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短波天線設計

科技 更新时间:2024-05-10 00:09:29

短波天線設計(戶外短波通聯廉價天線怎麼選)1

短波天線設計(戶外短波通聯廉價天線怎麼選)2

在現代通信系統中,短波無線電系統是唯一不受網絡樞紐和中繼條件制約的通信系統。一旦戰争爆發或者災難降臨,各種通信網絡都有被損壞的可能,但是任何其他通信系統的抗毀能力都遠遠不及短波通信系統。今天我們和電台小叔BG5WKP一起來看一款廉價的端饋半波短波段天線的制作和安裝過程。

HF短波頻段的廉價天線

文:丹·馬洛尼

短波(HF)頻段使用權的獲得,既要有足夠的無線電知識,通過相關無線電等級的考試,同時還要有比30美元的便攜式對講機貴幾個數量級的電台裝備。

但是,盡管HF短波設備可能很昂貴,但并非所有人想通聯都得花很多。而且,由于通常天線會影響或破壞業餘無線電愛好者的通聯能力,因此我們将研究一種簡單但用途廣泛的天線設計,該設計可适應于支持從大型,功能強大的基站到便攜式QRP(低功率)的戶外通聯:端饋半波天線。

進行制作

天線制造是所有業餘無線電愛好者的終極目标。我明白設計天線可以實現您想要的電子功能,并且要進行大量的工程設計以确保其能夠經受住外界的考驗。我認為天線構建的後一點對我個人而言更具吸引力。要使天線在風,雪,日曬和雨水中幸存是一個有趣的挑戰,因此我傾向于花更多的時間思考天線機械設計方面的問題,而不是去考慮有人已經解決了的射頻方面的問題。

因此,我着手尋找适合我情況的天線。也許最容易構建的天線是經典的半波偶極子它們有兩個單元,每個單元都是設計波長的四分之一,它們從中心饋電點輻射出來,該中心饋電點是同軸電纜饋電線所連接的位置。當然,有很多細節和複雜性,但是對我來說,基本的問題是中心饋電點。我的電台室位于我房子的最角落,因此,如果沒有很長的饋線,很難安裝像這樣的天線,這會引入不可接受的信号損耗。另外,用于80米波段的偶極子将是40米端到端,這在我狹長的郊區很難适應。

就我的目的而言,端饋半波(EFHW)天線是一個不錯的選擇。聽起來确實是這樣:從末端開始饋入的一束半個波長為一半的電線(在我的情況下為40米長,所以我可以工作80米波段)。但這并不像截斷40米長的電線并将其連接在您的電台上那樣簡單。問題在于,天線的阻抗會随着饋電點遠離中心而變化。當饋電點到達導線末端時,阻抗一直增加到大約2500歐姆,這對于期望50歐姆負載的收發器來說确實是非常差的匹配。

為了解決這個問題,EFHW天線需要一個變壓器來匹配阻抗。當用于匹配平衡天線(例如偶極子)和不平衡饋線(例如同軸電纜)之間的阻抗時,這些被稱為巴倫“平衡不平衡變壓器”。但是,在這種情況下,天線和同軸電纜饋線都不平衡,因此我建造的變壓器在技術上是“ unun”。無論您叫什麼,它都非常容易構建。

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我的49:1匹配變壓器已經安裝好并準備好戶外通聯。我考慮将整個東西都用環氧樹脂灌封,但還是決定不這樣做。

我按照史蒂夫·尼科爾斯(Steve Nichols)(G0KYA)提供的出色指導來纏繞我的49:1自耦變壓器。它基本上隻是大的鐵氧體環形磁芯,我是從eBay買到的,但是在Amazon上有很多選擇,帶有幾根電磁線圈。我的核心是FT-240-61,這意味着它的外徑為2.4英寸,并且由61型材料制成。我在繞組上使用了18 AWG電磁線。在纏繞時,我注意到電磁線上的漆層被鐵氧體磁芯的邊緣割傷了。在用布摩擦帶覆蓋環形線圈以稍微緩沖一下邊緣後,我将其重新繞線。這樣在設計上可以處理100W發射機輸出的東西上絕不是多餘的東西。

