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磁环天线还真不错。你信吗?反正我信了 [复制链接]

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离线bd5ham
 
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1793
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2011-09-14
放假在家闲来没事,决定尝试一下磁环天线,坛子里曾有很多腿友已经有了实际的使用经验,但想要知道梨子的滋味额,总要自己亲自品尝一下。

所有材料都本着废物利用,不铺张浪费的原则,主环用一段闲置的原来用在 v/u 段的 -12 的馈线来做。虽然为了提高天线效率最好用大直径的铜管,但主要为了测试磁环天线的接收效果,用更容易弄到的馈线也无妨,当然馈管是比馈线更好的方案。可变电容也是废物利用,是一个拆机的三联,片距目视不到 1mm, 每联的片数也不多,最大容量估计不到100pf, 打算两联串联使用,以提高耐压。天线的最高工作波段希望在 20米,因而环的周长采用 1/5波长左右,切了一段 4.5米的馈线,绕出的环的直径约 1.4米。馈电采用最简单的法拉第环,用馈线绕个大环直径的 1/5 的小环放在大环里面就可以了。整个制作过程从找材料到天线树起来投入测试,只用了不到两小时,而且一次成功,名副其实的简单容易。马上接上电台开始测试,这个天线理论上能工作在 20米波段及以下的所有短波波段,如 160米,80米,40米,30米等,先从20米开始测起了。

首先要做的是把天线调整到希望的工作频率,如 14.020mhz, 在没有天线测试仪器的情况下如何做到这一点呢,很简单,只凭自己的耳朵就可以了。先把机器设定到 14.020mhz ssb 或 cw 模式, 天线未经调整在失谐状态下喇叭的噪声是比较小的,s 表的读数也是在零位的。把音量放到最大,然后开始缓慢调整天线上的可变电容,当突然听到电台中的噪声增大时(s表的读数也会增加),天线应该就在工作频率附近了,如果再稍微偏离这个最大点电台声音又会变小。经实际测试用人耳天线测试仪调磁环天线不难,但只能是粗调,听到最大噪声后基本就在工作频率附近了(误差在几十 khz左右,但准确的调谐还要依靠 swr 表。我做的法拉第环的尺寸可能不准,天线调好后发射最低 swr 任然在 1.6 左右,还需要进一步微调。

果然从听感上 magnetic loop 天线的接收噪声比较小,杭州市区的电磁环境很差,gp 和 dipole 无信号时 s 表的读数起码也在 s4或更高,但接上磁环天线,s 表读数在 s1和 s2之间,比确实比 gp, dipole 都要低很多。迫不及待的在20米 cw 模式下 qrp 发射,响应频率上的 dx cq 呼叫, 每次几乎都是立刻得到对方的应答, 尺寸这么小的 loop 的效果好的实在是出乎我的意料之外。下面贴上昨晚用这副天线做的 dx qso 的信息。频率上的台不多,零零星星通了几个欧洲和非洲的电台,若是在周末的话可能会有更多收获,从我贴出的日志上大家可以看到,除了有一个 559 的信号报告,其它人都给我 599, 虽然单从这一点不能说明磁环天线好,但也反映了这附天线的实际性能还不不错。

没来的及测试其它波段的效果,起码就 20 米波段来说这副简陋而且造价低廉的天线确实是可以用来打天下的,你信不信我不知道,反正我信了。

后续会再上这副天线的进一步测试信息。打算录一些不同天线和它比较的音频放上来给大家听听。大家耐心等待下文吧。天线是晚上做的,没拍照片,借用下别人的照片,几乎是完全一样的东西,还有一张屏蔽式法拉第环的详细结构,据说屏蔽式法拉第环只感应主环的磁场信号,更容易减少噪声。
离线7600
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16242
只看该作者 1楼 发表于: 2011-09-14
硬道理快来啊
离线bg4vob
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764
只看该作者 2楼 发表于: 2011-09-14
真的这么神奇??有机会做个 试试 等着硬道理
离线BA8AD
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180
只看该作者 3楼 发表于: 2011-09-14
不错, 很好! 就等硬道理了!
离线bd5ham
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1793
只看该作者 4楼 发表于: 2011-09-14
初步尝试磁环天线的一点体会:

1: 接受噪声确实低,而且有方向性,垂直安放时发射仰角比较低,我昨晚把最大辐射方向大约对准南北向,欧洲非洲过来的信号非常好。

2. 频带确实很窄,20米波段发射时大概在中心频点上下10khz 左右,再偏的稍多的话 swr就会急剧上升。但在接收时似乎影响不大,在中心频点上下50khz 左右任然能稳定接受,信号下降不明显, 这也是我说的人耳听最大噪声调天线准确度有上下 50khz 的原因。

3. 用最大噪声法可以快速使天线调整在工作频率附近上下几十 khz , 但要准确调谐到需要的频点确实很困难,这时稍微转一下可变电容,哪怕是手抖一下可能频点就跑出了好几十甚至 100khz, 全靠手动的话要反复好几次才能调准, 一次调到位似乎比中六合彩还难。看样子要投入实用的话确实需要加上步进电机和减速装置精确调谐,最好能点动,就是按一下按钮步进电机走一步。

