自制高效对讲机天线

[转] 一种新结构的棒子天线   2011-01-24 16:15:15|  分类： 无线电|字号 订阅 摘录整理自《棒子天线的一种新的结构认识！》原帖作者：bg4wcu 我们的同轴天线体结构在我眼里是一个1/2波长发射天线非常巧妙的高级连接体，每一个阵子都是那么的完美。前半波先正向辐射，后半波进入倒相，把反向的高频电流在同轴电缆屏蔽层内面感应出高频电场，高频电场产生高频电流辐射出去，辐射的恰恰就是电磁波。但其有一定的落后与正向辐射能。把我们常规浪费的反相电磁能充分利用起来，真精彩！其单数阵子跟双数阵子辐射场正好完全平衡，每一根阵子辐射时产生的能量场，一起在一个平面上沿着每一根振子的中心相互作用，极大的压缩整体在水平方向上的辐射宽度，整根天线阵子产生的水平半功率波瓣宽度越小越好，远场区获得的能量更多，其功率密度越高。就算有轻微的高频电流的反馈，（取决与你的加工精度）下边还有扼流套匀衡匹配。 扼流套——说穿了就是那个小小的铜线网，它所起的作用你恐怕还不明白！那就是我们常在普通天线中常说的匹配器“巴仑”，原理是一样的。但在这里叫扼流套。 传输线理论告诉我们，同轴传输线是不平衡的，电流在同轴线内部流动时原本是平衡的，具体说，内导体上的电流与外导体内侧的电流在数值上是相等的而在方向上是向反的。然而，当电流波到达对称天线的时候，一部分电流会从外导体外侧流失！这就使得天线两臂上的电流不平衡，（半波振子天线），为了抑制外表面这种有害电流的向下运行，科学家们很早想到了一种比较好的办法：在其天线馈入点向下一个工作波长的地方放置一个套状平衡转换器，其扼流套与同轴线外导体形成了一个有特征阻抗的短路同轴线，此同轴线的长度为四分之一波长，在其设计频点上，该短路线短路点的输入阻抗理想情况下为无限大，从而抑制了同轴线外导体表面向下运行的电流，天线与电缆短路点以下的电缆外皮电流近似为零。 与其他同类设计的天线相比，短路环改成扼流套、取消了末端的短路构造以及所谓的辐射振子。天线末端完全开放，构造更加简单。 整根天线除扼流套的一段以外，振子数以奇数为佳！如11；13；15；17等等，偶数的顶端振子辐射差，还不如不要。物理尺寸高增益也高。但也要考虑抗风能力和架设环境的限制，一般取11～17根振子就足够用了。 根椐一本国外的译本教材书和国内的一本高校通信类专业本科生教材中介绍，此天线可获得的增益值：11节理论值至少9db ；13节9.7db；17节10.8db；21节11.7db；25节12.4db；29节13db（已经7米啦！），如果想得到更高增益就很困难了。 准备：     首先要确定天线的使用频率，先用UHF业余频段435MHz做实验。由于电波在同轴馈线中的传输速率会降低，所以经过很多次的试验取值0.66666.下面是计算：30000/435*0.66666/2=22.988（这里取23厘米）。再准备若干长度（根据个人需要的振子数）的50-3馈线、馈线接头和取出一段长16厘米的馈线屏蔽网待用。 制作： 1图、裁成24厘米奇数段； 2图、将屏蔽层两端各切掉5毫米，每段留23厘米； 3图、把黑色绝缘外皮切下4毫米； 4图、再把芯线外的塑料皮切下4毫米； 5图、逐个煻上焊锡； 6图、把线段接在一起（芯接皮、皮接芯，交叉连接，最末端开路）； 7图、把扼流套的一端焊在馈线距第一段振子23厘米处的屏蔽层上； 8图、把一个馈线座焊在扼流套的根部（或馈线相应长度上）； 9图、把各个接头用电工绝缘胶带扎好（或用热缩管套封）； 10图、全部焊好的样子。 第一种组装： 把做好的天线装到直径2cm的PVC水管里，为了增加强度可以再在管子外面的下端套一层直径2.5cm的PVC管。一定要做好接口、端口的密封防水。 第二种组装： 把做好的天线开放端先塞到最细的一段鱼竿内，然后用热熔胶封住两头；把第二节鱼竿套上，当然是从末端往下套，然后再把第二节鱼竿的根部用热熔胶封住，以此类推；调试结束，最后把馈线座封到所需最后一节鱼竿根部。有条件的话也可以把馈线座的内外圈焊死，加一个外径与鱼竿最后一节内径相吻合的金属套，把馈线座和金属套一同塞进鱼竿内，再在鱼竿外加个带螺丝孔的金属管（内径与鱼竿外径吻合），用顶丝把馈线座和金属套固定在鱼竿内。 