首先,您需要先定義一下您所說的「長線天線」是什麼?我暫且認為您指的是單端饋電隨機線(end-fed random wire,EFRW),而不是端饋半波長天線(EFHW,中文 ham 社群常說的「端饋天線」,通常配有 49:1 unun),也不是天線理論中嚴格意義上的 long-wire antenna。
然後,您也需要定義一下「長線天調」是什麼? 我暫時認為是指用於 EFRW 的、具有直接連接天線的戶外自動天調,例如:ICOM AH-4、YAESU FC-40 等。
此外,我們也需要定義「一般的自動天線調整」是什麼?我暫且認為是指通常放置在收音機旁、或內建於收音機中的自動天線調整器。以 FTDX10 收音機為例,其內部天線調整器的匹配範圍為 16.7~150Ω。
區別:① 長線天調針對直接連接的阻抗特性高度變化的非50Ω隨機長天線振盪器設計,專注於對此類負載的匹配能力。② 長線天調通常安裝在天線饋電點附近,特別考慮了戶外環境、高RF電壓和端子絕緣等問題。
使用普通自動天調匹配長線的常見方法:
通常需要在長線共振器處連接 1:9 的衰減器 (unun),並盡可能避免線長接近工作頻率的 1/4 波長的整數倍,且嚴格控制衰減器至天線調諧器的饋線長度(讓天線調諧器盡可能靠近天線)。
「為什麼要避免饋電點距離工作頻率的 1/4 波長的整數倍?」:目的是避免饋電點進入極低的阻抗或極高的阻抗區域。
當頻率接近 λ/4 的奇數倍時,振盪器的饋電點位於電流中心附近,趨向於低阻抗狀態,經過 1:9 的轉換後,可能降至個位數歐姆的範圍,顯著低於一般窄範圍、普通室內天線及無線電內建的天線的調諧範圍。
當共振頻率接近 λ 的一半(即 λ 的四分之一倍數),也就是 λ 的偶數倍時,振盪器的饋電點位於電壓峰附近,趨向於高阻抗狀態,可達數千歐姆,經過 1:9 變換後,可能仍接近 1kΩ,遠大於例如 FTDX10 機內天線調諧的 150Ω 上限,顯著超過一般的窄範圍普通室內天線及無線電機內建天線的調諧範圍。
必須強調的是,「1:9」只是一種常見的經驗性做法。,但絕對並非最佳實踐。實際的轉換值取決於特定長度的電路在目標工作頻率上的阻抗,以及天線的匹配範圍。這個需要事先計算,或者在架設電路後連接網路並進行實際測量,可能1:4的效果更好,也可能1:1的效果更好。
將天線調諧器 (天線調諧器放置在電台旁邊的缺點 / 天線調諧器與天線之間的饋線距離過長的缺點) 的原因:
天調僅能完成對天調輸出端的整個負載網路,也就是「天調後饋線+unun+振子」系統整體,至50Ω的匹配,但無法保證天調之後的饋線在沿線任何位置都保持50Ω。
而遠端長線,即使經過 UNUN 的轉換,也可能仍然偏離 50Ω。只要最終的負載(UNUN + 振盪器)偏離 50Ω,那麼這段 50Ω 同軸饋線就會處於高駐波比 (高 SWR) 狀態。實際情況中,同軸饋線存在導體損耗和介質損耗,高 SWR 會使饋線中的電壓/電流峰值增加,進而進一步增加實際損耗(主要以熱的形式散失),饋線越長,累積的損耗越大,降低系統的發射效率。
同時,由於長線天線的不平衡特性以及 unun 端通常缺乏低阻抗的射頻回流路徑(很多時候人們根本不會布置一個有效的射頻Ground Plane Antenna,可能只是簡單地垂一根電線下去,甚至連這根電線也沒有),使得射頻回流很容易轉而『順饋線屏蔽網外層返回電台』,而不是透過低阻抗的Ground Plane Antenna返回饋電點。這導致射頻回流在饋線屏蔽層外表面激發出高頻共模電流,導致饋線直接參與輻射。這種輻射並非理想的輻射,會使系統的輻射方向圖、效率和噪音特性變得不可控。
此外,傳導至電台端的共模電流以及饋線外皮的輻射會產生RFI(無線頻率干擾),導致電腦串口斷聯、聲卡異常、觸控板失靈、干擾電視、干擾燈具等等。即使在電台端串聯共模扼流圈,也只能緩解部分 RFI 症狀,無法完全阻止共模電流進入電台。最好是在unun接點連接射頻Ground Plane Antenna/射頻回流線,也就是我前面所說的低阻抗的射頻回流路徑(不是接地棒),然後再將扼流圈串在unun和饋線之間,進一步抑制仍然耦合到同軸上的殘餘共模電流。
是不是看完後覺得一片混亂?
所以,不如直接購買長線的天調。