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天调使用与天调的损耗......... [复制链接]

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离线bd2bh
 
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2522
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2008-11-26
引用:

作者龙江月
"直认为天调吃掉了由于天线不谐振反回到机器的那部分功率”

http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?p=2363063#post2363063
vr2una   关于驻波白痴问题

如果天调就是有些人说的“驻波吃掉吃掉,功率吃掉吃掉”,那么你看所有的舰船上用的垂直天线、l型、谢拉等,包括移动天线,哪一个天线不适用天调?他们可是基本上靠一根天线打天下,在规定的范围内,什么频率适合工作,就去什么频率工作,而且基本上都是越洋通信,除了海平面的良好导电性之外,hf天线并没有特殊之处,就是靠天调,这就是事实。

1、以前曾探讨过,教科书上把自动天调叫做“天线根部调谐器”,意思是需要把天调直接接在天线上工作的。简单地将就是通过l,c集中参数匹配,调整天线的谐振频率(一是要调整天线的谐振,二是进行阻抗匹配),通过加载(电感、电容,阻抗匹配),人为地改变天线的电气长度,从而达到使天线谐振的目的。

2、为什么强调atu放到天线的根部,通俗地说就根部加载(感)的一种天线形式(无论单极、还是双极天线)。与天调放在室内,通过十多米的同轴电缆对天线进行调整的原理和概念是完全不同。后者发射机与天调虽然完成了阻抗的匹配的任务,但是天调到天线仍然没有谐振、匹配,类似调谐方式天线还是无法谐振、匹配。因为天线无法改变长度,而天线的谐振频率跟天线的长度密切相关,这是不争的事实。atu----天线根部调谐器:通俗地说天线长了需要增加电容,短了就增加电感,抵消天线阻抗中的感抗和容抗分量!!!当然根部加感,与中部加感和天线末端加感相比,效率要低一些,但总比天线不匹配要好的多。

3、天调好不好,有没有用,世上讨论了许多年,但是发射机配备天调,作为天馈系统总是不断推陈出新,可能争论也会继续下去。天调放在室内,也不是一点用处没有了,只是损耗会大些。我能看到的资料有一种说法是,室内型天调也就是一种高频变压器,电容基本上是不会消耗多少功率的,相反天调(线圈)发热就说明功率有一部分变成了热能,产生了损耗,而没有通过电缆把全部能量辐射出去。

我们可以做一个实验,用两个型号形同的功率表(假设两个准确度一致,没有误差),去调整一个vswr 10:1 的1/2 波长dipole 天线。如图所示:

我们会发现,即使在10:1的驻波情况下下,swr1与swr2相差并不是很大;swr1体现的是发射机的输出功率;swr2是经过天体之后输出的实际功率,swr1与swr2差反映的是天调的损耗,也就是7%左右,驻波更小的情况下,可能天调的损耗仅仅在3%!要知道,现实是天线、馈线、绝缘材料、地面和周边物体的损耗可能远远大于这7%的功率!同时,发射机在swr大于2-3以上时,为了保护末级功放功率可能自动将地25-50%以上!因此我们为什么不用天调呢,为什么不让机器输出93%的功率,又不让机器烧毁呢。

4、用事实说话:任何器件都不是无功耗的超导体,天调虽有一定的损耗,但是也是必不可缺少的东西。特别是对一些有trap的多波段天线,也许你喜好cw,调整好地天线在1:1swr, 可是到了ssb频率的中高端swr会高达5:1!我们是否需要一个波段假设两个八木天线,而拒绝使用天调呢?----一句话,只要是全尺寸的天线,应用天调损耗小的你几乎可以忽略不计(不忽略的话,也可以不用,这不是废话)。

有的人总认为天调是个骗子,骗发射机满功率输出,结果功率都损耗在天调上了。其实当你用enec等模拟现实环境测试天线时,你发现损耗大的主要问题一是馈线,二是地面,三是天线本身(缩短、效率、架设高度等等),最后才是微不足道的atu.

