《业余无线电从零开始》第五章第一节：天线：一根线怎么把电波送出去
第五章 A 类 · 天线与馈线
中继台上经常有人问：我这台五瓦，为什么别人能通十公里，我三公里就飘了？问完一般还有一句：是不是该换根天线。换天线可能有用，但先别急着掏钱。说这话的人，很多连自己那根天线为什么能把电波送出去都没想过；信号不好，位置、高度、极化这些更基本的东西往往占了大头，天线只是其中一环。
天线不生产功率
天线不是功率放大器，它不会放大功率。很多人以为换根高增益天线等于加了一级功放，其实不是；天线干的事只有一件，就是把馈线里那股来回跑的电流，变成能在空气里走的电磁波。你可以把馈线想成水管，把天线想成水龙头的喷口——水压再大，喷口堵着，水也出不去；喷口开得好，同样的水才撒得远。
那为什么一根开路的导线能把能量放出去？因为电流在导线里跑的时候，电荷一直在加速、减速，加速的电荷会在周围激起变化的电场和磁场，这两个东西互相扶着往外走，就是电磁波；但馈线里的两根导体挨得太近，电流一去一回，远处的场几乎抵消，所以馈线只负责“导”，不负责“辐射”，到了天线这儿两根导体被拉开，电流不再互相抵消，能量才有机会跑掉。天线的作用，就是把“导行波”变成“自由空间波”，这个转换效率，就是它全部的用处。
手台原装那根十几厘米的橡胶棒为什么还能用？因为它虽然短，但好歹能把一部分功率送出去。这里得算一笔账：一根远短于四分之一波长的导线，本身容抗很大，必须靠加感线圈把它拉回谐振。谐振之后，它看起来像一个很小的电阻，其中只有一小部分是真正辐射出去的辐射电阻，可能只有一两欧姆；而导线的欧姆损耗、加感线圈的损耗、橡胶外壳和人体带来的损耗全在另一边。效率等于辐射电阻除以总电阻，分母一大，真正出去的功率就少了。
全尺寸半波偶极子的辐射电阻大约 73 欧姆，损耗通常只有一两欧姆，效率可以到九成以上。 2 米段一根十几厘米的加感天线，辐射电阻可能只剩一两欧姆，效率掉到一两成甚至更低都正常。到了 70 厘米段就好很多，17 厘米已经接近四分之一波长，同一根短天线反而好用——这个第三章第十四节讲过，不重复。所以这不是厂家偷懒，是便携和效率之间的交换。
判断一根天线好不好，先看它能不能把功率顺畅地接过来，再看它把功率往哪个方向送：前半句是阻抗匹配和驻波比，后半句是方向图和极化。两件事加起来，才是“这根天线行不行”的答案。
长度是算出来的
天线要多长，不是拍脑袋定的。波长等于三百除以频率，频率按兆赫算，得出来的单位是米：2 米段 145 兆赫，一个波长大约 2.07 米；70 厘米段 435 兆赫，大约 0.69 米；6 米段 50 兆赫附近，差不多 6 米。这个公式没什么神秘的，光速除以频率而已。就这么简单。
天线要谐振，长度就得跟波长对上，最常用的是半个波长，也就是半波偶极子：两根一样长的导线，中间留一个小口子接馈线，总长大约是 143 除以频率（兆赫）米，每臂再除以二。为什么是 143 不是 150？因为导线末端会形成额外的电容，让末端电流不为零，相当于电气上"多出来"一小段；同时电波在导线里跑得也比真空里略慢。这两个叠在一起之后，实际剪的时候得比自由空间的半波长再短 5% 左右——143 这个数，已经把这两点都算进去了。
不过 143 只是起点。导线粗细、有没有绝缘皮、离地高度、附近有没有金属物，都会让实际谐振点偏移。老手的规矩是"宁长勿短"：先留长一点，架起来测驻波，再一点点剪到最低点。记住 143 就行，但别把它当尺子，要把它当路标。
常用的三个段算下来是这样：2 米段半波偶极子总长 0.99 米，记 1 米就行，每臂 49 厘米；70 厘米段总长 33 厘米，每臂 16 厘米多；6 米段总长 2.84 米，快 3 米了，得有点场地才架得开。我把数列表在下面，省得每次掏计算器。
