动手篇：打造属于自己的业余卫星地面电台！

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天线系统

涉及业余无线电的所有问题同样适用于卫星通信：天线系统是电台的最关键部分。如果您想知道如何投资您的电台设备，那么在涉及天线系统时，不要总想着省钱。

当我们在说到“天线系统”时，谈论的不仅仅是天线本身。

天线系统包括连接电台和天线的馈线，在卫星通联时，还包括前置放大器和天线旋转器。为了使用大多数业余卫星，必须用一个波段发射（上行链路），另一个波段接收（下行链路）。

除非您使用的是单一的双波段天线，否则您的卫星站至少需要两副天线。许多进行卫星通信的爱好者有多个天线，在必要时，可以在不同的上行/下行波段组合运行。

从技术上来说，任何类型的全向天线都可以用于卫星地面电台使用。爱好者们喜欢用简单的垂直接地天线、J 型天线、“大车轮”天线甚至汽车天线来进行卫星通联。

对于一个全方向天线，最佳的效果是能够最大限度地减少极化冲突和无效辐射区域的辐射方向图。工程师们从这些问题出发，已经设计了一些全向天线。

“打蛋器”天线

“打蛋器”天线从外观来看，类似在厨房将蛋黄与蛋清打混合的器具，所以将其称为“打蛋器”天线。该天线是由两个全波长刚性金属丝或管状金属环组成。

这两个环，每个都有100Ω的阻抗。并联时，它们为同轴馈线提供一个理想的50 Ω的阻抗。这两个环互成90º接入，这样的结构会产生一个圆极化的辐射图。

在环下，“打蛋器”天线可以使用一个或者多个无源反射器振子，使辐射图更大幅度地向上调整。这使它成为一副有“增益”的天线，但这个增益是以损失低仰角接收性能来实现的。

对于地平线，“打蛋器”天线实际上是水平线性极化，辐射图随着仰角增加，逐渐变成右旋圆极。实验表明，当反射器振子安装在环正下方时，“打蛋器”天线表现最佳。

自制“打蛋器”天线相对比较容易，但也有一些可用的成品天线。在空间受限的环境下，“打蛋器”天线的球形形状使得天线更加紧凑，这也是它成为吸引人的另一个原因。

旋转门天线

最基本的旋转门天线由两副水平半波偶极天线在同一个水平面内彼此互成直角安装（像字母X），其下方有一个反射屏。

当这两副天线被反向90°的等大电流激发时，它们典型的“8字”形方向图合并等同于一个近似圆形的方向图。

为了在空间通信中获得向上方向的辐射方向图，旋转门天线的底部需要一个反射器。为了获得一个宽幅的辐射图，最好在旋转门和反射器之间保持工作频率3⁄8波长的距离。

自制旋转门反射器通常使用在五金店里可以获得的金属窗纱材料（请使用老式的金属纱窗材料，而不是那种涂上聚氯乙烯的玻璃纤维品种）。

林登布列天线

林登布列天线是发明者美国无线电公司的尼尔斯.林登布列(Nils Lindenblad)以自己的名字命名的一款天线。

几年后，同样是美国无线电公司的乔治.布朗（George Brown）和奥克利.伍德沃德（Oakley Woodward）负责解决减少机场和空中无线电线路中信号衰减的问题。

布朗和伍德沃德意识到，在机场使用圆极化天线可以减少或消除这种衰减，所以他们决定尝试林登布列的想法。布朗和伍德沃德设计的天线使用金属管作为偶极振子。

布朗和伍德沃德对林登布列天线设计的改进更科学，工作效果也更好，不过对于一般的爱好者来说很难复制。

由安东尼.奥蒙泰罗(Anthony Monteiro/AA2TX)设计的更简单的林登布列天线。虽然比“打蛋器”天线或旋转门天线更复杂，但林登布列天线创造一个均匀的圆极化模式，在卫星通信应用中更高效。

四臂螺旋天线（QHA）

四臂螺旋天线在全向卫星天线中排名最好。它是由四根等长的导线（丝状）缠绕在螺旋形（螺旋）上组成，每根臂上电流相位两两相差90°馈入，其结果是一个近乎完美的圆极化模式。

制作四臂螺旋天线具有挑战性，因为长度和间距必须非常准确。即便如此，自制一副四臂螺旋天线依然可以为您节省一笔可观的经费。这种天线也有成品供应（海事卫星最喜欢使用这种天线），但价格比较高。