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文档简介
1、天线制作十二款之三5波段偶极天线制作详解1/2波长双极天线(Dipole,简称D.P天线)是最为常见短波天线之一,也是其他天线的基础。因为其构架简单,调试容易,成功率高,得到了HAM们的广泛推崇。由于居住环境的限制,在没有条件安装大型、多波段定向天线的情况下,简单的D.P天线成为了爱好者架设天线的首选,初学者一般都是从单波段D.P天线开始入手ONAIR(通联)。在获得与国内外爱好者通联的成就感之后,大家可能最先想到的就是如何增加波段,或者改造现有的单波段天线,拓展天线的覆盖频段,以适应不同级别的频率操作范围。本文就为大家介绍一种拓展了频率范围的5波段偶极天线,可工作于80m、40m、20m、1
2、5m、10m五个波段。该天线的特点是,占用空间相对较小,DIY容易,适合爱好者制作。天线设计的宗旨:尽量少用Trap(陷波器)或者缩短线圈;尽量水平架设;尽量不用扇形结构,从而减少占用空间,减少对天线辐射仰角和方向的相互影响,提高天线的辐射效率。因此,改天线只用一个7MHz的陷波器,10m、20m、40m为自然谐振,15m为40m三次倍频自然谐振;80m单独架设实在太长,因而加入了陷波器,比原尺寸缩短了许多。制作基本材料天线振子用14#硬铜线若干米(公式:半波长为142.5/f);40m天线振子:10.10m+60cm;20m天线振子:5.01m+35cm;10m天线振子:2.53m+35cm
3、;80m天线振子:1.5m+15cm;绝缘子:2只;1:1巴伦1只,如BU-50或者自制;天线振子分离器:F12.7mmPVC管一根,截为22cmX6(只),13cmX6(只);陷波器:在直径40mm,长270mm的PPR管上,用F0.91.2mm高强度漆包线绕68圈。天线的基本形式天线的基本形式如图1所示,为三线平行的基本结构。巴伦的自制如果第一次尝试架设D.P天线的话,建议购买成品巴伦BU-50等。磁环选用外径45mm、内径25mm、厚8mm、导磁率m为60以上的国产或者进口磁环均可。如图2所示,用RG-58的优质50Q铜轴电缆正反绕制12圈形成。当然您也可以用直径0.91.2mm漆包线三
4、线绞合,在磁环上绕68圈(具体制作略)。或者用同轴电缆绕制空芯巴伦3.530MHz(这种绕制方法的圈数多少并不重要,关键是电缆的长度)。具体制作方法见图2。巴伦与振子间的连接振子两端要用接头,要在压接的基础上进行可靠焊接,然后用不锈钢或者铜螺栓固定。振子间用F12.7mmPVC管或者其他高频绝缘材料支撑;振子从支撑分离器中穿过(两端各留2cm),然后用直径2mm漆包线捆扎结实,防止移动,天线变形,如图3、图4所示。扌匡札找:=:=:二:=:“me巴伦至陷液器连接图谐振频率调記不戏幣有理巴.耀課曾率修剪轄雌折返齢嚅.不團弓振于末递与绝缘予的连麼天线振子末端与绝缘子的连接本天线振子的连接与爱好者常
5、用的W-8010不同。它不需要每个波段专门连接40cm的修剪(尾巴)线段。只需要结一个扣,多余的部分沿振子折返回来,用捆扎线捆好即可,不要留有任何尾巴,见图5。巴伦与陷波器的连接为了在40m振子上增加80m波段,天线使用了陷波器,因此巴伦与陷波器之间的振子连接有一个中间的过渡,与10m、20m单一振子连接有所不同。这种结构的目的同样是为了便于天线修剪,天线谐振频率的调整,不需要剪短(掉)天线。其方法是:天线振子穿过陷波器连接孔(螺丝),然后沿振子返回来,最后用螺栓固定在陷波器上,见图6。天线的架设为了取得较好的收发效果,天线无论架设在楼顶,还是地面,基本要求都是架设得越水平、越高越好。同时天线
6、要远离高大建筑物、铁塔和高压线路。如果条件有限,也可以进行倒V形式的架设,天线立杆高度至少812m。为了安全,天线两端距离地面要求在3m以上。天线两臂的夹角越大越好,最小也不得低于90。必要时,天线的立杆可以用绝缘绳打固定拉线,防止意外发生。天线的调试天线架设完成之后,最重要的事情就是对天馈系统的测量。首先测量自制巴伦的基本特征。给巴伦连接好50Q假负载,输入100W的功率。检验3.530MHz频率范围间的阻抗,一般要求SWR小于1.5。其次,对50Q馈线测量,确保所选馈线质量可靠。比如有没有进水,有没有断路、短路等,必要的时候可以进行损耗和阻抗的测量。爱好者应尽量选用优质馈线,低损耗馈线,比