振子先按理论值多留一到三厘米，接上驻波表或者天线分析仪，一点一点剪到谐振点落在你要用的频率上。剪短了接不回去，剪长了只是浪费一点铜线，这个顺序别弄反。新手最容易犯的错，就是量好一次剪到位，结果短了，只能重来。还有个细节：振子越粗，带宽越宽，也不容易受人体和环境的影响，所以成品天线常用铝管、钢管，不用细铜丝；但粗振子的谐振长度也会略短一点。天线厂家给的尺寸和参数只能当参考，最后还得自己根据实际情况进行修剪，所以一名合格HAM就是一名合格的裁剪大师。当然，天线的长短在上面这个表中只是理论值，天线周围有没有金属、离地多高，谐振点都会跟着挪，所以量的时候别指望一次就准。还有个地方容易绕：波段名是习惯叫法，28 兆赫算下来是 10.7 米，大家还是叫 10 米段，14 兆赫算下来 21.4 米，叫 20 米段，别拿波段名去精算天线长度，容易差一截。
中间那一点最关键
半波偶极子的中间是馈电点，两端是开路的。开路的意思，就是电流到末端没地方去，只能停住，所以末端的电流为零、电压最高；中间反过来，电流最大、电压最低。这个分布不均匀，它沿着振子按半个正弦波排开，电流从中间往两边一路减小到零；辐射靠的是电流，电流大的地方辐射强，电流为零的地方不辐射，所以偶极子的辐射主要在两个臂的中段，不在尖端。电压和电流还差四分之一个周期，能量在电场和磁场之间来回换手，换得越顺，天线越“谐振”。
谐振的时候，从馈电点看进去是一个纯电阻：半波偶极子在自由空间大约 73 欧姆，架到离地一两米以上，常常落在 50 到 70 欧姆之间，和 50 欧姆的同轴电缆算是门当户对；四分之一波长的垂直天线只有 36 欧姆上下，直接接 50 欧姆电缆，驻波大约 1.4，也不算离谱；折合振子把阻抗抬到 300 欧姆左右，就得靠巴伦来转换。不谐振的时候，馈电点多出一个电抗，功率送进去一部分又被弹回来，在电缆里来回跑。表针上看到的就是驻波。驻波怎么读、馈线吃掉多少，在下一篇文章会详细展开，这里先记住一句话：谐振是天线把功率完美接住的前提。
那为什么把馈电点放中间？因为中间电流最大、电压最低，阻抗低，和 50 欧姆同轴好接。要是把馈线接到振子一端，也就是端馈，馈电点阻抗会高到上千欧姆，得靠天调或者 49:1 之类的变换器才能接上；端馈的好处是一根线就能架，适合有特殊架设需求的电台，代价是效率、带宽，还有射频在机器附近乱跑的风险。
它其实是个 8 字
偶极子不是四面八方进行同等辐射的。把一根水平偶极子架起来，它在三维里的辐射状态像一个套在振子外面的甜甜圈：垂直于振子的方向最鼓，沿着振子两端收成一个洞；从正上方往下看，就是横躺的 8 字，垂直于振子的两个方向最强，沿着振子两端是零点。这个形状叫方向图，天线不生产能量，只是把能量从一个球面摊到某些方向上，某些方向多了，别的方向就必然少。
所谓增益，说的就是这个“挪”。半波偶极子在最强方向的增益是 2.15 dBi，也就是 0 dBd，dBd 是拿偶极子当基准；一个 3 dBd 的天线，最强方向的功率密度是偶极子的两倍，5 瓦进去，等效辐射功率（ERP）大约 10 瓦。它没有把 5 瓦变成 10 瓦，只是把别的方向的能量挪了过来，那些方向就更弱了。
手台原装天线、车载鞭状、四分之一波长地网，都是接近全向的：水平面上是一个圆，垂直面上有起伏，所以在本地中继上，你转到哪个方向都差不多。而八木天线就属于完全不一样的一个类型，它把能量压到一个方向，正前方强、背后弱，能通得更远，但你得知道对方在哪，不然指向错误，你们可能就永远也通联不上。天线架多高也会影响辐射方向，架得低，能量往天上跑得多，适合近距离和山区；架得高，低仰角的分量多，才够得着远处的地平线。
横着还是竖着
极化说的是电场的方向，对一根导线来说，大体上就是导线摆的方向：振子横着，发出去的是水平极化；振子竖着，就是垂直极化。收和发两边极化对不上，实际中损耗是二三十个 dB 的量级，等于把五瓦直接削成一个零头，比馈线那点损耗狠多了。所以本地的调频中继、车载天线、手台，一律垂直极化；6 米和 2 米的弱信号、CW 和 FT8，很多台用水平极化。你玩 2 米段的中继，就把偶极子竖起来挂；玩 6 米的 FT8，就横过来虽然Es 来了极化会被打乱，但偶极天线横着放、GP天线竖着放准没错。
