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天线性能的提高源于两个方面的努力,一是提高天线的有效辐射性能,另一方面是尽量使得天线的辐射能量向通联对象方向集中。可以简单且确定的讲,天线的增益(相对于0dbi)来源于辐射能量的集中。
38楼
谈谈天线的业余制作
天线可作为发射机的终端、接收机的前端,它是一个谐振装置,但又区别于一般的参数式谐振回路,因为它可以在许多频率上都产生谐振。天线在收发信电路中所占的位置非常重要,天线质量的好坏,决定了收发信距离的远近及收发信效果的好坏。业余条件下,制作一付高质量的甚高频与超高频天线,一直是广大业余无线电爱好者追求的目标。下面笔者将常见甚高频与超高频天线的型式及制作方法介绍如下。
在动手制作天线前,必须首先知道天线的基本公式,即:波长(米)=速度/频率=300/频率(MHz)。由于人们使用的绝大多数天线是以半波长的导体为基础的,故1/2波长(米)150/频率(MHz)。根据此公式即可直接用它得出天线的长度,用这个尺寸制造的发射(或接收)天线可以在预期的频率上发生谐振。另外,我们还应该记住传输线和天线的以下特点:(1)长度短于四分之一波长的短路线呈电感性;(2)长度短于四分之一波长的开路线呈电容性;(3)如果一条任意长度的导线的终端电阻等于它的特性阻抗,那么它就是一个纯电阻性的负载,因而不会把能量反馈回信号源;(4)长度略短于四分之一波长倍数的天线呈电容性;(5)长度略长于四分之一波长倍数的天线呈电感性;(6)电感性负载可用加入电容的方法来匹配,电容性负载可用加入电感的方法来匹配。
一、接地平面鞭状天线
此类天线是由一根垂直受激的四分之一波长振子与一个人工地面(三根或四根水平放置的,而且在电气上是接地的辐射棒)组成。其中辐射棒应至少有四分之一波长,如果它们是完全水平放置的,则馈电点阻抗大约是34欧姆,如接地辐射棒向下倾斜45度,馈电点阻抗则会提高到50欧姆,这是与标准同轴线进行匹配的理想阻抗值。即使是让辐射棒发生倾斜,它的失配状态仍略小于15∶1。
1接地平面天线
图1为一个1/4波长的接地平面天线。四根呈辐射形装置的金属棒模拟大地,并接在同轴线的屏蔽层上,同轴线的中心导体与垂直振子相连接。
2吸盘天线
此天线通常放置于车顶,它把车身看成是接地平面,它通过油漆与车身进行电容性耦合。在其工作频率上,若位于车漆两面的磁座和车身之间的电容只有10pF,那么其电抗则小于1欧姆。其结构见图2。
3弯曲单极天线
如果把两个四分之一波长天线按图3方式连接在一起,从而可使其阻抗提高四倍。阻抗之所以提高是因为电流被两个天线分担的缘故,这时每个天线中只流过单根天线电流的一半。其馈电点阻抗就可与150欧姆的导线合理的进行匹配。材料可用铜或铝管。
4300欧姆的垂直天线
当我们使用具有300欧姆输入阻抗的设备时,可以根据弯曲单极天线原理向三个天线馈电,就可使其与300欧姆的导线有良好的匹配,其结构见图4所示,其制作材料可利用铜管、铝管或板材。
二、盘锥形天线
图5是一个自成一体的垂直极化天线。该天线的频率覆盖相当宽,因而可在数个倍频程上工作,该天线的尺寸主要取决于最低的工作频率。圆锥底的直径和圆锥截面的弦长都是四分之一自由空间波长,圆盘的直径是圆锥底面直径的068倍;圆盘与圆锥之间的空间距离在14MHz时是156厘米;在144MHz时是26厘米,依此可推测出任一频率的间隔值。制作时,我们可用金属板、金属网或底部的编织,或以间隔不超过1/50波长的导线来制作圆锥。
三、J形天线
J形天线是一种用四分之一波长匹配短线进行馈电的天线,它是甚高频段唯一的端馈半波天线。天线半波振子(长振子)的长度可按L(厘米)=14404/F(MHz)计算;短线(短振子)长度可按L(厘米)=7488/F(MHz)计算。J形天线的底部可接地,当使用同轴线馈电时,将较短的振子的底部接地,并将同轴线的中心引线接到较长的振子上,调节较短的振子以获得最小的驻波比。当用阻抗较高的传输线馈电时,把线接在四分之一波长的振子上,调节接点位置以获得最小驻波比,其结构见图6所示。
四、简单的甚高频偶极天线