7、如藕芯、发泡绝缘介质的馈线。普通馈线也要求尽量选用50-7、50-9型号以上的50Q馈线。第三,要对天线进行测量。最好的方法是在天线上对每个波段的谐振频率进行测量。有条件的可以用天线分析仪测试天线的阻抗、驻波等指标。没有条件的可以在连接好天线的基础上,在馈线的末端利用驻波表进行在线测试。在线测试由于加入了馈线的电抗成分,测量出来的指标并不能真正反映天线的实际阻抗和谐振频率,因为馈线的长短、阻抗大小、损耗会参与并影响天线分析的准确性。但一般说来,爱好者在天馈线末端,简单地利用驻波比表进行测量、调试也能取得较好的效果。天线修剪基本方法调试首先从最高波段的振子开始,调整每个波段的谐振频率10m、20
8、m波段只需要调整绝缘子一端线段的长短即可。方法是将天线振子末端导线在绝缘子(天线绝缘分离器)上系一个活扣,根据测量的结果同时增减天线两臂末端导线的长短。谐振频率低了,要适当缩短天线振子的实际长度;谐振频率高了,要适当增加天线振子的长度,具体方式可以参照图5。修剪天线,不需要用剪刀,更不需要将多余的部分剪掉,只需要将折返回来的导线沿振子捆扎好即可,千万不要留有悬空的尾巴。10m、20m波段调试完成之后,我们就可以继续调整40m波段的谐振频率,方法见图6。根据测试谐振频率的高低,天线两臂适当增加或减少天线的长度。修剪天线长度的时候,不用卸载振子的电气连接,只需要按图6将折返线段端适当延长或者缩短即
9、可。80m波段的调试。由于40m与80m相关联,因此40m调试好之后就不要再动了。同时,80m由于加入了陷波器,谐振频率会稍微窄些,因此调试的时候,天线两臂在陷波器之后的长短需每2cm修剪一次。10m、20m、40m般情况下非常好修剪,SWR很容易达到我们期望的1.51.1以下。如果40m调试得很好,一般调试其谐振频率为7.050MHz,那么15m波段不用专门修剪,会很容易达到1.5左右的驻波比。天线由高至低调试完成之后,再对每个波段的谐振、驻波情况进行复查,看看相互之间有无任何影响,先前调试好的波段是否发生了明显的变化。如果高段与低段牵扯较大,还需要进一步按照上面的步骤进行分析、测试和调整。
10、天线调试是一个很繁琐的工作,天线需要不断地放下、升起、反复修剪才能达到一个良好的效果。制作一款自己满意的天线不是照本宣科、按照公式计算好、架设上去就可以顺利工作的,商品天线也是如此,因此我们必须不厌其烦,CutandTry!俗话说:好天线不是做出来的,是修剪出来的,就是这个道理。另外一方面,修剪天线振子,在设计、计算时就要留有余地。天线长点还好说,短了就很麻烦,不仅需要焊接,而且强度都是个问题。同时,室内外人员要相互配合,在线测试时,人员要远离天线振子,避免人体干扰影响测试结果,在楼顶调试时人员要精力集中,注意人身安全。这款天线爱好者在实际架设、运用中,可能会感到天线的长度与实际测试结果出入很
11、大,这都是正常现象。因为天线振子的材质、架设的高低,周边环境、地面等不可测因素的影响,都可能极大影响天线的谐振频率。而我们大家使用的(驻波天线)都是谐振天线,其谐振频率的高低最终决定于天线长短。在我们不能改观现有条件的情况下,我们只要反复细致调试,多波段偶极天线始终是一个人人都会做,个个都能成功的天线。根据驻波或者阻抗的大小,天线两端lcm、lcm的反复修剪,一副振子没有上上下下无数次的辛劳是很难达到设想的工作频率的。下面有一个修建D.P天线的基本计算公式,笔者架设天线的时候,经过计算,一次修剪就达到了期望的工作频率,且SWR低于1.5。例如:假设我们的设计工作频率为14.270MHz,经测试
12、,20m天线达到SWR最小值的谐振频率是13.875MHz。我们可以用一个可编程计算器,或者在电脑上编写一个小程序,现场计算,即时修剪。L为修剪振子的长度,其值为正时缩短振子长度,其值为负时增加振子的长度;fa设计工作频率;fa为实测得到的谐振频率。公式为:J-;:-:!-!:-:.-:=根据计算得知,20m波段应修剪长度L为0.2842m,即振子两臂,每边缩短a0.2842/2=14.21cm。一个小时可以做成的UHF波段天线(一)很多业余无线电爱好者都喜欢自制天线,在我做过的UHF波段天线里,有一种天线叫SLIMJIM天线(折合振子J形天线),因其制作容易、体积小巧、造价低、效率较高的特点