5、mono ant单波段天线最好还是调整天线把,谐振天线自我感觉好些,也就是说“效率高些”( >7%?),因为天线毕竟有一定的损失,特别对qrp用户来说是需要考虑的。


6、一根天线覆盖hf段,使用天调。一是要用ladder line,平衡高祖抗馈线;二是天线电气长度即便移动使用也至少不要少于1/8波长;。三是必须使用天调的话,线圈做的粗些,q值高些为好;四是地网讲究些。其他略.......。 (第六)说了这么多,好像与天调无关,其实话说回来,细节决定成败,其他想到了,做到了,mobile、户外应急等城和,天调是不会亏待你的。如果还觉得天线效率不高,就是上述一大堆的问题你需要解决了,但是损耗决不是天线吃掉了,切忌!
离线BD2RWR
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1971
只看该作者 1楼 发表于: 2008-11-26
说的好,很专业。
离线BG5HQD
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598
只看该作者 2楼 发表于: 2008-11-26
好文,受益良多
离线冒号
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330
只看该作者 3楼 发表于: 2008-11-27
一道学习下。
离线半夜机叫
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250
只看该作者 4楼 发表于: 2008-11-27
好文章.由于在楼群中架设条件的限制,我diy的温顿天线驻波几乎无穷大,只能靠天调调谐,实际使用效果还是不错的.但对电器干扰特别大,不知道与使用天调是否有关系?
离线jnwysh
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225
只看该作者 5楼 发表于: 2008-11-27
又学了不少,谢谢。
离线3900111
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726
只看该作者 6楼 发表于: 2008-11-27
好文章,拜读了!
离线BG4KYA
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7840
只看该作者 7楼 发表于: 2008-11-27
我一直用rx456天调,线性天线先后有;10米,30米,40米,55米,80米,由于天线都在5楼向外拉出【约15米高】,80米这根【离地15米也许低些】国内国外qso表现不佳。30米这根还行,我也在想;是不是30米天线下一排铁屋顶房子有助于天线呢?这天线50兆今年做了不少,也做过美国,阿根廷,莫桑比克,欧洲,新西兰,沙特。。。qso。

上述天线材料都是;1.5毫米不锈钢丝,物业管理没法了,不碍眼。
离线bd2bh
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2522
只看该作者 8楼 发表于: 2008-11-27
天调自身损耗不高,那么功率都到哪里去了
1、再说天调:天调只是连接在电台与天线之间的一种阻抗匹配网络----起到阻抗匹配的作用;如果天调直接连接到较短的垂直天线,7、12、15m等(长)线天线,或者双极天上,那么天调的除了阻抗匹配外,其实是通过根部加感、加容调整天线的谐振频率。这就是天线调谐器的基本原理了。

2、天线输入阻抗:天线阻抗对天线的频率很敏感,随频率变化而变化。我们知道天线并不一定非要1/2波长才能发射电波,只不过此时天线阻抗较低,等于发射机的输出阻抗。一旦发射机输出阻抗与天线之间阻抗进行了1:1的匹配,发射机输出功率就会最大,天线辐射出的功率也会最大;如果发射及和天线阻抗不匹配,天线失谐就会降低辐射效率。

我们常看到地面、车载、舰载及航空短波移动电台中一般都使用的是电小天线时,经常会用的长度为1/8、2/8(1/4)、3/8、4/8(1/2)、5/8、6/8(3/4)波长之类的“短天线”,其阻抗都变化都很大,但利用的是它相对较好辐射效率和较低发射仰角。就端馈天线而言,除了1/4波长天线基本能接近发射机阻抗,自然谐振外,低于1/4波长的天线阻抗都很低,而大于1/2波长的天线虽然能谐振,阻抗又很高。为了达到与发射机50欧姆阻抗匹配的目的,就必须使用天调,改变阻抗配比。

3、天线的效率:天线效率表示天线是否有效的转换能量,是天线重要参数之一。效率除了跟天线的长短相关外,天线的射频效率,还由天馈系统中的热损耗、介质损耗、感应损耗(悬挂天线的设备及大地的感应损耗)决定,因此不能全部变为电磁波辐射出去。

4、天调自身损耗不高,那么功率都到哪里去了。天调虽然可以通过集中参数的调整,让我们从发射机端看(天馈系统)已经匹配了,但事实上是天调到发射天线间仍然没有匹配,因为我们一般使用使用的都是驻波天线(即谐振天线,跟频率有关的天线;行波天线“驻波比”跟频率基本无关),天线失谐自然不能很好的辐射功率。只有这时才需要使用天调改善匹配状况。天调可以让发射机冷运转、保持功率最大输出。

