430mhz/144mhz廉價同軸高增益天線一、用普通5d-2v同軸電纜(相當(dāng)于國產(chǎn)的5d-5)按圖3所示尺寸,剪出數(shù)段1/2λ線段,1/4λ首尾兩段,并把每段頭尾外皮用利刀切去少許,露出中心金屬銅線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段的外層導(dǎo)體銅網(wǎng),而第二段尾的外層銅網(wǎng)則焊接到第三段的中芯。如此類推至末尾的一段1/4λ段為止,如圖一。至最末一段的網(wǎng)尾部時則把它的中芯和外層導(dǎo)體銅網(wǎng)焊在一起,再在其上焊上一根1/4λ的銅棒。
另外,最下面一段要如圖一所示焊一小環(huán)(尺寸無太準(zhǔn)確的要求),或在饋電電纜與最后1/4λ段連接處接3至4根長度為1/4λ奇數(shù)倍的地網(wǎng)輻射條,以使天線的電流形成完整的通路。 二、關(guān)于同軸天線自上到下各節(jié)的一般結(jié)構(gòu)、原理和調(diào)試 1,同軸陣列天線的頂部為一截1/4波長振子,可以是金屬桿,也可以利用電纜外皮(或和芯線接在一起)做成。 2,振子下面為一截1/4波長同軸電纜,起阻抗變換作用,上端以低阻抗與1/4 波長振子的低阻抗匹配,下端呈現(xiàn)高阻抗,與下面各節(jié)來的高阻抗饋電相匹配。 3,再下面為若干節(jié)1/2波長的同軸電纜,各節(jié)之間芯線和外皮交叉連接。交叉連接破壞了電纜的連續(xù)性,所以高頻電流不再被屏蔽在電纜芯線和內(nèi)壁,使一部分高頻電流從電纜外壁流過而輻射能量,每一節(jié)都有點(diǎn)類似于一支半波長垂直天線。 流過每一截電纜段的電流相位比前面一段落后1/2 波長,而電纜又被交叉連接,所有外皮的電流正好變成同方向,組成了一個半波長同相振子陳列,它們在水平方向輻射的電磁場互相疊加,而在垂直方向的輻射由于路徑差別而互相抵消,使能量集中在水平面附近,形成較高的天線增益。所有芯線段的電流互相之間也是同方向的(但與外皮反向),不過它們被屏蔽在內(nèi)腔,不會影響外皮的輻射。1/2 波長的同軸電纜從 兩端看進(jìn)去的阻抗總是一樣的。如果我們以高阻抗從最下面一節(jié)饋電,則這一節(jié)的上端也呈現(xiàn)高阻抗,繼續(xù)以高阻抗向更上一節(jié)饋電,直到第2項所說的阻抗變換節(jié)。 4,天線的最下面一節(jié)為1/4波長同軸電纜,將收/發(fā)信的 50歐低阻抗變換成高阻抗,與上面的1/2 波長輻射段相匹配。 5,饋電的同軸電纜的芯線與第4項匹配段的芯線相接,饋電電纜的外皮與第 4項匹配段的外皮相接,同時連接到3或4根長度為 1/4的奇數(shù)倍的地網(wǎng)輻射條上,地網(wǎng)使天線的電流形成完整的通路,不使高頻電流從饋電電纜的外皮通過。 6,如果不采用地網(wǎng)輻射條, 則需要在饋電點(diǎn)加入為天線提供電流通路、消除饋電電纜外皮電流的任何措施。 7,第 3項所述1/2波長輻射段的節(jié)數(shù)越多,不同方向輻射能量的疊加/抵消作用越強(qiáng),天線在垂直面內(nèi)的方向性越強(qiáng), 天線的增益越高。但是隨著能量的輻射,越靠上面天線電流越小,所以隨著總節(jié)數(shù)變多,每增加一節(jié) 1/2波長輻射段所能帶來的增益越來越少。8 節(jié)輻射段的增益約為6 db,16節(jié)輻射段的增益約為 9db(相對于1/4 波長垂直接地天線)。 8,計算:上述各節(jié)的計算與一般電纜或天線,例如1/2波長輻射段的實際長度應(yīng)該是相應(yīng)頻率的真空波長乘以電纜的速度系數(shù)(約為0.65-0.75),頂部 1/4波長輻射段的速度系數(shù)則應(yīng)取0.95左右。 9,調(diào)試: 先做一個只帶有兩節(jié)輻射段的天線,垂直懸掛在空曠處。用天線分析儀測出諧振頻率。如果偏高,準(zhǔn)備一、兩節(jié)偏長的輻射段。如果偏短,準(zhǔn)備一、兩節(jié)偏長的輻射段。將準(zhǔn)備的這一、兩節(jié)輻射段加進(jìn)去,再測試諧振頻率,以決定再準(zhǔn)備什么樣的輻射段。依次類推,在不斷加進(jìn)新的輻射段的同時使諧振頻率趨于設(shè)計的中心頻率,最終偏差不應(yīng)大于+/-0.5mhz。如果制作小心,這樣得到的swr應(yīng)小1.3。 10,封裝: 天線應(yīng)封裝在直徑20-25mm玻璃鋼管中,并妥善加以防水密封。頂端的 1/4波長振子最好伸出管外以利中和靜電,管子下面應(yīng)比電纜長出 300mm 以便固定。 如果沒有玻璃鋼管,國外愛好者也有用pvc工程塑料管的。 |
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