發燒友業餘製作:悉數信號傳輸設備—天線
發布時間:2014-11-28 責任編輯:echolady
【導讀】天tian線xian可ke謂wei是shi眾zhong所suo周zhou知zhi的de一yi個ge信xin號hao傳chuan輸shu設she備bei,天tian線xian質zhi量liang的de好hao壞huai和he位wei置zhi在zai接jie收shou信xin號hao的de過guo程cheng中zhong都dou至zhi關guan重zhong要yao。對dui於yu業ye餘yu無wu線xian電dian愛ai好hao者zhe來lai說shuo,業ye餘yu條tiao件jian下xia製zhi作zuo出chu高gao質zhi量liang的de高gao頻pin天tian線xian是shi非fei常chang有you成cheng就jiu感gan的de事shi情qing。下xia麵mian小xiao編bian就jiu為wei大da家jia分fen享xiang發fa燒shao友you業ye餘yu製zhi作zuo的de各ge種zhong天tian線xian。
天線可作為發射機的終端、接(jie)收(shou)機(ji)的(de)前(qian)端(duan),它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)諧(xie)振(zhen)裝(zhuang)置(zhi),但(dan)又(you)區(qu)別(bie)於(yu)一(yi)般(ban)的(de)參(can)數(shu)式(shi)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu),因(yin)為(wei)它(ta)可(ke)以(yi)在(zai)許(xu)多(duo)頻(pin)率(lv)上(shang)都(dou)產(chan)生(sheng)諧(xie)振(zhen)。天(tian)線(xian)在(zai)收(shou)發(fa)信(xin)電(dian)路(lu)中(zhong)所(suo)占(zhan)的(de)位(wei)置(zhi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),天(tian)線(xian)質(zhi)量(liang)的(de)好(hao)壞(huai),決(jue)定(ding)了(le)收(shou)發(fa)信(xin)距(ju)離(li)的(de)遠(yuan)近(jin)及(ji)收(shou)發(fa)信(xin)效(xiao)果(guo)的(de)好(hao)壞(huai)。業(ye)餘(yu)條(tiao)件(jian)下(xia),製(zhi)作(zuo)一(yi)付(fu)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)甚(shen)高(gao)頻(pin)與(yu)超(chao)高(gao)頻(pin)天(tian)線(xian),一(yi)直(zhi)是(shi)廣(guang)大(da)業(ye)餘(yu)無(wu)線(xian)電(dian)愛(ai)好(hao)者(zhe)追(zhui)求(qiu)的(de)目(mu)標(biao)。下(xia)麵(mian)筆(bi)者(zhe)將(jiang)常(chang)見(jian)甚(shen)高(gao)頻(pin)與(yu)超(chao)高(gao)頻(pin)天(tian)線(xian)的(de)型(xing)式(shi)及(ji)製(zhi)作(zuo)方(fang)法(fa)介(jie)紹(shao)如(ru)下(xia)。
在動手製作天線前,必須首先知道天線的基本公式,即:波長(米)=速度/頻率=300/頻率(MHz)。由於人們使用的絕大多數天線是以半波長的導體為基礎的,故1/2波長(米)150/頻率(MHz)。根據此公式即可直接用它得出天線的長度,用這個尺寸製造的發射(或接收)天線可以在預期的頻率上發生諧振。另外,我們還應該記住傳輸線和天線的以下特點:(1)長度短於四分之一波長的短路線呈電感性;(2)長度短於四分之一波長的開路線呈電容性;(3)如果一條任意長度的導線的終端電阻等於它的特性阻抗,那麼它就是一個純電阻性的負載,因而不會把能量反饋回信號源;(4)長度略短於四分之一波長倍數的天線呈電容性;(5)長度略長於四分之一波長倍數的天線呈電感性;(6)電感性負載可用加入電容的方法來匹配,電容性負載可用加入電感的方法來匹配。
一、接地平麵鞭狀天線
此類天線是由一根垂直受激的四分之一波長振子與一個人工地麵(三根或四根水平放置的,而且在電氣上是接地的輻射棒)組成。其中輻射棒應至少有四分之一波長,如果它們是完全水平放置的,則饋電點阻抗大約是34歐姆,如接地輻射棒向下傾斜45度,饋電點阻抗則會提高到50歐姆,這是與標準同軸線進行匹配的理想阻抗值。即使是讓輻射棒發生傾斜,它的失配狀態仍略小於15∶1。
1、接地平麵天線
1/4波長的接地平麵天線。四根呈輻射形裝置的金屬棒模擬大地,並接在同軸線的屏蔽層上,同軸線的中心導體與垂直振子相連接。
2、吸盤天線
此ci天tian線xian通tong常chang放fang置zhi於yu車che頂ding,它ta把ba車che身shen看kan成cheng是shi接jie地di平ping麵mian,它ta通tong過guo油you漆qi與yu車che身shen進jin行xing電dian容rong性xing耦ou合he。在zai其qi工gong作zuo頻pin率lv上shang,若ruo位wei於yu車che漆qi兩liang麵mian的de磁ci座zuo和he車che身shen之zhi間jian的de電dian容rong隻zhi有you10pF,那麼其電抗則小於1歐姆。
