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简介

标准的 Slinky® 是一种由柔性 90 圈金属弹簧制成的玩具。它的直径为 2¾ 英寸（≈7 厘米）。自 1940 年代以来，Slinky 一直很受欢迎，并且至今仍然可以购买。每个 Slinky 包含约 67 英尺（≈20.4 米）的扁钢丝（1/10 英寸宽），重约 ½ 磅（225 克）。压缩后，Slinky 线圈只有 2¼ 英寸长，但可以拉伸成螺旋线，长达 15 英尺（4.5 米）——而不会永久变形。注意：有些 Slinky 线圈只有大约 58 英尺的线（≈17.7 米）。 slinky coil dipole

图 1：1999 年美国纪念邮票和 1946 年广告

天线可以用任何一段导线制成，那么为什么不用 Slinky 呢？

Slinky 由 67 英尺的钢丝制成。但是，一个 15 英尺长的由 Slinky 线圈制成的天线，并没有 67 英尺的电长度！ Slinky 导线是“螺旋”或“螺旋转绕”的——基本上是一个圆柱形线圈。与天线使用的波长相比，线圈的直径很小（< 0.5%）。同样，当线圈被拉伸时，圈距（= 相邻圈之间的轴向距离）同样很小。在这种情况下，天线被称为“常模”螺旋线。在这种模式下，盘绕的导线在垂直于线圈轴的方向上具有最大辐射。导线的盘绕增加了沿天线分布的电感。也就是说，天线具有内置的连续感应负载。由于负载是通过天线导线的螺旋形状获得的，因此也称为“螺旋加载”。请注意，电感也会增加与相同长度的直导线天线不具有的谐振频率。与所有天线一样，不需要在谐振频率下工作——这只会使与馈线的匹配更容易。

有关更多背景信息以及其他人构建的 Slinky 和其他螺旋天线的示例，请参见 参考文献。而且不：没有人声称这是一种挑战科学的“奇迹”天线。这是一种折衷的天线——具有一些优势：它重量轻、易于扩展和悬挂，并且非常紧凑便于存放：非常适合便携式工作和空间有限的情况，例如在公寓中。 slinky coil dipole

图 2：Slinky 偶极子的概念

当标准 Slinky 线圈拉伸到 5 到 15 英尺的长度时，它在 7 到 8 MHz 之间谐振为四分之一波长。可以通过移除线圈来缩短螺旋线，或者通过短路线圈（包括将多个线圈相互推挤）来创建在 7-8 MHz 以上频率谐振的偶极子。但是，使用一对 Slinky 线圈获得多频段结果的最简单方法是，将它们拉伸到空间允许的最大程度，并通过由双线或梯线制成的馈线将它们连接到天线调谐器/耦合器。这创建了一个紧凑版本的良好旧式“中心馈电齐柏林”天线。

这种简单的天线可以工作在所有 7 MHz 及以上的频段。使用调谐器，它可能可以在 80 米波段上使用，具体取决于天线附近的金属和其他物体——当将天线扩展到 2+2 个线圈时，80 米波段的操作更容易。

注意：标准的钢制线圈没有防腐保护！由于天气暴露，并且在一定程度上由于发射时的射频能量，腐蚀会很快发生。因此，钢制 Slinky 最适合室内或临时室外部署（便携式）。为了纪念 Slinky 产品诞生 40 周年，制作了黄铜线圈。它们的供应变得非常有限（= 昂贵）。未涂层和粉末涂层的钢制 Slinky 线圈仍然很容易获得；虽然不像黄铜线圈那样耐候，但它们比普通线圈更能承受。从喷雾罐中喷涂透明的丙烯酸清漆不会损害任何 Slinky。

