另一份文档里的，但因为做法实在太杂乱，而且后来发现很多地方都有错误，所以现在决定以正确方法为核心重新整理一遍。
※这是关于端馈半波天线（EFHW）的第一篇文档，最终目标是带大家完成EFHW专用UNUN巴伦的安装电路板制作。
时隔几十年重新拾起业余无线电，发现现在流行的FT8模式简直太方便了——不用说话，用微弱电波就能实现DX通信（即与海外电台通联）！
不过说实话，区区5瓦功率配鞭状天线（whip）果然还是不行啊。于是就想到了全尺寸偶极天线——最好是结构简单的端馈型，也就是类似齐柏林（Zepp）天线那种。但手头只有SAGA电子7/21MHz双段天线，还想玩其他频段...
就这样，最近业余无线电圈里热议的"EFHW"（End Fed Half Wire Wave antenna， 端馈半波天线）成功引起了我的注意，于是开始着手研究制作方案。
EFHW之所以这么火，主要是因为它有个听起来简直像天方夜谭的特性——据说在HF波段几乎所有频段都能把驻波比（SWR）降到1.x！但实际一查就会发现，网上有人成功了也有人失败了，各种制作方法明显存在差异，根本搞不清哪个才是正确做法。
不过在这个过程中，我发现了一个绝对是必需品——或者说让人忍不住想买的「NanoVNA」矢量网络分析仪。这个能精准测量天线特性的神器，放在过去简直难以想象，现在居然200元左右就能买到！
NanoVNA-H4↑
二话不说就下单了，结果它简直超乎想象地好用！就连调整SAGA电子的齐柏林天线时，能直观看到SWR变化就已经够惊艳了。更不用说自制线圈或DIY天线时——这玩意儿绝对是必备神器！
现在，让我们进入正题——来聊聊真正的EFHW天线（端馈半波天线）的核心内容。
正如前文所述，当谈及HF波段的端馈天线（End-Fed Antenna），多数人首先想到的定是齐柏林式天线（Zepp-style Antenna）。当然，无地网垂直鞭天线（Non-Radial Vertical Whip）亦不失为佳选——更遑论如今还有与自动天调（ATU）联动的电动伸缩鞭天线。究其本质，这些皆属「端馈型天线」之范畴。
不过，坊间常说的——或者说我这次想制作的EFHW天线，与上述类型有着本质区别。
究其原因，前述各类端馈天线本质上都只是在窄带谐振频率上做文章——绞尽脑汁将目标频率对准那个狭窄的谐振点。天线越短（当然即使有一定长度），SWR波谷通常就越尖锐。但EFHW却彻底颠覆认知：其SWR特性之宽裕，竟能在1MHz至30MHz全频段实现1.x的超低驻波——这简直是天方夜谭般的神奇天线。
EFHW用巴伦样品在微调后的SWR特性。连接了5.1kΩ的假负载，黄色曲线代表SWR特性，如图所示，在1.8MHz～28MHz范围内可见SWR控制在1.x左右
而关于制作方法，正如前文所述，或许因为大家都是在将信将疑的状态下制作的，反而容易出错。即使有人明确告诉你"应该这样做"，并实际制作出来，但由于各种因素的影响，往往无法达到理想的SWR特性，最终很可能陷入"果然还是骗人的吧"的尴尬境地。
就连写下这篇文章的我本人，当初也是满腹狐疑地想着"这真的能行吗？！"，但当我实际测出像这张照片里如此平坦的SWR曲线时，还是忍不住喊出声来："居然是真的啊！！"。
因此，由于我自己在寻找EFHW天线相关资料时曾陷入深深的迷茫，为了让后来者不必重蹈覆辙，同时也作为个人备忘，我决定将真正的EFHW天线的制作方法进行系统梳理。
需要准备的材料
制作EFHW需要准备的是：
- 铁氧体磁芯(FT140-43、FT240-43。或同等产品)；
- 铜线(推荐聚氨酯漆包线（UEW）等。保持绝缘就行了。使用绝缘胶带也OK)；
- 47～200pF电容(建议选用耐压数Kv的高压型号)；
- 数m～数十m的长导线(作为天线振子，建议至少达到目标频率1/2波长的长度)；
- 用于连接同轴电缆的标准M型连接器（推荐使用母头，并配备转接器+公头组合）；
此外，还需要准备用于容纳巴伦部分的防水外壳等附件。
此外，为了对组装完的EFHW天线进行测量和调整，还需要以下设备和工具：
