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制作和架设10米波段通讯天线

制作和架设10米波段通讯天线

点击数:7131 次   录入时间:03-04 11:47:46   整理:http://www.55dianzi.com   无线-遥控类
 

10米波段通讯天线的制作和架设

  10米频段是HF频段中频率最高的频段,这个频段有着许多神奇的特性,在传播开放时由于电离层的衰减很小,即使只用很小的发射功率就能进行出人意料的远距离的通讯。10米频段因频率较高,天线的尺寸较小,容易自制和架设,而且制作所用的材料成本低廉,只要按照一定的要求进行制作、架设和调整,即可自制出与产品天线相媲美的天线。拥有一条性能良好的天线比选择一部性能优越的收发信机重要。在此笔者介绍四种容易制作,成本低廉,效果不错的天线。

    这种天线的基本结构是把两条1/4波长振子上下垂直架设(如图一)。天线在水平面上是无方向性的,可以随时和360度各方向的电台通联。在垂直方向是约3~5度的低辐射角,天线收发的是垂直极化波,是一种适合作远距离DX通讯的天线。

名 称

规 格

数 量

铝管

直径15mm 长2.5m

2

塑料管

电工用PVC内径16mm长35cm

1

毛竹或木杆

直径40mm长5m

1

铜螺丝

4mm x 25mm

2

线耳

4mm用

2

U型夹

与主杆直径对应

6

绝缘胶布

馈线防水用

若干

扎带

固定电缆用

若干

●制作

    天线所用的材料如表一所示,都是采用容易买到的廉价的东西,一般只要花上一个上午就可买齐。天线的支撑主杆采用约5米长的毛竹或木杆(主杆长一点对电波的辐射有利,但天线的机械强度会降低,要加拉线补强),毛竹要挑结实笔直的,若采用木杆最好要预先涂上几层油漆,以提高耐侯性。把铝管的一头按照图三中所示的部位和尺寸套着电工用PVC管钻洞。用铜螺丝把塑料管和两条铝管振子连接固定起来。注意PVC管的一边的孔是大一点的,以使螺丝头能与铝管接触。把同轴电缆分别抽出约20mm芯线和屏蔽线,分别焊上线耳。把同轴电缆的芯线接到准备架设在上面的铝管的铜螺丝上,把屏蔽线接到下面的铝管的铜螺丝上。用绝缘胶布缠绕在接头和同轴电缆上,使天线和电缆防水。用U型夹把铝管振子固定在主杆上,U型夹可以利用旧的电视天线上的。同时用扎带把电缆固定好。在铝管振子顶上安上一个瓶盖之类的盖子,防止雨水进入铝管振子里面。

    天线的材料也可以利用你手头上容易找到的东西代替。并且在架设时也可以依据实际情况进行变化。例如,若PVC塑料管不好找时,可以不用,只要使上下两根铝管振子相隔约5mm固定在主杆上,同轴电缆直接用铜螺丝和两振子端连接就行了(如图一中的示意图),只不过这样一来,天线的防水性能就会差一些,在下雨较小的地方估计影响不会很大。天线振子也可以用多种金属材料来替代,如铝型材、电工用铁穿线管、细铁水管和空调机铜管等等。U型夹可以用铁丝或尼龙绳等代替,只要能把振子结实地固定在主杆上就行。主杆也可以采用1寸铁水管,这时天线也可以如图二那样架设,天线振子和拉线构成上下1/4波长振子。拉线既有固定天线主杆的作用,又有作为天线地网的作用,拉线的绝缘子既可以用厚的环氧树脂板加工,也可以用后面介绍的方法用塑料管等绝缘材料制作,这样制作出来的天线同样工作得很好。而且,天线树立起来看起来就是十足专业天线的样子。

●架设

    把各部分组装好以后,检查固定连接是否结实,之后找几个人帮忙,一起把主杆竖立起来。天线的架设地点对天线的性能很重要,应选择开阔无阻挡的地方(如楼顶、屋顶等),尽量避开高压线、电话线、电视天线、铁架或其他金属物体,以免互相干扰和影响。天线要尽可能地架高,以提高其效能。在天线未调整好之前,先虚固定或用人在下面撑着,等天线完全调整好以后,再对天线进行紧固定。一般若主杆靠墙固定,用两三个Ω型的铁卡分上中下三个地方固定,就能十分稳固了。若主杆没有稳固的依靠,就要先想办法固定主杆的底部使其不能移动,然后在用三到四条绝缘拉绳分别从三到四个方向把主杆拉稳。在放拉绳时要几个方向同时平均用力,否则主杆会因受力不均匀而折断,留一个人在主杆底监测主杆是否垂直兼作指挥,当同时把拉绳拉紧而且主杆垂直时,这时即使摇动主杆不会晃动,就可把拉绳固定。