我的钢制 SLINKY 偶极子

在 2004 年，我组装了一个钢制 Slinky 偶极子。这是这个偶极子的组件：

slinky coil dipole

图 3：我的第一个 Slinky 偶极子的组件

我的中心绝缘子很容易制作：

下面的照片显示了完成的中心绝缘子、拉线的连接和 Slinky 的最后一圈到带眼螺栓，以及绝缘线到 Slinky 的连接： slinky coil dipole

图 4：我的第一个 Slinky 偶极子的一些构造细节

上面的照片显示，每个 Slinky 的两端最后两圈都用小夹子固定在一起。 Slinky 的最后半圈（两端）在夹子处非常小心地弯曲 90 度。廉价的钢丝非常脆——使用约 1 厘米（1/2 英寸）的弯曲半径。您只能弯曲它_一次_，并且只有在使用足够的半径时才能弯曲！轻轻打磨夹子附近的约 2 厘米（1 英寸）的线圈表面，并将中心绝缘子的电线焊接到两个 Slinky 上。

现在剩下的就是将每根涤纶绳系到带眼螺栓上，将其拉过压缩的 Slinky 线圈。将中心绝缘子悬挂在顶部带眼螺栓上。将涤纶绳的末端系到...任何东西（墙壁、树木...）。如果需要，可以使用末端绝缘子。例如，传统的鸡蛋绝缘子或扎带（简单且便宜）。留出足够的支撑线以返回到拉伸线圈的末端。将两个线圈拉伸到相同的长度（最多 4.5 米/ 15 英尺），并将每个线圈弯曲的最后一圈系紧。我们现在准备好了！ slinky coil dipole

图 5：悬挂在我以前公寓阁楼的椽子上 - 准备行动

如上图所示，我只能在法国南部的公寓_内部_安装天线。仍然设法在整个欧洲进行了 QSO，甚至在 20m 上与阿根廷的一个电台进行了 QSO，在 Hellschreiber 模式和 50 瓦的情况下。这并不意味着它是一个好的天线，也不意味着它是一个坏的天线......我将它与安装在同一位置的相同总长度（2x 4.5 m / 15 ft）的简单导线偶极子进行了比较：使用 Slinky，接收到的信号明显更强。

在我的收发器上使用一个简单的天线调谐器 (MFJ-945E)，并使用 25 米（80 英尺）的 RG58A/U 同轴电缆连接到 Slinky 偶极子，我可以轻松地加载和匹配从 80 到 6 米的天线系统。是的，我知道：1) 这绝对不能说明天线的性能，以及 2) 对于非谐振和多频段操作，这种设置是一种相当糟糕的做法！应该使用一些 300 或 450 Ω 双线，但手头没有任何...

我的黄铜 SLINKY 偶极子

标准的 Slinky 由_非常_便宜的低级钢制成。我不确定它们是否经过镀锌（镀锌）。如果只是普通钢，与铜相比，它也是一种相对较差的导体。我不知道钢丝是否会产生任何奇怪的磁天线效应。因此，在 2008 年年中，我挥霍了一下，订购了一个价值 40 美元的“双 Slinky”实心黄铜长线天线。 slinky coil dipole

图 6：我的“长线”天线，由两个黄铜 Slinky 制成

直到 2014 年 8 月才对它们做任何事情。我掸掉了它们身上的灰尘，将它们变成了一个快速而肮脏的偶极子，并进行了一些测量。我将每个 Slinky 拉伸到 6 米长的线圈（≈20 英尺）。黄铜 Slinky 比由廉价钢制成的 Slinky 可以拉伸得更多。在 2007 年，我搬到了一个带有一个不错尺寸的露台的顶层公寓，所以我可以在室外安装（小型）天线。我的自动天线调谐器/耦合器 (ATU) 安装在我的客厅角落的外墙上。一小段（1.5 米，5 英尺）的 300 Ω 双线电缆将偶极子连接到 ATU。在这个实验中，天线仅安装在离地面约 7 英尺（2 米）的高度。 slinky coil dipole

图 7：我的公寓露台上的安装情况

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图 8：我的黄铜 Slinky 偶极子，安装在我的露台上

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图 9：沿着拉伸的黄铜 Slinky 的拉线向下看

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图 10：悬挂的拉伸黄铜 Slinky 的侧视图

我使用我的 miniVNA 天线分析仪在短双线馈线的末端进行了一些快速测量。当 Slinky 偶极子拉伸到 2x6 米（2x 20 英尺）时，我获得了以下驻波比图： slinky coil dipole

