常见手台天线实际使用效果定量评测

长腿叔叔

前段时间突然对手台发了烧，一口气进了两个手台和N条天线。
其实想起来，这阵烧发得也不是无缘无故的。受生活环境影响，从小就对无线电有着浓厚的兴趣。记得在小学六年级就试着自制过航模遥控器，初中时候做过无线电测向（Fox hunting）的发射台和接收机，自己在山上跑着玩。高中时候做过对讲机，可惜后来没有成功。那时候根本不像现在有套件可买，所有元器件都是自己一个一个收集起来，所有电路板都是自己一笔一笔描出来，孔一个一个打好，元件一个一个自己焊上。回想起来，真还是蛮有感触的。只是后来生活的变迁，生活重心的转移，这个爱好逐渐淡出了视线。现在重拾，也算是对童年记忆的一个补偿吧。
就像玩单反玩的是镜头一样，玩手台其实天线更有玩头。玩家应该知道，手台通联效果按重要程度排序有三个要素：1.高度、2.天线、3.功率。可见在高度不可求的情况下，天线的因素比功率因素更重要。好的天线能把发射能量尽量集中在需要的方向上，用更小的功率实现相同、甚至更好的效果。因此玩家在追求通联效果的时候，应该把天线的选择放在首要考虑的位置。有选择就牵涉到对比的问题。但是对于常用天线的性能对比，比如长天线对比短天线究竟性能好多少？进口品牌对比国产品牌究竟有无性能优势？等等，这些命题在网上却少有定量的结论。要么是“语音清晰很多”、“原来通联不到的现在可以联到”、“信号比原来好1～2个”等笼统的、定性的评论，要么是“增益高1.5倍”等纯理论指标的推测。我想天线是拿来用的，天线的价值只有在实际应用场景中才能得到体现。因此我就想利用手头的天线，抛开理论指标的先入为主的假设，在完全实际的应用场景下做一个天线效果的定量测试，试图为大家选择手台天线提供一点参考。
言归正传。先来看测试器材。

手台：八重洲Yaesu 3R/6R各一台

天线：从短到长,依次是 IOO S-218M、3R原装天线、IOO S-205、钻石SRH519、IOO SK238V、钻石SRH789

钻石天线（Diamond）不用说了，日本第一电波出品，手台天线的标杆产品。其它是国内民间高手BG7IOO手工制作的天线，在HAM族里享有很高声誉。这两者的对比测试也是本次的看点之一。参加测试的天线类型包括子弹头、短软鞭、长软鞭，基本囊括了常用手台天线的类型。
参加测试天线的性能指标。

一、测试场景设计
以上天线都属V/U双段天线；手台的典型应用场景也可分为密集城区/野外开阔地两类。因不同的频段在不同的地形环境下有不同的传播特性，因此设计了4个测试场景：
V段，密集城区
U段，密集城区
V段，野外
U段，野外
因时间精力原因，本次只做密集城区的测试。野外的测试留待日后进行。
二、测试条件的设定
本次的基本思路是：两台手台一收一发。发射台位置固定，保持发射功率不变，更换不同天线。接收台固定接收天线，在密集城区逐渐远离发射台运动，取能稳定接收到信号的最远距离为发射天线实际作用距离。
这个测试方法有几个必须满足的限定条件：
1. 发射功率必须保持不变。因此每次测试前必须将电池充满，避免因电池电压下降导致发射功率的变化。
2. 发射功率要足够大。我第一次测试的时候为了少跑路，把发射功率设为0.1W，结果是除了最差的3R原装天线外，其他天线几乎都止于同一个距离。分析原因可能是发射功率太小。根据天线原理，
    辐射功率=发射机输出功率×天线增益
    如果输出功率过小，则天线增益带来的辐射功率的优势不足以使其穿透另一个障碍物，于是大家都止于同一堵墙前面，分不出优劣。于是我把发射功率修正为U段1W、V段1.5W，在后来的测试中效果良好，就是要多跑点路。
3. 传播路径要保持一致；传播路径上的障碍物，也就是传播媒质的密度要保持相对恒定。比方说不能走着走着突然出现一块开阔地，否则影响测试的准确性。
4. 如何判定“稳定接收到信号的最远距离”。以往有人做的测试是根据S表指示的信号强度。但S表是非线性的，分划也很粗略，不适合做定量的分析。我找到了YAESU手台的一个功能来完成这个使命：ARTS (Automatic Ranger Transponder System)。简单讲这个功能就是双方定时互发轮询信号，检查自己是否在对方的信号覆盖范围内。这个功能刚好和我的需求不谋而合。
5. 如何测定起、止距离。这个难不倒我，我有60CSX，记录坐标，回头在GE上测量。
三、测试结果
先介绍一下测试环境：
发射机放在家中固定位置，为5层楼房的3楼；接收机在地面移动；传播路径上为密集的6~7层楼房。发射、接收双发深陷于城市密集楼宇中，完全没有高度优势。如下图:


