灯光技术,业余无线电技术网站

中国业余无线电家园

 找回密码
 免费加入业余无线电家园网站

微信登录

微信扫一扫,快速登录

查看: 2575|回复: 1

转贴:用您的橱门制作“超级框型天线”

[复制链接]
发表于 2004-9-17 23:25:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
扫码关注
<B>转贴:用您的橱门制作“超级框型天线”</B>


<>    凭着对一本老电子杂志描述的方法的残缺记忆,我想按此介绍的方法用橱门的外围制作一种“超级框型天线”。我不知道这个天线的线材是什么,也不知道究竟需要有几圈,但是我想这个天线一定挺“酷”,因为您可以摇动橱门来改变这个天线的方向转到您需要的地方。

  通过增加一个可变电容,应该可以做成一个非常好的广播段天线。有谁知道确切的参数?

  在七月底我进行了仔细的数学计算,得出的结论是这样的,如果你使用的是一个正方形的橱门,和标准的0-365 pF可调电容器,使用大约80英尺(25米)的线刚好可以达到要求,(无须顾虑你选择的框型天线的面积大小)

  橱门当然不是正方型的,所以这个线的长度会有些区别(也许要长一点,但是通过我的数学计算,相差不太大,具体的数据我记得不是太清楚了)。你可以沿着橱门的四边打洞,然后插入木棍,这样来绕线制作loop。

  仔细地将每一圈线分开(每圈保持1厘米或更宽的间隔是最理想的)以尽量减少loop天线的分布电容。如果你没有那么做,这些额外的分布电容会影响波段高端的频率响应。

  现在有公司出售成品的框型天线,我介绍的自制的方法可以大大节约您的开支,我曾经看到成品的调谐loop天线以100美圆的价格出售,但是如果我自制最多花5个美圆。

  BTW,这个橱门loop的主意非常巧妙,我将按此法来制作我的框型天线,现在最头疼的是旋转天线并定好位置,而不会崩塌下来。

接收机的天馈线(一)(二)


接收机的天馈线(一)

  天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的作用,天线性能的优良与否,往往在无线通信中起到事半功倍的作用。从原理上讲,发射天线和接收天线是互易的,但在实际应用中还是有差别的。一副在某一段频率上发射性能优良的天线,一定也是在该段频率上接收性能优良的接收天线,但随便一条能接收的天线,却不一定也是优良的发射天线。大部分研究和讨论天线的文章、资料都偏重于发射方面,其实,关于天线的接收方面也有很大的考究,这一点,对我们侧重无线电接收的爱好者来说,往往显得尤为重要。


  一般来说(除了发射和接收共用的天线),发射天线为了突出和强调发射效果,往往采用谐振天线(窄带天线),而接收天线却往往采用非谐振天线(宽带天线),即使接收天线回路在某些频率上存在谐振,但天线回路衡量谐振程度的品质因数(Q值)还是比较低的,这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。如果用想同一条天线来完成全波段接收,包括V/U波段,甚至到1G以上频率的接收,最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线,有些宽带天线可以工作在500KHz-1500MHz的频率范围内,但宽带天线(非谐振天线)接收弱信号的效果总是不如窄带天线(谐振天线)。至于随便拿来一条几米长的导线或是其它的天线充当全频天线来搞全频接收,肯定不会有好的效果。


  衡量一个天线发射和接收性能的优劣,主要有这样几个技术指标。

一、天线效率

  天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作频率、天线长度、天线架设高度有关。

1、天线材质

  尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料,如银、铜、铝等。由于银线材的成本太高,所以实际应用中最好选择电工纯铜线.由铜矿石冶炼后,除去杂质,尤其要减少氧化物,再通过电解后得到电解铜,然后拉成丝。这种电工纯铜的杂质少,电阻率很低。一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。现在市场上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后(再生铜)生产的电线,这种铜线材所含杂质较多,电阻率也较大,如果用这种线材制做天线时,天线的效果不会很好,往往还会增大接收时的白噪声,不利于弱信号的接收。用各种线材制作天线时,截面大的线材接收效果好于截面小的线材。由于高频信号的集肤效应,同样截面时,多股线材的接收效果好于单股线材。铝材料一般在制作八木天线时用的较多。

2、天线的形状

  为了提高天线的效率,往往在不同波段采用不同形状的天线,LW段以长线天线为主,MW段以长线天线和环状天线为主,SW段以长线天线、偶极天线和八木天线为主,FM段和V/U波段以八木天线和鞭状天线为主,800M以上的微波段以板状天线和抛物面天线为主。

3、工作频率

  工作于不同频率的天线,其效率也是不同的,天线的效率一般都随工作频率的提高而增加,高频天线的效率一般都高于
低频天线。有资料表明:长波天线的效率为10%—40%,中波天线的效率为70%—80%,短波天线的效率为90%—95%,超短波(FM、V、U)和微波天线的效率为95%—99%。

