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业余无线电-自制天线漫谈

时间:2016-01-22 来源:网络 作者:网络 点击:

无线电科技日新月异,商品化的各式无线电收发机推陈出新,线路之复杂与零件的精细,自制高性能收发机已不是那么容易;历经多年来的工业革命,唯独天线依循传统,未有多大变化。多数火腿皆习于购置商品天线,然自制天线有益技术精进,使用起来得心应手,CQ 之余,诚乃人生一乐!

天线线材

虽然任何一根经得起自身重量的导线都可以用来架设天线,但是真用起来,我们还应注意很多原则。例如,绝缘导线比裸线好、硬铜线比软铜线好、多股导线比单股好、粗线比细线好。导线越细,天线对频率的变化就越敏感;软铜线受外力拉撑时,长度会有变化,硬铜线、磷铜线和硅铜线则有较好的抗拉性,但却有弹性,不易加工;镀铜的钢线虽有抗拉不易坏的优点,但加工起来较困难。我们在选择线材时,可以根据实际情况来决定。

天线的焊接处要涂上一层优质的全天候丙烯酸喷漆,或其它漆料以防腐蚀。另外,为了防止暴风和冰冻,最好在天线固定绳索上串接一个硬质弹簧。

天线阻抗匹配

要使电波能量有效传输,发射机、传输线和天线三者之间的阻抗良好匹配是很重要的,像中点馈电的「半波偶极」天线阻抗约72 Ω,我们可以用RG59/U电缆来传输;中点馈电的「半波倒V 形」天线和短臂向下倾斜的「 1/4 波长接地平面式」天线阻抗约50 Ω,则可用RG8/U 电缆;两端点馈电的「 1/4 波长天线」和有水平臂的「 1/4 波长接地平面式」天线阻抗约34 Ω;「半波折叠对偶」天线阻抗约300 Ω;偏心率14% 的「 WINDOM 」天线阻抗约600 Ω等等。

实际上,天线馈电点的确切阻抗是与天线高度、所用导线种类、地面的导电性等因素相关的,表一所示为半波偶极天线的阻抗随其高度而变化的关系。

表一:半波偶极天线的阻抗随其高度而变化的关系。(半波偶极天线阻抗基本上是围绕73 Ω上下波动的。)

连接馈线的阻抗

我们一般习惯用50 Ω同轴电缆来连接自己的电台和天线;实际上,馈线不外乎同轴和平行两种,它们的阻抗关系如表二、三所示。

使用平行传输线时,为了防风,其撑竿的间隔一般为竿长的2 ~ 3 倍为宜;平行馈线在撑竿两端要固定牢靠,即使遇到恶劣的天气也不用担心。

表二:平行线尺寸与阻抗关系。

表三:同轴电缆尺寸和阻抗关系。

有效利用空间

在人口居住日益密集的今天,对某些火腿来说,要觅得一块宝地来架设天线已经越来越困难,这也是本文的一个重要问题。

这里简单介绍几种独特的天线,也许对您有所启发。

从前在纽约罗彻斯特附近郊区某些地方,居民对业余无线电爱好者怀有极其不友好的态度,其中一项限制条件规定:『如邻居对天线提出异议,天线就必须拆除』。

有位火腿却别出心裁地逃避了这一限制规定,他用一根直径1 ~ 1/2 吋的聚氯乙烯管,绕上125 呎长的导线,并仔细调节导线的间隔,使导线布满整个塑料管,然后用玻璃纤维布把管和导线一同包起来,既防风、防雨又隐蔽;管子顶端安上一个闪闪发光的金属球和一个小滑轮,再挂上一面国旗,装在屋顶上,外表看来就像一支旗竿;然后再用80 米波的1/4 波长垂直天线的馈电方式向「旗竿」天线馈电,就这样,他用这支别人一直以为是旗竿的天线对外联络,不曾招惹过邻居抗议!

实际上,用一根1/2 波长的导线绕成螺旋状,其效果和1/4 波长天线相差无几,这种螺旋天线的总高度在短至15 或21 呎时,也能正常工作。

把天线架在家中可能很有趣,有个实验是这样的:用130 呎长的普通电铃线制作一个「环形」天线,将其钉在10 x 14 呎的墙上,天线的位置接近天花板,绕成三圈,每圈相距2 吋左右,然后通过一个由7uH 的电感和一个250pF 的电容组成的L 型网路馈电,在整个80 米波段里,驻波比可调到1.1:1。

实验时在距发射台1000 英里的接收台,可相当清晰地收到用这根天线和180W 发射机发出的信号。

这种超环形天线具有较好的抗静电干扰能力,且可容纳较宽的频带。实际上,导线的长度允许一定的误差,我们可以用L 型网路来补偿这些误差。在上面80 米波段的例子里,如果只绕两匝,则电感量需增至10uH,单匝则为27uH,导线的总长度是半波长。

「定向间断环形辐射」天线(DDRR 天线)在过去是很有名的,1962 年由W6UYH 设计并获专利权;它由一根长度约1/4 波长的导体构成,该导体接地且呈圆环形。它的辐射方向是桓定间断的,是全方向性的,其效果几乎能和1/4 波长的天线塔相媲美。有人将它围成院子里的篱芭;使用在较高频率时,可以小巧玲珑地安装于车顶上,驻波比可趋于1:1。

另有一种「发夹」天线,这种天线由两根垂直安装的平行导体构成,两导体在顶端短路,由两个电容来调谐;工作频率2 ~ 30MHz,SWR=1.3:1。

各式稀奇古怪的天线多的是,如果您看到古怪的天线,别忘了拍张照片给大伙瞧瞧!


(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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