就像我說的那樣,我對這個變壓器所做的許多麻煩事都與使其機械地工作有關。我将其安裝在堅固的塑料電氣外殼中,并提供了用于連接天線導線和地面連接的不鏽鋼配件。我還安裝了吊環螺栓以束縛天線導線。一個高質量的SO-239插座(用于饋線連接)和一個100 pF的高壓電容器(可在更高的頻段上更好地匹配)完成了變壓器。幸運的是,該天線應覆蓋80 m至10 m的頻帶。

挂繩設置

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我在地面上将滑輪放在樹上的方法。在樹皮較光滑的樹上,效果會更好。

幸運的是,我的這棵樹隻有150英尺深,而且非常高大,堅固的美國黃松所祝福和詛咒。我的地段長度和樹木的位置允許使用“倒L”型配置的完整40米長電線。我的計劃是在第一棵樹中将來自變壓器的電線盡可能向上傾斜,然後将其水平延伸到第二棵樹中的錨點。

這聽起來比實際要容易得多。雖然許多火腿都幸運地從高高聳立在樹枝上的電線上懸挂天線,但我的松樹都被修剪掉了較低的樹枝,第一根活着的樹枝在地上40英尺(12米)以上。我選擇了一種“更聰明的工作”方法,并提出了一個想法,即使用PVC管作為推杆,将一圈繩子基本上推到樹上。盡管在我添加剖面時,美國黃松樹皮的粗糙度不斷地卡住尼龍繩和PVC管,但實際上它的效果足以使錨定點位于離地面約25英尺(7.5 m)的位置,但比我所能承受的高很多用我的24英尺梯子爬上了,但跌倒的危險大大降低了。

錨點是使用類似的方法在另一棵樹中設置的,這引起了鄰居的極大關注。人們應該始終抓住這樣的機會進行一些“火腿友好”活動,我向鄰居們保證,我不會為他們的孩子消毒或幹擾他們的電視收看。不過,以業力為例,我正在工作的那棵樹第二天決定砍下一根枯死的樹枝,該樹枝倒下并損壞了我鄰居的杜蘭戈。它顯然來自樹上比我工作的地方高得多的位置,但它仍然引起了一些鄰居的異樣眼光。

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在錨固端晃動釋放。請注意穿過彈簧孔的安全線,以防萬一斷裂。

使用樹木作為長線天線的錨點最重要的部分之一就是樹木擺動。樹木繞了很多圈,如果您在兩棵樹之間緊緊地綁上一根電線,而又不允許它們随風移動,則會産生很大影響。但是,您希望您的電線保持或多或少繃緊,因為其形狀會影響其性能。有兩種方法可以解決這個問題,我選擇在兩個錨點都使用晾衣繩滑輪。在中點,金屬絲穿過皮帶輪。在末端錨點處,将金屬絲通過狗骨形絕緣子綁到一段堅固的尼龍繩上。那根繩子穿過滑輪,穿過堅硬的彈簧向下穿過樹的樹幹,到達錨點。當樹木搖晃時,天線可以延伸或縮回幾英寸而不會下垂或折斷。

通聯測試

我必須承認該安裝實際上尚未完成。天線确實應該正确接地,我很想在變壓器附近敲一個接地棒。但是,我家的主電源和整個社區的主電源都直接埋在我們的後圍欄下,這是一項高風險的工作。盡管具有出色的地下定位服務,但我不願以自己寶貴的自我來測試其準确性。所以我要等待一個體面的地方。

不過,我還是忍不住想嘗試一下該天線,因此為了避免RF進入電台室,我在饋電線上繞了10圈空心扼流圈,然後将其連接起來。我還沒有做過QSO,但是使用WSPR(弱信号傳播報告器)系統,我能夠在24小時内在80米,40米,30米和20米波段上到達四大洲。

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一觸即發:WSPR 24小時報告80米,40米,30米和20米。

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小叔來啦:

周末在家自己動手做個天線不是很惬意的一件事麼?

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