第三种组装： 把天线开放端塞到最细的一段鱼竿内，然后逐节套上其他节鱼竿，最后将馈线接头（多留一些馈线）甩在最后一节鱼竿外用橡胶堵固定馈线，用橡胶帽封住鱼竿最细端口。 第一、二种组装适合长期固定使用的环境；第三种组装便于随时拆卸和移动安装。拆卸时拔出固定馈线的橡胶堵、松开各节鱼竿、轻轻抽拉天线并将天线盘起，将鱼竿收好就可以了。 （第三种是俺的创意——便携式拉杆棒子。嘿嘿~~~~） DIY半波J型折合振子天线   2011-01-26 05:11:38|  分类： 无线电|字号 订阅 　　很多HAM都曾经DIY过这个天线，最近闲来无事也试着玩玩。下面是数据图、其他HAM的制作过程图和咱的杰作。  其他HAM用4平方的裸铜线制作的0.7米波段的  其他HAM用Φ6mm铜管制作的2米波段的 　　网购了一米多的Φ6mm的制冷铜管，照猫画虎的做了一个，也用Φ32mm的PVC水管封装好，接了7米609厂的50-3馈线，用HLT-SV89手台5W发射，经过反复用“大红点”驻波表调试，最终取得如下数据：     　　非常奇怪的曲线图，室内室外、设备端和天线端的变化如此之大，只能解释为这种天线是高阻抗振子配低阻抗馈线造成的，它对安置的环境非常敏感，应该在相对空旷的环境安装使用，也就是安装在高层楼顶并加高支撑来避开周围的干扰. 　　不过在使用中自我感觉还不错。与SG-7200苗子在同一位置对比，自制的小棒子略胜一筹，SG-7200苗子据商家介绍有5.7~6db的增益。看来这个小棒子的增益应该不低于6.5db的增益。SG-7200苗子设计是144MHz／430MHz双段的，这个小棒子是设计在438.500MHz的，从驻波曲线图看，在室内天线端和在室外设备端是符合设计要求的。中心频点SWR：1:1.01～1.04 　　最后来张靓照。嘿嘿~~~~     鱼竿拉杆棒子（DIY高增益共轴天线）   2011-01-25 01:46:04|  分类： 无线电|字号 订阅 开场白：俺不是“火腿”俺是“香肠”，所以没有呼号，小号是俺自己起的（Lonely wolf = 野狼）。不过俺这个“香肠”早在三十年前就对无线电感兴趣，只是不想做名副其实的“无限垫”爱好者，只想在DIY的过程中体会那种成就感。俺是在做驴友时为了救命才配了个一百来大洋的手台，在那些“无限垫”爱好者眼里简直就不是个玩意。俺不会干扰他人的通联，听听老HAM们的技术交流，长长知识而已。可那不是玩意的玩意实在是收不到什么东西，只好给她加个“棒子”，可一根钻石X510M（X520M）棒子要千儿八百大洋，俺没那“无限垫”的嗜好，又没有V段的玩意，自个动手做个单U段的玩玩就行啦！ 钻石X510M在U段的技术性能是：使用频率：430MHz；增益：11.7db；驻波比：≤1.5；阻抗：50Ω；耐入力：250W；全长：5.2m；耐风速：40m/sec（13级）；重量：2Kg 俺的“鱼竿棒子”：使用频率：438.500MHz（实测439.000MHz）；增益：？（自信不会低于10db）；驻波比：（436.500～441.500MHz）≤1.5；阻抗：50Ω；耐入力：？（有50W就够了）；全长：5.2m（4.9m甩出0.3m馈线）；耐风速：？？？；重量：650g 今天俺的鱼竿棒子也终于完工了，设计中心频点是438.500MHz，用的是天津609厂的SYV-50-3-4馈线做振子，试机后感觉比原来多收到更多的信号。架设完用“大红点”驻波表测了一下，中心频点在439.000MHz，驻波比最小在1:1.14～1.15，不是非常理想，但是在可用范围内，实测驻波如下表：    安装是俺的创意，最后来个靓照。嘿嘿~~~~   最终调试结果 驻波比：（434.500～449.500MHz）≤1.5   [转] 自制430MHz/144MHz廉价同轴高增益天线   2011-01-26 04:54:25|  分类： 无线电|字号 订阅 一、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。 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。