一、關於增益：

無線電波是一種能量，根據能量守恒定律，高增益天線並不是把電波的總能量增強了，而是把電波集中到較窄的某一空間，在該空間的電波密度得到加強。低增益天線把電波散射到較廣的空間。

最合適的比喻就是手電筒，天線相當與(yu) 手電筒的反射鏡，調整手電筒反射鏡，可能讓光線聚焦在一個(ge) 較小的點上，你會(hui) 發現被照射的這個(ge) 點很亮，但周邊比較暗，適合看較遠物品，視野窄；把手電筒調到散光狀態，周邊光線強度都比較平均，適合看近距離物品，視野廣。

光波能量守恒，在同一條件下，手電筒的反射鏡並沒有改變燈泡的自身的發光亮度。

電波的也一樣，天線並沒有改變發射機的功率，更加沒有放大發射機的功率。

二、關於發射（仰）角

1、短波

天線的發射角主要包括水平發射角和垂直發射角，在這一小節，我們(men) 隻討論水平發射角（也就是我們(men) 短波通信中常叫的“發射仰角”）。

短波通聯，要玩的痛快，就必須掌握發射仰角與(yu) 波瓣一些常識，樓主已經分析的很透徹，在這裏用通俗的方式描述一下，天線發射仰角越小，通過電離層一次發射跳躍的距離越遠，適合遠距離通信，一般情況下，發射仰角小於(yu) 30度的天線適合遠距離DX通信，如高架設的多單元短波八木天線，但近距離通信會(hui) 出現盲區，這類天線不適合國內(nei) （省內(nei) ）通聯。

我們(men) 會(hui) 發現，國內(nei) 通聯，高發射仰角的倒V天線，綜合效果往往會(hui) 比高增益的八木天線效果好，斜拉天線仰角更大，通常500公裏以內(nei) 的短波無盲區通信會(hui) 使用。

我的個(ge) 人經驗：發射仰角的30-60度的適合國內(nei) 中短距離通聯，發射仰角的小於(yu) 30度的適合遠距離DX，發射仰角的小於(yu) 20度的，適合獵奇，如南美東(dong) 岸。

天線架設高度與(yu) 發射仰角（增益）有很大關(guan) 係，默認情況，天線的設計增益參考高度都是1/2波長高度，比如，一個(ge) 設計發射仰角為(wei) 25度（增益為(wei) 12dbi）的對數周期短波天線，如果架設高度隻有1/4波長高度，發射仰角可能會(hui) 變成40度，增益也會(hui) 降到大概9dbi；如果架設高度達到1個(ge) 波長高度，發射仰角可能會(hui) 變成小於(yu) 20度，增益也會(hui) 增加到13dbi以上。

條件好的比賽基地，通常會(hui) 使用可升降塔來安裝定向天線，這樣不單是因為(wei) 防風的問題，更主要因數是參賽者可以按照通聯的目的地距離，升降天線高度，來改變天線增益和發射仰角，達到通聯不同地區的目的。

關(guan) 於(yu) 波瓣，樓主說的非常清晰了，通常，短波天線的架設高度和波瓣數量有很大關(guan) 係，架設高度大於(yu) 1/2波長時，波瓣會(hui) 增加，大於(yu) 1個(ge) 波長時，波瓣會(hui) 變的尖銳，多個(ge) 尖銳波瓣對於(yu) DX主叫是一件好事，通常會(hui) 有很好的收獲，灘主很容易就做成了，這種方式我們(men) 通常笑話是“對多個(ge) 特定地區播種”。

多波瓣分為(wei) 水平多波瓣和垂直多波瓣，這裏就不再深入了。

2、超短波（U/V段）

在U/V段，通常采用垂直極化方式，視距傳(chuan) 播，發射角一般有兩(liang) 個(ge) 含義(yi) ，一是水平發射角、一個(ge) 是垂直發射角。

全方向的GP天線垂直發射角是360度，水平發射角因為(wei) 增益不同而不同，增益越大，水平發射角越小，假如是一個(ge) 增益10dbi的玻璃鋼天線，水平發射角大約是25度，U/V段GP天線主要通過改變水平方向上的電波密度，實現改變增益。

對數周期天線具有較強的方向性，垂直發射角跟對數周期天線的單元數目關(guan) 係最大，水平發射角次之，一個(ge) 12單元的U段八木，垂直發射角發射角大約是30度，水平發射角35度，U/V段對數周期天線主要通過改變垂直方向上的電波密度，實現改變增益。

對於(yu) 使用U/V段中繼，了解垂直發射角與(yu) 水平發射角非常有必要。

架設在城市高樓的中繼台，為(wei) 了確保中短距離的中繼效果，一般會(hui) 選擇較低增益的玻璃鋼天線（約6DBI），因為(wei) 低增益GP天線的水平發射角較大，減少了近距離中繼盲區。

一般高山中繼會(hui) 采用高增益玻璃鋼天線（大於(yu) 10DBI），較小的水平發射角，滿足了中遠距離的中繼通信需要。

對於(yu) 使用中繼的電台，天線的選型也一樣，經常在中繼台5公裏範圍內(nei) 上中繼的電台，盡量使用低增益，較大水平發射角的天線，如果使用高增益GP天線，會(hui) 出現中繼覆蓋盲區，效果反而會(hui) 變差。對於(yu) 經常使用30公裏以上遠程中繼的電台，建議使用高增益的天線。

三、關於天線陣

兜了一個(ge) 大圈，才回到本貼主題，簡直是唐僧再世。。。

先來看看天線陣的幾種組陣方法：

1、等幅並行饋電組陣：

用於(yu) 同一指向、同一結構的天線組陣，各單元天線輸出的功率相同、相位相同，同方向的增益加大，這是我們(men) 業(ye) 餘(yu) 無線電常用的組陣方法。