此类天线最方便的就是制作时不用铜或铝管,它只需要将使用的75(50)欧姆同轴电缆,在其长度为二分之一波长的四分之一波长处,将该同轴电缆屏蔽层向后卷起,并使其覆盖在线的外部保护层上,同时使暴露出来的导体保持一直线,这就形成了两个在中部用匹配同轴电缆馈电的四分之一波长振子,即一个偶极天线。调整时只需修整中心导体和折回的外部导体部分即可,见图7所示。
五、折叠偶极天线
将两个偶极天线互相串联在一起可形成折叠偶极天线。这种天线的馈电点阻抗大约是300欧姆,能与价格低廉、容易购买到的双芯扁馈线相匹配,其缺点是调整困难。制作时两端的夹子可用金属制作,在调节这种天线时,应确保两个夹子中心点的距离是相等的。另外,这个天线上部的中点可以接地,这样就可将它安装在一根金属架上,形成八木天线的一部分,见图8。
六、扇形偶极天线
扇形偶极天线也叫“蝴蝶结”天线或锥形天线。它广泛运用于甚高频的电视信号接收,其形状见图9。
七、T匹配与伽马匹配天线
T匹配与伽马匹配天线也叫万能天线,见图10、11。
T匹配使用平衡线,如双芯线;伽马匹配则采用非平衡线(同轴线),其导线长度可用滑动夹来调节匹配,也可用电容器将多余的电抗分量调整掉,在20米波段工作时,最大电容应是150pF,在2米波段工作时,最大电容则应是15pF(图11)。根据波长每米75pF的比例,我们能轻而易举地用可变电容器覆盖需要的工作波段。
八、带有同轴线平衡——不平衡变换器的天线
在甚高频率上,由于天线尺寸很小,因此,同轴线平衡——不平衡变换器成为实际可行的匹配装置,见图12。其做法是首先切一截半波长的同轴线,并把它接到两个振子上,然后再把馈线接到其中一个振子上。这个变换器可使阻抗提高到四倍。实践中,半波长馈线的实际长度是相应的自由空间波长的033倍。
九、信号聚焦天线
将发射机发射的功率按我们的意愿会聚在一起,此类天线统称为信号聚焦天线。
1八木天线
八木天线是最简单的多振子定向天线,它是根据用数字方法解释了其工作原理的人而命名的。其结构、制作尺寸及连接方式如图13所示。它由反射器、激励振子、引向器等组成。其主要目的是将信号引向到激励振子;并通过反射器将信号聚焦到激励振子。实际上它就是一付定向天线。
注:第一引向器比激励振子短4%,第二引向器比第一引向器短2~4%,第三引向器比第二引向器短3%,第四引向器比第三引向器短2%。
另外,八木天线只有激励振子是直接与设备相连接的,其振子间隔均为015~02波长。
2平表面反射器天线
平表面反射器一般用金属板或平行导线网来制作 。若使用金属网,那么编织导线之间的距离不应超过01波长,如有可能还应更近些。激励振子和反射器之间的距离是01至033波长。馈电点阻抗随激励振子到反射器的距离的不同而变化,当距离是01波长时,阻抗为20欧姆;距离为033波长时,阻抗为75欧姆;距离为016波长时,阻抗是50欧姆;距离是021波长时,阻抗为75欧姆。反射器本身面积应至少为1个波长见方。
常见的一些反射器具有60°或90°的夹角,这些反射器提供的增益比简单偶极天线高11dB。反射器的截面尺寸至少是3/4波长,从开口处到顶端的边长应为一个波长左右。其结构见图14所示。
3抛物面反射器天线
抛物面是另一种反射器。这种反射面,可用反射的方法把平行的波束会聚于一点。在制作时,我们可参照平面反射器或角反射器的具体方法,根据馈电点阻抗来确定反射器与焦点之间的距离(激励振子放置在焦点上)。反射面的直径应大于波长。直径为15波长时,增益在10dB,面积每增加一倍,增益提高6dB,其结构如图15所示。
39楼
亚音的解释
最常用的亚音就是CTCSS(Continuous Tone Coded Squelch System),直接翻译就是连续音频编码静噪系统,Motorola称为PL,是属于模拟亚音,频率从67。0Hz、69。3Hz、一直到 250。3Hz,共39个亚音点(或50个点)。发射时把这个低频的不可听到的信号(因此叫亚音)连续的叠加到频率上发射,对方只有接到这样的同样频率才接收之,用于抗干扰,或者不听不是给自己的信号。
亚音分发射亚音和接收亚音两种。一般,为了能上中继,都是使用发射亚音,这样才能打开中继。而中继自己采用的就是“接收亚音”,没有亚音的信号就被排斥了。中继下来的信号有的不带亚音但也有带亚音的。