4、天线的长度

  当天线的有效长度接近其工作频率半波(1/2波长)的正整数倍时,天线的效率较高,若这个倍数增加时,天线的效率
还会进一步提高,但波长数(天线长度)的增加与效率的提高不是成正比关系。环型天线的直径增加时,天线效率会提高,环型天线的圈数增加时,天线的效率也会进一步提高。抛物面天线的直径增加时,天线效率的提高会更明显。

5、架设高度

  一般来说,天线架设得越高其效果越好,当然这个高度是相对的,实际架设时还要根据环境和架设的成本投资来取舍。
但接收天线在 V 段以上频率使用时,并不是架设得越高越好,这是因为 V段以上的频率,其场强在空间的垂直分布是不均匀的,有时天线位置架设得低一点的效果反而好于高处的效果。


接收机的天馈线(二)



二、天线的方向性

  我们衡量一个天线在发射和接收电磁波性能的优劣时,还要了解天线性能指标的另一个参数——天线的方向性,也就是天线在360°的空间里对各个方向发射和接收电磁波的能力。实际应用中,我们主要关心的是天线在水平方向上的发射和接收电磁波的能力,或者要求天线在我们希望的某些方向上有尽可能大的发射和接收电磁波的能力。


  天线的理论基础是电磁场理论,通过麦克斯韦方程加简化了的边界条件可以计算出并确定天线在各个方向上的发射和接收电磁波的结果,这一结果我们可以用极坐标表达的天线方向图来描述。通过计算得到的这一结果往往太理想化了,有时和实际的天线还有较大的误差。所以,正规生产天线厂家的产品,往往是在电磁消声室里通过实测的的方法得到该类型天线的方向图,我们可以根据自己的需要选择合适方向图的成品天线。业余条件下,自制天线的方向图,可以参考已知同类型天线的方向图。


  提到天线的方向图,还要了解电磁波的极化。所谓极化,就是电磁波的电场分量在传播时,是与大地平行的还是垂直的,这样,便有了水平极化和垂直极化之分。公众广播电台的LM、MW、SW、FM、TV广播基本上都是采用水平极化方式,业余电台在HF段也是采用水平极化方式。业务电台的V、U段通信(我们经常使用的对讲机,寻呼机等,包括业余电台的V、U段通信)、AIR、GSM、CDMA等,基本上是采用垂直极化的方式,接收时,为了得到最好的接收效果,接收天线在实际安装时,应尽量与所接收电磁波的极化方式一致,也就是天线的有效单元是采用水平还是垂直方式安装。但800兆以上的频率,接收天线的极化影响并不明显,而且是频率越高,越不明显。另外,接收位置的信号场强高时,接收天线的极化效应不明显,场强弱时,接收天线的极化效应明显。环型天线是个例外,低阻的环型天线是接收电磁波的磁场分量,高阻环型天线的接收对电磁波的磁场分量和电场分量兼而有之,正是由于环型天线结构和接收原理的特殊性,实际使用时我们可以不用去考虑环型天线的极化
效应,只需考虑天线的方向性。
  另外,无线电波在传输的过程中,经过多径传播后,往往不能保证到达接收位置时还保持严格的极化方式,总会发生一些改变 。例如,短波无线电信号传播时在电离层和大地之间的多次弹跳,无线电波经过高山大川时的绕射,城市里高大建筑物对无线电波的反射,等等。说到天线的方向性,基本上可以分为两大类,全向天线和定向天线。

1、全向天线

  全向天线的方向图是一个以天线所在位置为圆心的一个圆形,或是一个不规则的圆形。公众广播电台为了得到尽可能大的广播覆盖区域,也可以看成是完成点对面的通信,特别是中波和调频广播,还有电视广播,主要是完成本地区的覆盖,它的发射天线采用的就是全向天线。但短波广播电台却是例外。我们常见到的对讲机(包括各种手持对讲机、接收机)使用的天线,车载对讲机在移动车辆上使用的吸盘天线、夹持天线都属于全向天线, 鞭状天线也是典型全向天线。我们爱好者经常用到的长线天线也可以算是全向天线。

2、定向天线

  定向天线的方向图,可以看成是天线位置在花芯的,一朵花的花瓣的图形,不过这朵花的花瓣可能只有一、两个,或是有几个,也可能这些花瓣有大有小,有宽有窄,有长有短,这些花瓣,我们把它称为波瓣。不同类型的定向天线,其方向图也是不一样的。有时,为了特别强调天线在某一方向上的效果,我们可以采用波瓣长而窄的定向天线。在进行抗干扰接收时,或是进行中波和调频广播的远程接收时,常常这样做。短波公众广播电台是用来完成跨地区、跨国界、跨洲际的广播,它的发射天线常常采用定向天线。业务通信电台在V/U段进行点对点的通信时也要用到定向天线。我们常常用到的半波偶极天线、折合振子天线、斜拉天线、倒V天线、八木天线、环型天线等都是属于定向天线。有时我们也可以把一个全向天线和一个定向天线组合在一起,来得到一个具有特殊方向图的组合天线,也可以把几个具有相同方向图的定向天线组合在一起,来得到一个全向天线。

室外天线与收音机天线杆接合方法

  买了几部德生普机型收音机,使用后总觉得性能难以令我满意。因此就去关注一些价格高的中高档的热门收音机,但其价格确实让人望而却步。但在论坛里“泡”多了后发现一个现象,有少数爱好者使用高档收音机的效果甚至不如低端的德生收音机!其实这是一个使用方法是否正确的问题!特别是是否有“适当”的天线及其连接方法!