13、,值得向刚刚步入业余无线电活动的爱好者推荐。天线材料该款天线可采用截面积4mm2的铜线,也可使用2mm直径的漆包线、铜焊条、不锈钢焊条、细铜管等来制作,看您能找到什么材料了。但我还是建议初学者采用粗铜线或漆包线来制作,原因是当制作的尺寸不合适时可方便地修改,如用铜焊条或不锈钢焊条制作,当尺寸不合适时就要推倒重来了。有了制作经验以后,再使用铜管等材料做VHF波段或HF波段的大型天线。此馈电方式适合裸露安装此馈电方式活合穿管的方法来安装天线长度天线的总长度是3/4波长,右边的1/2波长是辐射段,左边的1/4波长是匹配段。这种匹配方式,是一种对付1/2波长高阻天线最简易有效的匹配方法,各种形式的1/
14、2波长高阻天线都可以用这种方法来匹配,只是手段不同而已。计算公式:1/4波长L=300/FX0.96/4C式中:L-长度,F-频率,0.96缩短系数)。此例中:1/4波长L=300/435X0.96/4。天线宽度天线的宽度可在1030mm,主要看你用于封装的PVC管的内径大小来决定。如不用封装,可宽一些,UHF波段20mm、VHF波段50mm、HF10m段80100mm即可。天线的宽度对馈电点的位置影响很大,天线窄了馈电点的位置偏上,天线宽了馈电点的位置会偏下。馈电点的位置理论值是在天线的1/8波长处,而天线受环境的影响较大,天线的制作尺寸不同,所处的环境不同时,馈电点的位置也会不同,不必细究
15、,这很正常。你从匹配段的开口处向下看,开口处是高阻,很适合与1/2波长的天线匹配,逐渐向下,阻抗也逐渐变低,到短路的地方阻抗为零。这是一个渐变的过程,总会有一个地方是纯阻50Q,这就是你要的地方,也是效率最好的地方。我做的天线宽度是12mm,馈电点大约在由下向上80mm的位置,仔细调整一下馈电点的位置,在435MHz时使驻波小于1.2,天线就合格了。该天线受环境的影响较大,整个调整过程一定要在实际安装的位置来调整,不然驻波变化会比较大。天线调整做完一副新天线,要分两步来调整天线。1.先要找天线的自然谐振点,即看天线在什么频率驻波最小,此时先不管驻波是多少,只要看你测的这组数据的最小值就行了。如
16、谐振频率偏低,说明天线长了,如谐振频率偏高,说明天线短了。反复修整天线尺寸,直到你要的频率驻波相对最小。330mm(愷秀)10r-3C2调整馈电点位置,使驻波调到1.2以内就行了,这样调出来的天线效率最好。不管是调UHF、VHF还是调HF天线,只要是调谐振型天线都要走以上两步。不要一开始就调驻波,那样,即使天线的驻波调到1.1时,由于不在其天线的自然谐振点上,天线的工作效率也不高。-L.-n175mm谟电点:芯线接长边,外疲接短边天线封装调好后的天线可装入一根PVC管内,管子的上下装上管帽,在下边的管帽上固定一个电缆头或由电缆直接引出就可实际使用了。有一点要注意,调好后的天线装入PVC管内后,
17、天线的谐振点将下降0.51MHz。但因天线的工作频带很宽,所以我们也不必太在意。如果你对此不放心,那么你在调天线时,可事先将中心频率调高0.51MHz就可以了。这款天线制作的成功率很高,很适合新手朋友练习制作,天线在准备好材料后,手快的一小时就可做一条,手慢的半天也能完工了吧?苗条瘦小的形状适合安装在任何地方。天线增益大约在4.5dBd,低仰角的特性很适合做远距离通信。十米的天空30M水平偶极296天线DIY采购材料:6米不锈钢管一根12mm高密度绝缘板一张12米粗竹竿一根斜拉绳若干电缆60米不锈钢螺丝若干水泥半袋沙土半袋石子半袋铁桶一只在*近天线馈电点的地方,把电缆以80mm的直径绕成一个约
18、9圈的线圈(如图六),作为平衡-不平衡转换器,然后固定在主杆上。当然也可以采用产品的平衡-不平衡转换器,甚至不用。不过若不用平衡-不平衡转换器的话,在电缆的屏蔽层外就有高频电流流过而产生寄生辐射,不但扰乱天线的辐射方向图,同时会引起TVI(对电视机的干扰)等干扰。采用了滑轮升降水平偶极+J型U段!效果有待测试!倒V天线单边振子长度数据及计算方式如下:水平、倒V天线计算公式1/4波长水平、倒V天线长度的计算公式:光速/频率/4*95%=(单臂)长度21.400MHz天线的计算长度300000/21.4/4*95%=3330mm14.270MHz天线的计算长度300000/14.27/4*95%=4993mm7.05MHz天线的计算长度300000/7.05/4*95%=10107mm29.60MHz天线的计算长
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