3、彎曲單極天線
ruguobalianggesifenzhiyibochangtianxianlianjiezaiyiqi,congerkeshiqizukangtigaosibei。zukangzhisuoyitigaoshiyinweidianliubeilianggetianxianfendandeyuangu,zheshimeigetianxianzhongzhiliuguodangentianxiandianliudeyiban。qikuidiandianzukangjiukeyu150歐姆的導線合理的進行匹配。材料可用銅或鋁管。
4、300歐姆的垂直天線
當我們使用具有300歐姆輸入阻抗的設備時,可以根據彎曲單極天線原理向三個天線饋電,就可使其與300歐姆的導線有良好的匹配,其製作材料可利用銅管、鋁管或板材。
二、盤錐形天線
zichengyitidechuizhijihuatianxian。gaitianxiandepinlvfugaixiangdangkuan,yinerkezaishugebeipinchengshanggongzuo,gaitianxiandechicunzhuyaoqujueyuzuididegongzuopinlv。yuanzhuididezhijingheyuanzhuijiemiandexianchangdoushisifenzhiyiziyoukongjianbochang,yuanpandezhijingshiyuanzhuidimianzhijingde0.68倍;圓盤與圓錐之間的空間距離在14MHz時是15.6厘米;在144MHz時是2.6厘米,依此可推測出任一頻率的間隔值。製作時,我們可用金屬板、金屬網或底部的編織,或以間隔不超過1/50波長的導線來製作圓錐。
三、J形天線
J形天線是一種用四分之一波長匹配短線進行饋電的天線,它是甚高頻段唯一的端饋半波天線。天線半波振子(長振子)的長度可按L(厘米)=14404/F(MHz)計算;短線(短振子)長度可按L(厘米)=7488/F(MHz)計算。J形(xing)天(tian)線(xian)的(de)底(di)部(bu)可(ke)接(jie)地(di),當(dang)使(shi)用(yong)同(tong)軸(zhou)線(xian)饋(kui)電(dian)時(shi),將(jiang)較(jiao)短(duan)的(de)振(zhen)子(zi)的(de)底(di)部(bu)接(jie)地(di),並(bing)將(jiang)同(tong)軸(zhou)線(xian)的(de)中(zhong)心(xin)引(yin)線(xian)接(jie)到(dao)較(jiao)長(chang)的(de)振(zhen)子(zi)上(shang),調(tiao)節(jie)較(jiao)短(duan)的(de)振(zhen)子(zi)以(yi)獲(huo)得(de)最(zui)小(xiao)的(de)駐(zhu)波(bo)比(bi)。當(dang)用(yong)阻(zu)抗(kang)較(jiao)高(gao)的(de)傳(chuan)輸(shu)線(xian)饋(kui)電(dian)時(shi),把(ba)線(xian)接(jie)在(zai)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)波(bo)長(chang)的(de)振(zhen)子(zi)上(shang),調(tiao)節(jie)接(jie)點(dian)位(wei)置(zhi)以(yi)獲(huo)得(de)最(zui)小(xiao)駐(zhu)波(bo)比(bi)。
四、簡單的甚高頻偶極天線
此類天線最方便的就是製作時不用銅或鋁管,它隻需要將使用的75(50)oumutongzhoudianlan,zaiqichangduweierfenzhiyibochangdesifenzhiyibochangchu,jianggaitongzhoudianlanpingbicengxianghoujuanqi,bingshiqifugaizaixiandewaibubaohucengshang,tongshishibaoluchulaidedaotibaochiyizhixian,zhejiuxingchenglelianggezaizhongbuyongpipeitongzhoudianlankuidiandesifenzhiyibochangzhenzi,jiyigeoujitianxian。tiaozhengshizhixuxiuzhengzhongxindaotihezhehuidewaibudaotibufenjike。
五、折疊偶極天線
將兩個偶極天線互相串聯在一起可形成折疊偶極天線。這種天線的饋電點阻抗大約是300歐姆,能與價格低廉、rongyigoumaidaodeshuangxinbiankuixianxiangpipei,qiquedianshitiaozhengkunnan。zhizuoshiliangduandejiazikeyongjinshuzhizuo,zaitiaojiezhezhongtianxianshi,yingquebaolianggejiazizhongxindiandejulishixiangdengde。lingwai,zhegetianxianshangbudezhongdiankeyijiedi,zheyangjiukejiangtaanzhuangzaiyigenjinshujiashang,xingchengbamutianxiandeyibufen。