图 11：我的黄铜 Slinky 偶极子的 1-30 MHz 驻波比扫描，拉伸到 2x6 米

驻波比图显示了 1-30 MHz 范围内的两个深谷：大约在 7.4 和 20.2 MHz 附近。通过调整拉伸线圈的长度，可以将这些移动到 20 和 15 米波段。一个中等的凹陷位于 17.1 MHz 附近。两个浅的凹陷位于 8.7 和 26.9 MHz。五个凹陷似乎都没有谐波关系。Slinky 提供感应负载的事实可能会导致额外的谐振与杂散电容。我也不能排除与我的露台的长锌雨水槽和钢制栏杆的耦合。

请注意，具有相同跨度的简单导线偶极子的谐振频率约为 9.4 MHz（在自由空间中）。这表明这个 Slinky 偶极子看起来比相同尺寸的导线偶极子长 20%。我的调谐器/耦合器可以毫无问题地从 80-10m 加载这个天线，尽管在 10 米波段调谐花费了很长时间。

更多关于调谐 SLINKY 偶极子的信息

显然，有（至少）两种方法可以调谐 Slinky 偶极子：

当然，这就像通过变形来调整任何线圈的电感一样！这种调谐 Slinky 偶极子的方法实际上已于 1974 年在美国获得专利（参考文献 18）！ slinky coil dipole slinky coil dipole

图 12：美国专利号 3,858,220：可调螺旋偶极天线（线圈直径 4 英寸（10 厘米），2 x 75 圈）

（来源：参考文献 19）

Teletron Data Corp. 至少早在 1973 年就以“专利申请中”的名义销售 80-40-20 偶极子（参考文献 4）。该套件包括 2 个 Slinky 线圈、一个中心绝缘子、尼龙绳、挂钩、50 英尺带有 PL259 连接器的同轴电缆（在馈电点安装六圈同轴电缆，作为共模扼流圈）和一个说明书： slinky coil dipole

图 13. 由 Teletron Data Corp. 销售的 Slinky 偶极子的安装和调谐说明

（来源：参考文献 4）

根据说明书，通过仔细调谐可以实现优于 1.4 的驻波比。在某个时候，专利权显然出售给了 Jon Titus, KZ1G，他销售了几年天线；该专利现已过期。 slinky coil dipole

图 14：Slinky 偶极子的广告 - 1973-1981

（注意价格从 25 美元到 50 美元的变化）

由于 Slinky 偶极子只是一个偶极子，因此至少还有一种标准的调谐方式：不对称地。也就是说：在两个偶极腿中使用不同的圈数变化和/或圈间间距，以制作一个偏心馈电 (OCF) Slinky 偶极子。通过这种方式，也可以调整谐振频率和馈电点阻抗。也许我应该申请专利！我还使用了一个 Slinky 线圈作为短 20m 垂直天线的可变“平衡地网”。

其他人构建的 SLINKY 偶极子

我绝对不是第一个构建 Slinky 天线的人，请参阅下面的参考文献 1、4-7、9-14、16、17、20 和 21 below。 Rich Morgan (KF9F) 受到了启发，也决定自己制作一个。他在后院用两个小的 Slinky 线圈（1.75 英寸直径，58 英尺线）测试了一个初始版本。他使用了两个 PVC 管（10 英尺长，3/4 英寸直径）的支撑“臂”，一个 4:1 巴伦和一个同轴电缆。他制作了第二个版本，由“全尺寸” Slinky 线圈（67 英尺线）制成。它也有 20 英尺（6 米）的跨度，但通过 450 欧姆的窗口线馈电。它在 Lewis & Clark Radio Club (K9HAM) 的 2017 年现场日在一个手动旋转的桅杆上进行了测试： slinky coil dipole

图 18：为在 Godfrey/Illinois 的 LCRC (K9HAM) 2017 年现场日升起而准备的 80-10 Slinky 偶极子

（来源：Rich, KF9F）

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图 19：正在竖立的 80-10 Slinky 偶极子

（来源：Rich, KF9F）

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图 20：竖立的 80-10 Slinky 偶极子 - 拉线的最终调整

（来源：Rich, KF9F）

令无线电俱乐部成员非常惊讶的是，它奏效了——正如这个 YouTube 视频 中所演示的那样！

参考文献