根据能量守恒的原理,先是天调损失了一部分功率,大部分还是损耗在天调到天线的馈线上,其余的损失在天线自身的效率上。由于失谐天线的转换率较低,能真正辐射出去的就自然减少了许多,没有辐射的能量都转化成为热量消耗掉了。

所以我们经常能看到宽带等天线(双极天线)都使用损耗比较小的平行馈线;没有办法使用全尺寸天线的情况下,天线谐振问题(加载)尽量在天线上进行,比如中部、远端和增加电容帽等形式,以最大限度地提高天线的辐射效率。目前,天调由于技术的原因只能在根部加载,进行阻抗匹配。需要记住:短天线,一副天线靠技术手段调谐,达到较宽频率覆盖的目的,就意味着牺牲效率。实在要用的话,只好在频率范围和效率上找平衡。

最后要说的是,天线调不是不能用,也不是可有可无的东西,关键看我们怎么用,用在何处。自动天调很重要:用好了,他能让我们最大限度地提高天线的适用范围,最大限度地提高天线的效率,关键的时候最能体现atu的快捷、(办事)效率和沟通的成败。
离线BA4II
发帖
27809
只看该作者 9楼 发表于: 2008-11-27
谢谢楼主很好的技术文章!!顶!!
离线872339300
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166
只看该作者 10楼 发表于: 2008-11-27
学习了!!
离线BD2RWR
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1971
只看该作者 11楼 发表于: 2008-11-27
九楼接着补充的不错,有功底,这段话我们一起研究一下。
  “我们常看到地面、车载、舰载及航空短波移动电台中一般都使用的是电小天线时,经常会用的长度为1/8、2/8(1/4)、3/8、4/8(1/2)、5/8、6/8(3/4)波长之类的“短天线”,其阻抗都变化都很大,但利用的是它相对较好辐射效率和较低发射仰角。就端馈天线而言,除了1/4波长天线基本能接近发射机阻抗,自然谐振外,低于1/4波长的天线阻抗都很低,而大于1/2波长的天线虽然能谐振,阻抗又很高。为了达到与发射机50欧姆阻抗匹配的目的,就必须使用天调,改变阻抗配比。”
    这些电台的单位一般频率都很多,日频、夜频、四季频率都不一样天线的长度和波长关系已经无法确定,一般是根据环境选择全靠天调。低于1/4波长的天线呈电容性、高于1/4波长呈电感性阻抗都高于1/4波长(半波长以内),到1/2波长的时候理论阻抗是无穷大了,有的成品全自动天调说明书告诫使用时候一般要避开1/2波长的天线,否则容易损坏。3/4和1/4波长阻抗是一样的,长度在1/4波长范围内变化的阻抗特性也和1/4波长天线的阻抗特性是一样的。没查资料,我记得是这样的,供参考。
离线liangbg
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1825
只看该作者 12楼 发表于: 2008-11-27
学习了,谢谢!!!!
离线pg007
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680
只看该作者 13楼 发表于: 2008-11-27
好文章,要多读,细读。
离线BG5EHX
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4679
只看该作者 14楼 发表于: 2008-11-27
好文好文,半年来看到第一好文,这样说来我要动手去做那个手动天调了,东西放在家中一年了,总是想不好,如此一来,不做都不行了
离线老干部
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7646
只看该作者 15楼 发表于: 2008-11-27
以前《业余无线电》杂志,ba1ky有篇文章谈到天线匹配与天调,很中肯的。
离线bg6art
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23432
只看该作者 16楼 发表于: 2008-11-27
留下足迹,回头仔细阅读
离线BG6QCB
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5262
只看该作者 17楼 发表于: 2008-11-27
离线BA7EI
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7096
只看该作者 18楼 发表于: 2008-11-27
bg2rwr老师别去解释了,二手100瓦级别的at120类室外型天调已经超过300元许久了!既然有人觉得天调吃掉了由于天线不谐振反回到机器的那部分功率,是个骗电台的东西就让他们一直这样理解下去吧!我一直在找1kw级别的廉价室外型天调未果,只要一出现,哪怕是坏的也被迅速抢购了
离线龙江月
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10620
只看该作者 19楼 发表于: 2008-11-27
没用过短波机 没用过天调 的路过