- NanoVNA(或使用功能相当的天线分析仪——如果只有SWR表的话，调整会非常困难)
说白了，与其纠结要不要买NanoVNA，倒不如直接以“我要做EFHW天线”做你有直接入手一台 (笑)
另外，出了FT（铁氧体磁环）系列外，还有FB（铁氧体磁环）系统和T（环形磁芯）系列可选，但实际绕制线圈时，FT系统能提供远超其他系列的电感量（FB系列的AL值不错，但尺寸太小，就不予采用了）
由于铁氧体磁芯的AL值（电感系数）直接决定了其电感特性，如果你手头已有磁芯，强烈建议先确定其AL值，选择与前述FT系列参数相当的型号进行制作。
| 型号 | AL值 |
|---|
| T68-6 | 4.7 +/- 5 % |
| T200-2 | 12+/- 5% |
| FT140-43 | 885+/-20% |
| FT240-43 | 1075+/-20% |
详情参见：https://toroids.info/
EFHW用巴伦的制作方法
虽然海外网站和前辈们的记录中存在多种绕制方法，但业界公认的黄金标准是采用初级2匝+次级14匝的1:7匝数比，构成阻抗变换比为1:49的匹配电路。
将初级线圈和次级线圈起始的几匝进行双绞线并绕（Bifilar winding）。次级线圈部分则采用共模扼流圈常用的绕至一半后反向折返的"W1JR绕法"。最后在初级芯线与初/次级共用地线之间接入电容器——这样就能做出理想的EFHW用巴伦...然而实际上几乎不可能成功。
实际制作这个EFHW巴伦——或者说仅制作其阻抗转换部分时，根据使用的铁氧体磁芯型号、绕线方式以及电容容量的不同，很可能出现以下情况：在HF波段中，仅能在20MHz或25MHz以下频段实现较低的SWR，或者整个频段的SWR都居高不下。
若只是随意绕制，往往会出现SWR无法降低，或者可用带宽极其狭窄的情况。
最初，我尝试使用FT240-43磁环，以0.4mm聚氨酯漆包线（UEW）按2:14的匝数比绕制，并在电路中接入一个总容量为141pF的合成电容。作为假负载，我在次级侧连接了一个5.1kΩ的电阻，并用NanoVNA进行测试。结果如照片所示，只有在HF低频段勉强能获得可接受的SWR值。
由于FT240-43尺寸过大、不易操作，我决定先用FT140-43磁环进行测试验证。与FT240-43相比，FT140-43的AL值较低，因此需要稍微增加绕线匝数，调整为3:21的匝数比（仍保持1:7的阻抗变换比）。
由于FT140-43尺寸更小，能显著节省线材用量。若仅针对特定波段优化，这种紧凑设计完全可行?!
于是，正如图片所示，尽管21MHz附近的SWR略微偏高，但整体仍能控制在2.0以下——就这样，一个完全可用的EFHW巴伦竟意外诞生了，其性能甚至超出预期。
经过后续对绕线疏密度的随意调整，最终如开头照片所示，成功制作出了具有极其理想SWR特性的EFHW用巴伦（样品）。
不过，这仅仅是“偶然成功”的案例。由于本次验证仅使用了0.4mm聚氨酯铜线作为临时测试材料，若仅用于QRP（小功率）操作尚可，但若要实现50W或100W功率进行国际通联，这样的配置显然不够可靠。（注：大功率应用需改用更粗线径（如14-16AWG）并确保磁环散热设计，否则可能因过热导致性能劣化甚至损坏。）
考虑到这种可能性，我早已备用的第二颗FT140-43磁环派上了用场。这次改用0.6mm聚氨酯铜线，完全按照3:21的匝数比重新绕制EFHW巴伦。然而测试发现：虽然绕法完全相同，但制成的巴伦SWR特性却存在微妙差异。
每次绕制都会产生不同的特性参数，这种低再现性迫使我必须重新审视调整方法。
首先，尝试将初级线圈与次级线圈采用双线并绕（Bifilar Winding）的部分绕制得更紧密一些。
当通过调整使SWR曲线波谷区间整体下移时，高频段（21MHz附近）的SWR显著改善，但副作用是原本30MHz以上SWR<1.5的宽频特性可用带宽反而被压缩变窄。
通过进一步将次级线圈折返段的绕制密度提高、并微调其位置，最终使28MHz至29MHz-FM波段的SWR也进入了可用范围。
这样的SWR数值已经相当理想了!