六、扇形偶極天線
扇形偶極天線也叫“蝴蝶結”天線或錐形天線。它廣泛運用於甚高頻的電視信號接收。
七、T匹配與伽馬匹配天線
T匹配與伽馬匹配天線也叫萬能天線。
T匹配使用平衡線,如雙芯線;伽馬匹配則采用非平衡線(同軸線),其導線長度可用滑動夾來調節匹配,也可用電容器將多餘的電抗分量調整掉,在20米波段工作時,最大電容應是150pF,在2米波段工作時,最大電容則應是15pF。根據波長每米7.5pF的比例,我們能輕而易舉地用可變電容器覆蓋需要的工作波段。
八、帶有同軸線平衡——不平衡變換器的天線
在甚高頻率上,由於天線尺寸很小,因此,同軸線平衡——不bu平ping衡heng變bian換huan器qi成cheng為wei實shi際ji可ke行xing的de匹pi配pei裝zhuang置zhi。其qi做zuo法fa是shi首shou先xian切qie一yi截jie半ban波bo長chang的de同tong軸zhou線xian,並bing把ba它ta接jie到dao兩liang個ge振zhen子zi上shang,然ran後hou再zai把ba饋kui線xian接jie到dao其qi中zhong一yi個ge振zhen子zi上shang。這zhe個ge變bian換huan器qi可ke使shi阻zu抗kang提ti高gao到dao四si倍bei。實shi踐jian中zhong,半ban波bo長chang饋kui線xian的de實shi際ji長chang度du是shi相xiang應ying的de自zi由you空kong間jian波bo長chang的de0.33倍。
九、信號聚焦天線
將發射機發射的功率按我們的意願會聚在一起,此類天線統稱為信號聚焦天線。
此類天線最方便的就是製作時不用銅或鋁管,它隻需要將使用的75(50)oumutongzhoudianlan,zaiqichangduweierfenzhiyibochangdesifenzhiyibochangchu,jianggaitongzhoudianlanpingbicengxianghoujuanqi,bingshiqifugaizaixiandewaibubaohucengshang,tongshishibaoluchulaidedaotibaochiyizhixian,zhejiuxingchenglelianggezaizhongbuyongpipeitongzhoudianlankuidiandesifenzhiyibochangzhenzi,jiyigeoujitianxian。tiaozhengshizhixuxiuzhengzhongxindaotihezhehuidewaibudaotibufenjike。
1、八木天線
八木天線是最簡單的多振子定向天線,它是根據用數字方法解釋了其工作原理的人而命名的。它由反射器、激勵振子、引向器等組成。其主要目的是將信號引向到激勵振子,並通過反射器將信號聚焦到激勵振子。實際上它就是一付定向天線。
注:第一引向器比激勵振子短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,八木天線隻有激勵振子是直接與設備相連接的,其振子間隔均為0.15~0.2波長。
2、平表麵反射器天線
平表麵反射器一般用金屬板或平行導線網來製作。若使用金屬網,那麼編織導線之間的距離不應超過0.1波長,如有可能還應更近些。激勵振子和反射器之間的距離是0.1至0.33波長。饋電點阻抗隨激勵振子到反射器的距離的不同而變化,當距離是0.1波長時,阻抗為20歐姆;距離為0.33波長時,阻抗為75歐姆;距離為0.16波長時,阻抗是50歐姆;距離是0.21波長時,阻抗為75歐姆。反射器本身麵積應至少為1個波長見方。
常見的一些反射器具有60°或90°的夾角,這些反射器提供的增益比簡單偶極天線高11dB。反射器的截麵尺寸至少是3/4波長,從開口處到頂端的邊長應為一個波長左右。
3、拋物麵反射器天線
拋(pao)物(wu)麵(mian)是(shi)另(ling)一(yi)種(zhong)反(fan)射(she)器(qi)。這(zhe)種(zhong)反(fan)射(she)麵(mian),可(ke)用(yong)反(fan)射(she)的(de)方(fang)法(fa)把(ba)平(ping)行(xing)的(de)波(bo)束(shu)會(hui)聚(ju)於(yu)一(yi)點(dian)。在(zai)製(zhi)作(zuo)時(shi),我(wo)們(men)可(ke)參(can)照(zhao)平(ping)麵(mian)反(fan)射(she)器(qi)或(huo)角(jiao)反(fan)射(she)器(qi)的(de)具(ju)體(ti)方(fang)法(fa),根(gen)據(ju)饋(kui)電(dian)點(dian)阻(zu)抗(kang)來(lai)確(que)定(ding)反(fan)射(she)器(qi)與(yu)焦(jiao)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)(激勵振子放置在焦點上)。反射麵的直徑應大於波長。直徑為1.5波長時,增益在10dB,麵積每增加一倍,增益提高6dB。
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