  去年12月的冬至那天奉岳母之命去祭扫岳父的坟,大冷的天心里有点不情愿,走之前带上了我的R9700。在离城几十里地郊外的公墓里我得到了意想不到的效果,收音机里的短波信号出奇的清楚,平日里那些令人烦恼而又难以除去的背景噪音一概都“烟消云散”了,那个爽啊给我留下了强烈的印象!


  其实天空中传递的各种广播信号无论在任何地方都是一样的,只不过是我们所处的收听环境不同而己。为应付现代都市的恶劣收听环境,许多大虾们绞尽脑汁,想尽各种办法,真是乐此不彼。Leowood最近在广播论坛制做的环形抗干挠天线可谓是一个精彩杰作!


  本文只想谈谈更为简单的天线连接方法,即对德生公司室外简易软天线作一定的补充修正,本方法特别适合象我这样的赖人和笨人!但是却完全可以收到意想不到的效果!


制作方法:
  收音机以R9700为例!机上的拉杆天线全部缩回!用一只比较细而长的园珠笔杆,直径只略为比天线拉杆粗一点点,取1/4A4的打印纸(不要用复印纸,太薄,挺性差),用细笔杆将纸卷成纸筒管,长15cm,用双面不干胶粘带封口固定。然后准备一根比较细的220伏电源线,取单股,除去外套层(塑料皮或布套),保留与金属铜丝芯包覆接触的绝缘层,长度大约1.5m。将这根电线从纸筒管的一端起进行缠绕,纸管端头预贴双面粘胶带以帮助固定电线头,缠绕过程中线与线之间紧*,1.5m的线全部缠完并留出一个接线头。缠完后再在纸线筒上均匀包缠一层透明不干胶带,留出的接线头与室外软天线接好并固定好,最后抽出纸线筒内的笔杆,至此天线就算做好了!使用时将纸线筒管套入完全缩回的天线拉杆上,非常方便!


  德生公司为其收音机配置的软天线又细又短,主要是防止信号过载,因为是采用直接夹接机上拉杆天线。这样的话一方面室外天线感应的广播信号非常有限,另一方面—些污染的电磁波也容易通过直接连接的接头方式而进入收音机。


  本文采用的接合方式实际上是一个“电感电容”,这样外接天线部份可以选择较粗较长的电源线,5—10m是没问题的,可以感应更遥远或更强的信号也不会过载,一般广播信号都是较高的频率,非常容易通过这个“电感电容”。而许多污染性的电磁波频率都比较低,反而不容易通过这个“电感电容”,起到了很好的阻隔作用。同时由于是做成了螺旋环管状,又起到了对室内电磁污染的屏蔽作用!


收听效果:
  我的R9700的噪音大大减少,收到的电台大大增加。德广、奥广、韩广、伊朗电台、加广、俄广等我都在其播出时间轻松收到,那天晚上我在21m波段收到德广时我还以为是收到VOA的强信号!在这之前我都不容易收到这些电台,我周围高楼林立密集,收听环境差,每每感到自已连菜鸟的水平都不如,沮丧!抱怨收音机的档次太低。另外,不知是什么原因我还是没有容易的收到BBC中文台?可能是我收听的时间太少和BCL的知识太缺乏的缘故。


一点题外话:
  收音机性能档次高低不同,初学者特别是经济条件有限的朋友们没有必要追求高档机,关键是要把手上的收音机用好,一步一个脚印!多学习,多摸索,多在论坛里“泡”,一定会有收获!比如本文介绍的室外天线接合方法就是从网友两只老虎介绍的窗框天线制做方法以及Shwx君一句话的提示的总结摸索而成。


  最近我又仔细的啄磨了一番R333,愈发觉得收音效果实用可*!有人说太大了,我却不以为然!它比起20年前的电子管收音机不知要小多少倍,如果真正是为了用来学习,满足各种BCL的目的,就绝对不会觉得它大了!它又是那么低廉的价格!
莘莘学子还是要多体谅父母,选择收音机应以实用经济为原则!象我人到中年又要考虑更多的问题,在一定的阶段里也同样应以实用经济为原则!但这并不纺碍我们对BCL的热爱!并不纺碍我们对高档收音机的渴望和追求!我们将有更好的工作动机!有更大的赚钱动力!更加明白这一生应有的投资方向!Laofan、shwx……等等大侠们都在向我们招手呵!</P>
发表于 2007-11-12 11:53:00 | 显示全部楼层
扫码关注
高手

本版积分规则

订阅号

QQ|手机app下载|小黑屋|手机版|服务号|中国业余无线电家园 ( 京ICP备15023877号-4 )

GMT+8, 2021-5-11 03:28 , Processed in 0.062342 second(s), 65 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表