测试场景一：U段发射，1W@435.225MHZ
结果如下：


测试场景二：V段发射，1.5W@144.925MHZ
结果如下：

四、结论
首先在频段的选择上，可以看出V段完全不适合在有密集建筑物的城市区域使用。这与V段频率的传播特性有关。因无使用价值，故在V段未对所有天线进行测试。V频段上的性能对比留待下次野外测试中进行。
在U频段的对比测试中，基本上体现出“一寸长一寸强”的天线准则，唯一例外的是钻石的拉杆天线SRH789。作为长度最长的天线，我测试前对它寄予很高的期望，实测下来却让人大跌眼镜，性能尚不及长度只有它1/2的软鞭天线，仅仅略微好于长度只有它1/7的子弹头天线。我曾十分怀疑这个结果，单独对这根天线进行多次测试，结果证明这确实是它的实际效果。想用SRH789进行发射的同学可能要失望了。也许它仅仅适合作为接收天线使用。
另一个亮点是BG7IOO的S-218M天线。长度只有6cm，性能却和11cm的3R原装天线相当，达到20cm左右的软鞭天线性能的80%，不得不说是十分强悍。这个天线的外型配上机器非常小巧可爱，尤其是配3R，大小和手机相似，完全可以揣在兜里随身携带，实属居家旅游之必备良品，强烈推荐喜欢随身携带手台的同学使用。
性能与长度比较均衡的是S-205和钻石SRH519。这两根天线在U段城市应用中的使用效果完全一致，但是价格上S-205要便宜一些，性价比比较高。在做工上，S-205稍短一些，软鞭材质粗一点；SRH519更纤细一些，看个人喜爱了。（这里说句题外话：严格的对比测试，应该还包括 子弹头比子弹头IOO S-218M VS 钻石SRH805，长鞭比长鞭IOO SK238V VS 钻石SRH771。但作为个人玩家来说实在无力为一个测试进那么多性能相近的天线。而且根据S-205和SRH519的对比，IOO天线应该和钻石实力相当。有兴趣的同学可以继续做这个测试。）
性能之王是IOO的SK238V，可见“手台天线之王”的确实不是徒有虚名。不过以36cm的长度来说，这个天线确实不适合随身携带使用。也许最求极限通联距离才是它的用武之地。
以S-218M天线为基准，各天线在发射方向上的性能对比分别是1:1.27:1.4。(子弹头:短软鞭:长软鞭）
另外得到的一个结论是：在双方均深陷于城市密集楼宇的情况下，U段1W功率，可用的通联距离大约为1公里。

长腿叔叔

长腿叔叔

频率段	天线类型	中心频点	最佳工作频段	备注
400M—470MHZ	长天线	435MHZ	430M—440M	UHF机型通用
400M—470MHZ	长天线	444MHZ	438M—448M	UHF机型通用
400M—470MHZ	长天线	420MHZ	415 M—425M	UHF机型通用
400M—470MHZ	长天线	440 MHZ	435M—445M	UHF机型通用
400M—470MHZ	拉杆天线	440MHZ	435 M—445M	UHF机型通用
400M—470MHZ	短天线	435MHZ	430M—440M	UHF机型通用
400M—470MHZ	短天线	440MHZ	435M—445M	UHF机型通用
400M—470MHZ	短天线	440MHZ	435M—445M	UHF机型通用
350M—390MHZ	长天线	370MHZ	350M—390M	350MHZ机型通用
350M—390MHZ	长天线	380 MHZ	370M—390M	350MHZ机型通用
350M—390MHZ	短天线	385MHZ	380M—390M	350MHZ机型通用
350M—390MHZ	短天线	385MHZ	380M—390M	VHF机型通用
136M—174MHZ	长天线	155MHZ	150M—160M	VHF机型通用
136M—174MHZ	长天线	148 MHZ	140M—155M	VHF机型通用
136M—174MHZ	拉杆天线	160MHZ	155M—165M	VHF机型通用
136M—174MHZ	短天线	150MHZ	145M—155M	VHF机型通用
136M—174MHZ	短天线	155 MHZ	150M—160M	VHF机型通用