2、中央串行饋電組陣：

用於(yu) 同一結構的天線組陣，各單元天線的功率和相位對應，用於(yu) 分解承受大功率，如電視發射塔天線、雷達天線等。

3、總線饋電組陣：

用於(yu) 多個(ge) 方向天線組陣，各單元天線的功率和相位不同，可以根據控製係統進行分配。

再來看看我們(men) 生活應用最廣的天線陣：

1、電視信號接收天線陣：

我們(men) 要接收不同方向電視發射站的信號，往往需要多個(ge) 不同方向的八木天線接收，通過合路器連接到電視機，往往還包括VHF、UHF不同頻率的天線進行合路，最典型的案例就是在深圳了，周遍各方向有數十個(ge) 電視發射站信號，包括深圳、香港、珠三角等地。

在我們(men) 工作室，要接收時下最流行的地麵數字高請電視，我使用三個(ge) 八木天線進行合路，一個(ge) 7單元水平極化八木天線接收深圳台節目（正東(dong) 方向，706MHZ）；用了一個(ge) 5單元垂直極化八木天線接收央視高清節目（正東(dong) 方向，786MHZ，真不明白電視台采用垂直極化發射的目的，估計不想太多人看到，影響有線電視的生意）；用了一個(ge) 3單元4陣列的水平極化八木陣（同方向中央串行饋電組陣）用於(yu) 接收香港高清信號（東(dong) 南方向，586、602、650MHZ）。三個(ge) 天線合路到一個(ge) 數字接收機，苦難重重，兩(liang) 個(ge) 或三個(ge) 天線可能同時接收到同一發射站信號，出現信號抵消想象，采用了物理隔離辦法（阻擋非接收方向）、濾波隔離（隻允許某一頻率通過），終於(yu) 把能收到的22個(ge) 地麵無線高清節目通過一根饋線全部拿下。

這個(ge) 小試驗，是一個(ge) 大的“總線饋電”天線陣中還包括了一個(ge) “串行饋電”子天線陣，可以看出采用“總線饋電組陣”的難度比較大，影響因數比較複雜。

2、蜂窩移動電話天線陣：

蜂窩移動是貝爾實驗最偉(wei) 大的發明，改變了整個(ge) 世界的生活方式，蜂窩移動電話係統的核心之一就是數字控製天線陣，整個(ge) 蜂窩係統其實就是一個(ge) 龐大的數以萬(wan) 計的蜂窩天線陣，這是一項非常成熟的應用技術，在這裏，我們(men) 隻簡單解剖一下單個(ge) 基站天線陣的情況。

現在的蜂窩移動基站一般由多個(ge) 天線組成，每個(ge) 天線有一定的發射角，有低容量的120度3天線陣基站，也有高容量的60度6天線陣基站，甚至更多的，等等。360度多天線係統，主要功能有二，一是解決(jue) 數據通信用戶容量問題，二是解決(jue) 了天線增益與(yu) 信噪比問題，我們(men) 來看看用戶位置與(yu) 基站天線的選擇，係統是通過計算機軟件控製，根據用戶到基站各天線之間的信號強度，電子合路切換，選擇所需的天線。

蜂窩移動的天線陣技術雖然很成熟，但要在我們(men) 業(ye) 餘(yu) 無線電裏應用，難度還是非常大，假如我們(men) 想做一套4個(ge) 或六個(ge) 方向的360度覆蓋的八木陣，通過計算機，根據來源信號強度來控製所需的收發天線，需要投入資金不是一般個(ge) 人能承受的。

問題1：用兩(liang) 個(ge) 4單元八木組成天線陣，指向一個(ge) 方向。

技術上完全可行，減去功分合路器等中間環節的損耗，會(hui) 增加大約3dbi的增益，同時發射角變小，波瓣變尖。相對來說能通到的更遠的電台，除此之外，也會(hui) 帶來很多的副作用：一是帶寬減小，二是SWR增大，三是阻抗匹配難度增加，四是需要更精準的轉向器。

算了一下這筆帳，還不如做一個(ge) 6單元八木天線來的直接，效果和這個(ge) 陣列相當，但輕鬆多了。

以下這些情況使用這種方式，成本很合算：一是八木天線到達一定的單元極限，電性能和物理性能都不允許增加單元了，二是高波段的八木，如6米波、2米波等，陣列難度和成本都很低；三是高帶寬的對數周期天線，14-30MHZ對數周期天線要增加3dbi增益，需要增加約2.5倍的材料，而且主梁會(hui) 過長，物理性能無法保障，所以做成陣列的成本更低。

問題2：用兩(liang) 個(ge) 4單元八木衝(chong) 著不同的方向，但是使用一個(ge) 轉向機。

這個(ge) 問題有點複雜了，在回答這個(ge) 問題之前，我在上麵舉(ju) 了兩(liang) 個(ge) 例子，電視接收天線陣和蜂窩移動天線陣，要實現不同方向的天線陣合路功分控製，會(hui) 帶來很多的副麵影響，隻有蜂窩移動通過數字控製技術真正解決(jue) 了這個(ge) 問題，我們(men) 業(ye) 餘(yu) 無線電不建議采用這方式，除非你有海量的資金或龐大技術力量，研發出強大的信號分配控製係統。

不過，假如我有兩(liang) 個(ge) 你那樣的八木，嚐試一下也不壞。

問題3：想在比賽中通過調整天線係統來加強20米波段的成績。

這個(ge) 問題變得簡單了，作為(wei) 比賽電台，最有效的辦法是配置一個(ge) 10至40米電動可升降鐵塔，根據通聯目的地需求，調整鐵塔高度，改變天線增益和仰角，鐵塔就是一個(ge) 天線增益調整器，非常湊效。