●调试

    这种天线的调整很简单,天线架设完成后,在机器输出端接上SWR表,通过调整上下振子的长度或者拉线振子的角度,对天线的驻波比(SWR)特性进行调整,使天线与馈线电缆获得良好的匹配,以提高天馈线系统的效率。

㈡1/4波长缩短型天线

    在移动运用或架设地方狭窄,使用上面介绍的全尺寸天线就显得庞大;一些住在楼房的业余无线电爱好者,由于种种原因不能在楼顶上架设天线,这样架设天线就成为一件非常令人伤脑筋的事情。因为在钢筋水泥楼房的室内是无法收发信号的。所以,可能的办法是从阳台或窗口伸出小型的天线进行QSO。1/4波长缩短型天线就是让这些HAM也能实现DX QSO的梦想而设计的天线。

    这种天线的结构和原理如图四,是把原来1/4波长的振子缩短,并在振子的端部加入一个加感线圈,使得缩短后的天线的电气长度与原来相等,而另一半振子通过接地实现。加感线圈上设置了若干的抽头,用于对天线进行调整。若是打算把天线设置在固定的地方运用的话,也可以通过先试验确定加感线圈的圈数,就不用抽头,这样天线就更美观,耐候性也更好。

●制作

    天线所用的材料如表二所示,理论上天线的振子越接近1/4波长,天线的效率越高,因此,在架设条件允许的话,铝管应尽量的长。买的铝管和塑料管最好选用使铝管能刚好插进塑料管的尺寸,这样不但加工方便,也使制作成的天线机械强度高。若打算把天线作移动运用时,铝管可以用拉杆天线代替。先按照图五所示的尺寸加工铝管和塑料管。加工完成后就开始绕线圈,把漆包线一头去掉绝缘层并用铜螺丝固定,在塑料管外间绕约20圈,隔3圈做一个抽头(如图五),刮掉漆包线的绝缘层再焊上裸铜线。一般铝管振子越长,需要的线圈圈数就越小,当振子等于1/4波长(2.5米)时,就不需要加感线圈了。若要提高加感线圈的耐候性,当线圈制作完成后,在线圈外涂上环氧树脂,若加感线圈没有抽头,也可用热缩胶管密封。铝管振子与线圈用预先焊好线耳的绝缘导线连接。

名 称

规 格

数 量

铝管

直径15mm 长约1.8m

1

塑料管

电工用PVC内径16mm长30cm

1

漆包线

直径1.2mm长约1m

1

铜螺丝

4mm x 25mm

4

铜螺丝

4mm x 20mm

2

线耳

4mm用

2

U型夹

与主杆直径对应

1

绝缘电线

2mm长2.5m

1

鳄鱼夹

切换线圈抽头用

1

●架设

    为了使天线产生最大的效能,注意配合自己的阳台或窗口,天线要尽量架设在远离建筑物的位置。天线可以斜上45度地伸出去,当在上面没有阻挡时可以垂直地设置,也可以水平地伸出去(如图四),利用原有的凉衣架来固定本天线是个好办法。由于这种天线属于接地型的天线,接地的好坏会决定天线的性能和辐射效果,但要在阳台或窗口上装置真正的接地是不容易也是不现实的。可以试试利用阳台的栏杆或窗口的金属部分来代替接地看看。在靠近天线馈电点的地方钻一个小洞,用自攻螺丝把电缆的外屏蔽层接上,最好外屏蔽层焊个线耳,这样就可使连接既方便又牢固。连接好以后,要进行防水处理,防止日后生锈造成许多麻烦(如图五的示意图)。另外,也可以把电缆的外屏蔽层接上一到两条2.5米长的电线来代替高频接地,电线要尽量拉直,与天线振子成90到130度张开,以不影响美观和他人为妙(如图四)。

●调试

    首先,接上SWR表,一边改变加感线圈抽头的连接,一边测量天线的驻波比,若接地正常的话,驻波比应该可以下降到非常低的值。当调试到最低点仍嫌驻波比太大或者驻波比无法调小时,就说明接地有问题。检查电缆的外屏蔽层和接地的连接是否可靠,作地线的电线伸展得是否足够,天线的周边是否有金属物的影响等等。最后,还要确认一下所用的电缆是否50欧姆的。若在没有驻波比测试仪器的情况下,只能根据接收效果来粗略调整,因为天线具有收发两重性,接收效果好的天线,发射效果也是好的(当然反过来也是一样的)。把接收机调到灵敏度最高,调整加感线圈抽头,使接收到的噪声或信号最强(最好能请本地的HAM发射信号协助调试),然后试改变作地线的电线位置或与天线所成的角度,寻找信号最强点。试发射信号,请本地的HAM确认你的信号强度,不断调整加感线圈抽头和地线位置直至对方接收到信号最强点。     

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