同样,自己接收时,为了能排斥自己不需要听的信号,也可以同样加上接收亚音。这样,两个电台(或几个电台)之间也可以使用约定的亚音,用于排除外来干扰信号。
尽管说是亚音,但事实上是可以听到的,尤其是把亚音设置在高限(250Hz附近),或者接收机的低频频响比较好的时候。因此,我们设置亚音的时候,都尽量设置的低一些,以免不必要的干扰。
另外有一种亚音是DCS(Digital Coded Squelch),属于数字亚音,Motorola称为DPL,有104个亚音点(DPL少一些),更先进,是在语音前和发射结束前利用数字编码的形式发射。这种亚音只能同时发射和接收(即不能设置只发射而不接收的)。
误区:发射亚音时,接收方只有设置到亚音接收才能接收。
错!事实上正相反。发射亚音时,接收方设置到“非亚音接收状态”一定能接收,设置到“亚音接收状态”时,必须亚音类型一致、同时亚音码一致才能接收。
例如对于VX…1R和VX…2R,“T”表示CTCSS发射亚音、“T SQ”表示CTCSS发射和接收亚音、“DCS”表示DCS发射和接收亚音。
40楼
火腿器材葵花宝典(完整版 一)
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困扰新入门业余无线电爱好者的一个主要问题是器材。
有两个途径解决这个问题,首先是自制,自制当然是最值得提倡、也是最符合火腿对技术的探求精神的。除了本刊今年初刊登的十米活动器材文章外,网上类似这方面的资料多如牛毛,感兴趣的朋友可以看看。例如try…net。or。jp/~ja6hic ,这是个日本火腿的网页,里面有许多机器的制作实例。CRSA的会刊也有一些。
第二个途径就是选购成品机。目前在世界火腿器材的生产基本被几家日本的公司如KENWOOD(建伍),YAESU(八重洲),I(井上)垄断,由于产量相对于家用电器的产量来说很小,而且其中的技术含量也远比一般的彩色电视机音响等家用电器要高得多,因此价格也比较贵,象I IC…706MKIIG这样的机型,价格将近一万元,有些高档机则更贵。由于我国业余无线电活动的规模还处于起始阶段,市场还不足以引起国内市场通信机产业的兴趣,还没有到出现价廉物美的国产业余无线电设备的时间。目前对于多数火腿而言,购买全新的进口设备还不太现实。因此二手的火腿器材具有无可比拟的性价比,成为绝大多数火腿的选择。这里我想重点谈谈二手机的选购。
(一)二手短波设备:
如果您是个经济不太宽裕的刚入门的收听者,我建议你买如下的设备,这些都是国产退役专业接收机。
(1)退役专业接收机:是目前最容易搞到的。
a,晶体管接收机:
139A/B::频率范围1。5…18MHz,三个波段,三连调谐,体积不大。 139B是139A的发展型,用了许多的硅管,效果比139A要好,有2个陶瓷滤波器/其中一个是窄带的,灵敏度也很好,噪声也很低。建议把它的原配耳机换掉,用另一种带软胶皮耳罩且里面是黄色震动膜盖的军用耳机代换,音量音质都有很大的提高。它的阻抗是600欧姆,内部结构类似于老式的舌簧喇叭,不可用一般的32欧姆的立体声耳机代用,否则易损坏机器。这种耳机还可以代换其他的国产军用接收机的原配耳机,效果也不错,但不包括XSD…12(56)的,它的耳机阻抗是2200欧姆。139A/139B它们的价位一般在100元以下。
239/339:频率范围:1。5…30MHz,六个波段,239主要是用锗管设计的。三连调谐,二次变频。339是239的发展型,噪声更低,也是二次变频,但是四连调谐,有多个陶瓷滤波器,主要用硅管设计的。239的价位和339差不多,但性能比339差一些。它们的价位一般在200…350元;
77,77…A,70/70…2/,70…3:几种外观,电路类似,性能十分优秀的机器。频率范围1。5…31。5MHz,15个波段,它们曾经是我国在70年代初生产的最好的晶体管接收机,是短波一级收信机。 七连(77和77…A)或八连(70系列)调谐,高放调谐回路十分考究,比目前几乎所有的包括数万元的高档进口机还要讲究。它们的刻度盘是精密光学投影度盘,它们还有多个机械和陶瓷滤波器。如果你买进口短波设备,和70/77等具有同样的接收性能的价格可能过万。当然它们的外观和使用的方便性没法和现在进口机哪怕是最低档的进口机比,毕竟是三十多年前的设备,比许多朋友的年龄还要大。这些机器中感觉77…A的声音最好,而且它的刻度比较均匀。70系列由于多了一个高放调谐回路 ,不用担心镜像抑制比变差,所以它的波段三仍为一次变频,覆盖增大到3MHz,因此波段三的刻度盘精度方面来不如77。当然仅限于波段三。77,77…A的所有波段频率覆盖都是2MHz。实际这几种机器的优劣差距极不明显。它们的一般价位在350…500元,
