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自制廉价高增益同轴天线 [复制链接]

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离线BA4SI
 

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2012-03-23
— 本帖被 BG4QOH 设置为精华(2012-03-25) —
先看这天线的资料,根据85'年日本CQ杂志的介绍而尝试自制之廉价VHF 或UHF 同轴电缆多段式1/2波高增益天线.,由大埔特首制作。根据这资料很多HAM都成功制作



离线BA4SI

只看该作者 沙发  发表于: 2012-03-23
上面的资料是用普通5D-2V同轴电缆(相当于国产的5D-5)按图所示尺寸,剪出数段1/2λ线段,1/4λ首尾两段,并把每段头尾外皮用利刀切去少许,露出中心金属铜线3-4mm以供焊接。然后把第一段1/4λ的中芯焊接至第二段1/2λ段的外层导体铜网,而第二段尾的外层铜网则焊接到第三段的中芯。如此类推至末尾的一段1/4λ段为止,如图一。至最末一段的网尾部时则把它的中芯和外层导体铜网焊在一起,再在其上焊上一根1/4λ的铜棒。

另外,最下面一段要如图一所示焊一小环(尺寸无太准确的要求),或在馈电电缆与最后1/4λ段连接处接3至4根长度为1/4λ奇数倍的地网辐射条,以使天线的电流形成完整的通路。

二、关于同轴天线自上到下各节的一般结构、原理和调试


1,同轴阵列天线的顶部为一截1/4波长振子,可以是金属杆,也可以利用电缆外皮(或和芯线接在一起)做成。

2,振子下面为一截1/4波长同轴电缆,起阻抗变换作用,上端以低阻抗与1/4 波长振子的低阻抗匹配,下端呈现高阻抗,与下面各节来的高阻抗馈电相匹配。

3,再下面为若干节1/2波长的同轴电缆,各节之间芯线和外皮交叉连接。交叉连接破坏了电缆的连续性,所以高频电流不再被屏蔽在电缆芯线和内壁,使一部分高频电流从电缆外壁流过而辐射能量,每一节都有点类似于一支半波长垂直天线。

流过每一截电缆段的电流相位比前面一段落后1/2 波长,而电缆又被交叉连接,所有外皮的电流正好变成同方向,组成了一个半波长同相振子陈列,它们在水平方向辐射的电磁场互相叠加,而在垂直方向的辐射由于路径差别而互相抵消,使能量集中在水平面附近,形成较高的天线增益。所有芯线段的电流互相之间也是同方向的(但与外皮反向),不过它们被屏蔽在内腔,不会影响外皮的辐射。1/2 波长的同轴电缆从两端看进去的阻抗总是一样的。如果我们以高阻抗从最下面一节馈电,则这一节的上端也呈现高阻抗,继续以高阻抗向更上一节馈电,直到第2项所说的阻抗变换节。

4,天线的最下面一节为1/4波长同轴电缆,将收/发信的 50欧低阻抗变换成高阻抗,与上面的1/2 波长辐射段相匹配。

5,馈电的同轴电缆的芯线与第4项匹配段的芯线相接,馈电电缆的外皮与第 4项匹配段的外皮相接,同时连接到3或4根长度为 1/4的奇数倍的地网辐射条上,地网使天线的电流形成完整的通路,不使高频电流从馈电电缆的外皮通过。

6,如果不采用地网辐射条, 则需要在馈电点加入为天线提供电流通路、消除馈电电缆外皮电流的任何措施。

7,第 3项所述1/2波长辐射段的节数越多,不同方向辐射能量的叠加/抵消作用越强,天线在垂直面内的方向性越强, 天线的增益越高。但是随着能量的辐射,越靠上面天线电流越小,所以随着总节数变多,每增加一节 1/2波长辐射段所能带来的增益越来越少。8 节辐射段的增益约为6 dB,16节辐射段的增益约为 9dB(相对于1/4 波长垂直接地天线)。

8,计算:上述各节的计算与一般电缆或天线,例如1/2波长辐射段的实际长度应该是相应频率的真空波长乘以电缆的速度系数(约为0.65-0.75),顶部 1/4波长辐射段的速度系数则应取0.95左右。

9,调试: 先做一个只带有两节辐射段的天线,垂直悬挂在空旷处。用天线分析仪测出谐振频率。如果频率偏高,准备一、两节偏长的辐射段。如果频率偏低,准备一、两节偏短的辐射段。将准备的这一、两节辐射段加进去,再测试谐振频率,以决定再准备什么样的辐射段。依次类推,在不断加进新的辐射段的同时使谐振频率趋于设计的中心频率,最终偏差不应大于+/-0.5MHz。如果制作小心,这样得到的SWR应小于1.3。

10,封装: 天线应封装在直径20-25mm玻璃钢管中,并妥善加以防水密封。顶端的 1/4波长振子最好伸出管外以利中和静电,管子下面应比电缆长出 300mm 以便固定。 如果没有玻璃钢管,国外爱好者也有用PVC工程塑料管的。
离线BA4SI

只看该作者 板凳  发表于: 2012-03-23
我约10年前做过2根这样的天线,但当时没驻波表调和拍照,就这样用的,估计驻波很大的
这次根据这资料我用多余的1/2标准馈管制作,300(除以)频率(乘以)缩短系数,然后除以2是1/2波长,缩短系数发泡的是95%。然后切割,再焊接。
如:300/435x85%=0.586米,1/2长=0.586/2=0.293,1/4长=0.586/4=0.146


离线BA4SI

只看该作者 地板  发表于: 2012-03-23
这是帮某公司做的非业余段天线,的经调整,驻波 看图



离线BA4SI

只看该作者 4楼 发表于: 2012-03-23
套管用PVC,由于管子太短所以再加了一段,用防水胶带包好。
在下面用拖把柄一小段,拖把柄中间打个洞,最后按装上楼顶,由于PVC管短了一点所以在顶上就在加了一小段,用防水胶带包好


离线BH4SHF

只看该作者 5楼 发表于: 2012-03-23
必须要顶啊
离线bh4xvo

只看该作者 6楼 发表于: 2012-03-23
离线BG4QOH

只看该作者 7楼 发表于: 2012-03-24
一根钻石就此诞生!!

强大!

省了老米了!!
花开有期,花落无踪,人生景不同

人生苦旅有滋味,我爱青山我爱驴。
辞去繁华觅静处,告别大道走幽途。
心牵山水与心往,彼若闻名向彼出。
云伴星陪吟对月,此情豪饮古今无。
离线bh4soo

只看该作者 8楼 发表于: 2012-03-25
X50 就这样诞生了!!!!
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