极化在路上还会变。城市里楼群、山坡、铁塔都会反射，电波每反射一次，极化就可能被拧一下，所以到了远处，原本水平的信号可能带上垂直分量；这也是为什么城区里垂直极化的手台，有时反而能收到一些本该收不到的信号。还有一种叫圆极化，卫星上常用。卫星在头顶翻，线极化天线对着它，极化角一直在转，信号就忽强忽弱；圆极化天线对着它收，信号最多只少 3 dB，不再忽强忽弱，但圆极化分左右旋，收发旋向反了照样影响接收或者直接收不到。
自己剪一根试试
2 米段的半波偶极子最适合练手。总长 1 米左右，每臂 49 厘米，材料可以是两根拉杆天线、两根铜线，甚至两根钢卷尺，中间用一块塑料或者环氧板固定，两臂分别接同轴电缆的芯和屏蔽层。同轴直接接偶极子，屏蔽层外皮也会带上电流，所以最好加一个 1:1 的扼流巴伦；不加也能用，只是方向图会歪一点，表针会难看一点。第一根自制天线，先让它动起来比什么都重要。竖着挂是垂直极化，能对本地中继；横着挂是水平极化，留给 2 米段远方的弱信号，144.200 一带的单边带和 FT8 就在那附近。
把中间馈电摸熟之后，可以试 2 米段的四分之一波长地网天线：辐射体 49 厘米（2.07 除以 4 大约 0.52 米，算上端效应剪到 0.49），地网三到四根、每根也是 49 厘米，从底座斜着往下拉。理想地网上，它比半波偶极子高大约 3 dB，因为能量只往天上那半个球面走；实际只有三四根地网，这个优势要打折，但胜在结构简单，竖着就能立起来，适合固定在阳台或者楼顶。至于 6 米段那根半波偶极子，总长 2.84 米，要一点场地。
几个坑，先说一下
先说架设。天线别架在电力线、高压线附近，至少留出一倍天线长度，通常三米以上，更不要架在电力、高压线正上方或者正下方，也别伸到邻居窗户前。楼顶作业最好两个人以上，系好安全带、拉好风绳，大风和雷雨不登顶。雷电来之前把馈线从机器上拔下来，接头挪到离人和设备远的地方，机壳和屏蔽层能接地更好——这只是降低风险，直击雷是挡不住的。
还有射频。A 类上限是 25 瓦，手台常见 5 瓦，可天线离人体近就是另一回事：5 瓦留半米，25 瓦留一米，别把天线贴着脑袋发射，虽然你感受不到啥，但多少他算辐射。自制天线还有两件小事：一是固定，偶极子不重，但风一大就会甩，绝缘块和拉绳要留余量；二是防水，接头先缠自粘胶带再包一层，雨水进到馈线里面，损耗会一路涨上去。发射之前先确认天线接好，再按 PTT——空载发射，有的机器会保护，有的机器会烧末级。
动手：算一次，量一次
先算一次，量一次。算：你常去的中继在 145 兆赫还是 435 兆赫，用 143 除以频率，得到半波偶极子的总长，再除以二得到每臂长度；量：把手台那根天线拧下来，用尺子量一下它有多长，和理论长度比一比，你就知道它里面靠多少加感线圈在撑。
想动手的话，找两根 50 厘米左右的拉杆或者铜线，中间夹一块塑料片，一头接同轴芯、一头接屏蔽层，竖着挂到窗外。用驻波表看一眼，再跟原装天线在同一个中继上比一次信号报告。第一次测驻波，表针指向位置可能不好看，别急着剪：先把天线挪离墙和金属栏杆，再把手从馈线上拿开，读数往往会变；确认是天线本身的问题，再动剪刀，一次只剪五毫米。我不建议一上来就买天线分析仪，先用驻波表把手上的东西摸清楚，等真要同时调几根天线了，再添设备。做坏了也不心疼，铜线才几个钱。一套动作做完，你就有了一根“知道自己谐振在哪”的天线，这比买一根不知道脾气的新天线有用得多。
天线这东西，说白了就是把电波送出门的那道口子。尺寸、方向、极化三件事弄明白，再看别人说的“高增益”“宽频带”，就不容易被唬住。下一篇我们顺着馈线往回走，看看驻波比那根表针到底在说什么，以及一根电缆能吃掉你多少瓦。
上一篇《FT8：让电脑替你听》；下一篇《馈线与驻波比：那根表针在说什么》；系列全部篇目收在《业余无线电从零开始》目录。
本文的天线尺寸按波长公式和半波偶极子的工程近似整理（总长约 143 除以频率（兆赫）米，端效应使实际长度再短 5% 左右）；馈电点阻抗、方向图和极化损耗是天线的通用结论，具体数值以实测为准。A 类权限按《业余无线电台管理办法》（工业和信息化部令第 67 号，2024 年 3 月 1 日施行）第三十条执行：30–3000 兆赫、不超过 25 瓦。实际架设以本地频率协调、物业和安全规定为准。更新时间：2026-10-21。