现将关键调整要点总结如下：
- 初级/次级双向并绕部分的疏密控制（红色部分）
- 双向并绕部分与折返后次级绕组的间距控制（蓝色部分）
- 折返后次级绕组的疏密控制 (緑色部分)
- 折返后次级绕组的间距控制 (黄色部分)
- 电容容量(陇南增加会导致良好SWR区间向低频偏移) (橙色部分)
1)影响21MHz附近的SWR特性、2)～4)与1)联动影响28MHz附近的SWR表现、调整项5)增加容量会使整体谐振频率向低频移动，但同时压缩优良SWR的带宽范围。
首先通过收紧1)的绕线间距同事放宽2)的间距来降低21MHz附近的SWR，接着通过调整3)和4)的疏密程度，在压低（拓宽）同频段SWR的同事寻找最佳平衡点。
即便至此已制作出特性极佳的EFHW专用巴伦，但如果加装M型母头连接器的话，精心调校的特性也会崩坏。
当临时加装M型母头连接器后重新检测SWR特性时会发现，尽管此前经过精细调校使数值降低，但整体SWR却显著增高，同时可用带宽也进一步变窄。
最初进行临时组装时，我曾误以为是铁氧体磁芯上的线圈移位导致的问题。但保持5D-V同轴电缆不变，重新拆除M型母头连接器测试后，SWR特性依然保持理想状态。
仅加装一个M型母头连接器就会导致SWR特性显著变化，因此不建议将M型母头连接器用作EFHW巴伦的同轴电缆端子。虽然最初有所怀疑，但后续调查正式这确实是由连接器本身特性决定的。
推荐采用M型转接器（中继用母头）搭配标准M型公头的组合方式。
这就是为什么不推荐直接在巴伦上安装M型母头连接器——它会显著改变SWR特性。尽管转换器比普通的连接器贵，但考虑到廉价的M型母头会严重劣化精心调校的SWR特性，这笔投资实则非常划算。
最终成功制作出了非常理想的EFHW用巴伦：
如下为这款使用FT140-43磁环、初级3匝次级21匝的EFHW巴伦设计图
使用FT140-43磁环的EFHW巴伦简明设计图↑
不过，这种设计仅使用5kΩ电阻来模拟EFHW天线线体部分的阻抗特性。实际部署时，还需要根据现场环境进行进一步调整。众所周知，馈电点与导体间的距离。、天线振子与地面的高度等因素都会显著影响阻抗特性，因此最终必须结合EFHW假设的实际环境进行匹配优化。
当馈电点位置较低时，天线的实际阻抗会明显下降（如从理论值5kΩ降低至2.5kΩ）。因此，建议在测试阶段采用2.5kΩ假负载替代5kΩ负载进行预调整。（注：此方法可能获得令人难以置信的SWR优化效果，强烈建议亲自验证）
需要注意的是，馈电点较低意味着天线振子与地面间的高度也较低，因此必须关注辐射仰角和谐振频率。不过，EFHW天线的优势恰恰在于无需担心谐振频率问题，所以实际只需重点关注辐射仰角即可——当然，这仅适用于水平假设天线振子的情况……
EFHW的架设与调整
首先将天线振子按7MHz波长的42.857米的半波长长度，考虑约0.96的缩短率，设定为20.4米。然后准备两根该长度的振子，使其能覆盖3.5MHz，本次将在类似运动场的开阔场地进行实验。
实际假设时，在馈电点和振子两端各预留约5mi支撑线，总长约50米的EFHW天线以3-5米离地高度展开，确保除地面外五其他介质影响天线本体，并使用NanoVNA测量SWR特性。不使用任何地网或平衡器。
首先仅连接20.4m振子，通过NanoVNA实时监测，同时采用振子末端折返等方式反复调整测试。
经过多次调整，最终将长度缩短约1m至19.4m后，在7/14/21/28MHz频段均达到可用状态，配合天调（ATU）即可无障碍使用。
基于上述测试结果，将另一个根20.4m振子同样缩短1m，使总长度调整为38.8m后，再用NanoVNA监测SWR特性。
测试结果表明，在19.4m版本中完全无法使用的3.5MHz频段，其SWR值确实出现了明显下降。
采用FT140-43磁环巴伦搭配40m振子时，1-30MHz频段的SWR特性测试显示：各业余波段（3.5/7/10/14/18/21/24/28MHz）虽然已呈现良好匹配，但整体谐振频率存在轻微偏高现象。为此。将长度调整时裁下的1m多余振子作为匹配短截线，通过精密修剪其长度来降低谐振频点，从而获取更优化的SWR特性。
最终确认，只要馈电点离地高度能达到5m左右，就能获得与理论计算一致的理想SWR特性。不过，频率越低（如3.5MHz等低频段），辐射仰角不可避免地会越高（此现象符合天线基本原理——架设高度与波长比值（h/λ）直接决定辐射仰角，5m高度在7MHz时约为λ/4，但在3.5MHz仅为λ/8，导致辐射波瓣上翘）。
众所周知，当振子长度超过1/2波长时，其辐射方向性将不在呈标准的全向性。因此，若需定向发射，必须特别注意振子的假设范围——电波最强辐射方向监狱振子延伸方向保持一致。
完成全部实验后，当我在各波段用FT8模式呼叫CQ时，突然被意大利电台反向呼叫并成功建立通联。后续不仅顺利通联国内电台，更与多个海外电台完成通信——仅用一根导线就能实现多波段操作的EFHW天线，实在太强大了！！
实际上，本次实验使用了AWG28规格（约0.08平方毫米）的极细导线作为振子，虽然各波段的SWR带宽变得相当窄，但以50W功率发射时并未出现问题。反倒是需要格外小心张力控制，否则容易拉断导线。 (实际上，最初是从压接端子的部位开始断裂的)
今后计划尝试：将振子导线至少升级至AWG20规格（约0.5平方毫米）后观察SWR变化；另外库存还有两个FT240-43磁环也可用于测试；甚至考虑在19.4m版本中加入线圈，尝试实现类似38.8m版本对3.5MHz的支持（虽然顶部加载方式可能导致电压问题）——诸多验证实验仍在持续推进。
本次不仅动用了天线相关器材，还全面投入了从焊枪到零件盒等各种工具。以上就是进来引发热议（？！）的EFHW天线制作与实测结果报告
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