b,电子管接收机:
虽然目前不太多见了,但如果您没有时代的成见,这些机器的使用效果还是相当不错的。
222/222…1:频率范围:1。5…30MHz,电子管接收机,外观非常漂亮,一次变频,四连调谐,二级高放,带晶体滤波器,多个可选带宽。工艺精湛,声音非常好。虽是和239/339是一个档次的,但效果比它们特别是239要好得多,但机器耗电量很高,体积和重量也很大。
XSD…12或称56:1。5…24MHz,二次变频电子管接收机,是我国五十年代仿造苏联的KROT(КРОТ,克劳特)电子管接收机。有类似于70/77的精密光学度盘,接收效果非常好,是我国七十年代以前的接收机王,效果比后来的70/77系列还要好,体积和重量(主机不含电源就重八十多公斤)以及耗电量都很大,使用不便。目前已经不太多见了。它也是短波一级收信机。
7512:电子管接收机,高端也到24MHz,也是仿苏产品,俗称小KROT,一级高放,性能一般,高端镜像抑制比较差。目前也不太多见。
WS430:频率范围0。535MHz…32MHz,二级高放,原机大概是仿美国二战时RCA的CR88接收机。感觉比222略差,但比7512要好。目前也不太多见,原来邮电航海航空等部门用得较多。
139:七灯收信机,不要和139A/B混淆。因它使用的是直热式电子管,对灯丝的电源要求很高,处理不好会有交流声。频率范围:1。5…12MHz,目前已不多见。以前用于和大八一电子管发射机的配套。
需要说明的是所有的军用收信机,即使是139A,其效果也要比一般的收音机好许多,包括广告做的震天响的几款热门收音机。不要指望用一台百十块钱的收音机加一个BFO(拍频振荡器)就可以满意的收SB单边带和CW等幅报 ,虽可以收到,但会累死你的。它们的制造工艺/频率稳定度/灵敏度/选择性/镜象抑制比/动态范围/抗干扰能力和哪怕是最低档的139A相比也是相差太远。
(2)短波收发设备:
如果您是个有发射权限并持有合法电台执照的火腿,您可以选购的设备如下:
a,国产短波设备:
如果您是个在校的学生或经济比较紧张,您可以选用129(XD…D2), XDD…A, XDD…801,它们都是晶控式,10W或15W/25W单边带收发信机。除少数XD…D2外,它们的频率覆盖都在6MHz以下,需要改造才能工作在40m(7MHz业余波段)。一般价位在200元左右。
130(XD…D2B), XD…D3/D6/D8, XDD…915/925等: 915/925是仿造YAESU FT…70的,但不是短波全段,上端仅到10MHz。功率大都在10…25W上下,许多也需要改造才能工作在40m波段。D8/915/925无需改造就可以在40m工作,还有一些XD…D2B也不用改就可以用到40m波段(其实那些需要改造的是130,不是D2B,它们外形一样)。一般价位250…450元,D8/915/925要稍贵。
XD…D5/BWT…133/XDB4…84/XDD…950: 这些机器除D5外基本是全段(1。5… 30MHz)的机器。D5高端到23。999MHz。它其实是仿I的M700TY,只是工艺略差,但性能很好。功率为150W,和其他机器相比价格要稍贵一些。XDD…950的信道部分是仿YAESU FT…80C的,控制部分是国内设计的,输出功率为50W,但工艺不太好,故障率也较高。以前厂家拒绝提供电路图,致使目前维修困难。BWT…133/ XDB4…84两者均为背负式电台,15W输出功率,早期生产的BWT…133缺了一个边带,后期生产的上下边带都有,有关的详细性能可以在陕西烽火无线电厂的网页上查到。一般价位在千元以下。
708/A211:频率范围28。5…36MHz,1。2W,后者是电子管设备,FM(调频)工作方式,可用于业余十米通讯, 背负式电台。一般的价位在150…250元
884:功率0。72W,FM电台,频率范围45…50MHz,10