對于許多想要相對容易地構建共線天線的人來說，同軸共線天線是一個理想的解決方案。

雖然這種形式的天線很受業余無線電愛好者的歡迎，因為它的構造非常簡單，但它也可用于許多其他形式的無線電通信。它可以在雙向無線電通信系統的基站內使用。它在VHF和UHF無線電通信中特別受歡迎，因為尺寸不太大，并且提供了良好的增益水平

顧名思義，同軸共線天線利用同軸饋線的各個部分來組成天線。

為了防止濕氣進入和因其他環境因素而變質，天線通常安裝在塑料或玻璃纖維空心管中。這使得天線外觀優雅，結構良好，能夠承受天氣。

同軸共線的工作原理

同軸共線是相控陣天線的一種形式。各種天線部分或元件都在同一軸上，使它們在幾何位置上共線，即它們形成同軸共線相控陣天線。

雖然可以使用許多不同的配置，但一種流行的格式是由一系列半波長同軸部分或段組成的天線，其中內部和外部連接在每個半波部分的交界處轉置，即內部連接到外部，外部連接到內部。

天線的最后一部分有許多選項。在某些情況下，可能會使用短路，而在其他情況下，可能會使用最終四分之一波長元件。

雖然天線可以如下圖所示以平衡格式使用，但它也可以用作具有適當饋電匹配等的單極子。

基本平衡同軸共線天線的概念

要了解其運作方式，請先查看外部部分。它們沿饋線有四分之一波長的短路。這意味著在該元件結束時，看到的阻抗將從短路轉換為高阻抗。

這樣，兩個段之間的接口就會看到高阻抗，一直回到饋電點。

可以看出，所使用的饋線是高阻抗明線或平衡饋線。這可以通過某種形式的阻抗匹配電路進行轉換，以與更常見的低阻抗 50Ω 電纜進行良好的匹配。

就實際操作而言，段端的電壓幅值和相位接近天線驅動電壓。

由于內部電纜在每個半波長處連接到同軸電纜的外部，這意味著對于給定的一半天線，在同軸電纜段外表面上流動的電流是相同的。

在共線天線上，最大輻射發生在波前建設性結合的地方

由于電流彼此同相，這意味著每個段都輻射出具有相同相位的信號。當它們與天線軸線成直角時，它們就會建設性地結合在一起。

為了更仔細地了解和觀察天線的操作，可以將其視為兩個天線，因為天線的每個部分都有兩個導體 - 一個是同軸電纜的內部，另一個是外部。實際上，一根天線在另一根天線內部，盡管這每隔半波長就會交替。

正如預期的那樣，由于使用了饋線，每個部分的導體中的電流是相等且相反的。

通過交替每半波長的導體提供同相輻射源，使其成為相控陣天線，并且由于各部分之間沒有相移，輻射垂直于天線的軸線。

單極垂直同軸共線

雖然可以使用上述天線，但共線天線（但不是全部）的大多數用途是垂直單極天線和基底饋電。一些簡單的修改可以帶來更多人熟悉的共線。

這可以使它成為一種非常有用的天線形式，適用于許多雙向無線電通信應用，從出租車、緊急服務基站到業余無線電愛好者及其 VHF UHF 電臺。

顯然，第一個變化是以垂直方式定位天線，但還有一些其他變化使天線能夠以所需的方式運行。有時會有不同的方法來達到相同的目的，但這些是一些更廣泛使用的方法。

第一種是用四分之一波長的導線替換天線末端的四分之一波短路短截線。這形成了天線的頂部，并連接到相鄰同軸電纜部分的內導體或中心導體。它根本沒有連接到外導體。

該元件的長度可以通過計算信號在自由空間中工作頻率的四分之一波長的長度來確定，然后為所謂的端效應添加一個小的校正因子。

其中：
L1 = 四分之一波長頂部的長度（以米
為單位），f = 頻率（以 Hz 為單位），
A = 最終效應因子，通常在 .95 和 .98 之間。

注：系數為300×106之所以用于方程，是因為它是自由空間中的光速。

納入主部分的半波長部分的數量取決于允許的天線尺寸。通常使用兩到四個，但有些天線可能會使用更多。

這些元件的長度是在同軸饋線中傳播的信號的電半波長。有必要檢查所使用的同軸電纜的速度系數，但通常約為 0.66。但是，必須檢查這一點，因為它對長度有重大影響，如果天線元件的長度不正確，那么天線可能無可救藥地出錯。

這些半波元件的長度由以下公式計算得出：

其中：
L2 = 半波段的長度（以米
為單位），f = 頻率（以 Hz 為單位），
V = 是同軸電纜的速度系數。

注意：將同軸電纜切割成一定長度時，需要允許一些額外的連接在兩端進行連接。

天線的最后一部分是底部。這是將下半波段末端的高阻抗轉換為與50Ω適當匹配的阻抗所必需的。

有幾種方法可以做到這一點，一種是使用四分之一波長的帶式送料器的明線。其他可以起訴的方法通常出現在 J 極天線中，其中饋電/匹配四分之一波短截線用于匹配 50Ω 同軸電纜。

四分之一波長充當變壓器，提供從高阻抗到低阻抗的轉換。

鑒于高阻抗饋電等，明智的做法是確保它不會沿著同軸電纜的外部移動，并且將其移除是明智的。實現此目的的一種有效方法是在同軸電纜離開管道后在同軸電纜上放置一些合適的鐵氧體磁珠。

同軸共線天線是創建有效 VHF 或 UHF 天線的簡單方法。 使用容易獲得且成本相對較低的材料，它們可以相對容易地建造。

對于許多業余愛好者來說，共線天線的構造可能是一個很好的天線項目，對于商業安裝，合適的共線垂直天線隨處可見。

審核編輯：黃飛