4. 对于 cw, rtty, psk31 等模式来说,磁环天线频带窄不是问题,只要调整到这些模式频段的中心点附近就能覆盖这些模式的带宽,无需反复调整天线。但 ssb 等就不行了,除非你有遥控的调谐机构。当然固定频点工作没问题。

5. 片距 1mm 略微不到的空气电容串联(三联中的两联,每联容量相同)可以应付30w 左右的发射功率,再高的话电容可能就发生击穿了吧,swr 立刻会升到无穷大,电台自动保护降低发射功率。特意调大发射功率去看了下电容极片间是否有美丽的电弧产生,但即使在黑夜里也看不到也听不到电容击穿的效果。

6. youtube 上看到国外 ham 手拿日光灯管靠近在发射的磁环天线附近,日光灯管会发光,我也做了同样的试验,但灯管不会亮,说明什么?功率不够大?还是天线没调好?还是灯管质量问题?

7. 磁环天线占地小,而且可以架设的很低,我是把天线固定在一根3米长的 pvc 管上然后固定在露台的栏杆上,主环离开铝合金的栏杆很近,大概几十公分,但对收发无影响。

8. 尽管磁环天线是高 q 天线,频带极窄,有人说就像给电台装了个前置的滤波器,能有效过滤带外的干扰信号,这也是磁环天线接收噪声低的原因之一,但即使是偏离中心频率几兆赫的广播电台的信号依然能顽强的进入电台,使 s表达到 s9。 我刚开始时想确定此付天线的最高和最低工作频率,因而把电容分别旋到两头,然后通过电台扫描的方式靠 s 表和耳朵来确定谐振点,但这个方法确实不靠谱,因为能收到很多的噪声最高点,多数是强的广播信号,因而无法确定那个才是谐振点。当然如果有台天线测试仪的话就完全不是问题了。
离线VK3ATA
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637
只看该作者 5楼 发表于: 2011-09-14
恭喜lz找到好天线,在高波段效果很好,特别是在20米,但不是多波段的,在低波段效果较低点,但加点功率还是可以的。
离线bd5ham
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1793
只看该作者 6楼 发表于: 2011-09-14
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恭喜lz找到好天线,在高波段效果很好,特别是在20米,但不是多波段的,在低波段效果较低点,但加点功率还是可以的。 [表情]
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谢谢vk3ata的回复,我看了些资料说sml天线 loop size 越大效率越高,但长度不能超过1/4波长, 多数建议用波长的十分之一。我做的这付 4.5米周长的天线20米波段表现还不错,在 40米波段 loop size 也有波长的十分之一,效果应该也还可以接受,有待于进一步测试来验证。但我不指望它在八十米波段或 160米波段的表现,理论上能工作,但效率过低,接收兴许还行。一般多波段 sml 建议不要跨两个以上的波段,可以这样安排,160米和80米公用一个 loop, 四十米和 20米公用一个loop 等。我觉得sml在低波段更有实用性,因为一般的天线需要很大的空间,多数人家里没这样的条件架设 160米或 80米的天线,但 sml 即使在八十米波段 loop 周长也只在十来米,只需要很小的空间,可以让我们圆个 low band 的梦想。
离线BH1MNM
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200
只看该作者 7楼 发表于: 2011-09-14
好天线,有时间俺也实践一下!
离线BG9TL
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3637
只看该作者 8楼 发表于: 2011-09-14
经典的东西了,好,支持diy!
离线VK3ATA
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637
只看该作者 9楼 发表于: 2011-09-14
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谢谢vk3ata的回复,我看了些资料说sml天线 loop size 越大效率越高,但长度不能超过1/4波长, 多数建议用波长的十分之一。我做的这付 4.5米周长的天线20米波段表现还不错,在 40米波段 loop size 也有波长的十分之一,效果应该也还可以接收,有待于进一步测试来应证。但我不指望它在八十米波段或 160米波段的表现,理论上能工作,但效率过低,接收兴许还行。一般多波段 sml 建议不要跨两个以上的波段,可以这样安排,160米和80米公用一个 loop, 四十米和 20米公用一个loop 等。我觉得sml在低波段更有实用性,因为一般的天线需要很大的空间,多数人家里没这样的条件架设 160米或 80米的天线,但 sml 即使在八十米波段 loop 周长也只在十来米,只需要很小的空间,可以让我们圆个 low band 的梦想。
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对,并且sml管经越粗效果越好,美国有人用卡车内胆复铜皮做的sml,网上有图片,非常跨大 ,至于低段我试过,对比80米的dp来说相差很大,有点象80米的车载天线的效果,是用我的朋友从德国卖了个80米的成品sml,直经2•5米来做对比的,当时试验时是在圈底部离地一米的支架上的,是原配的支撑,因太重无法再把它升高到没有金属影响的支架上比试,如果你能试一下更好,可以画句号了
离线BA4KP
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348
只看该作者 10楼 发表于: 2011-09-14
对架设高度有要求吗???
离线bd5ham
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1793
只看该作者 11楼 发表于: 2011-09-14
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对架设高度有要求吗???
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对架设高度没那么高要求,甚至可以贴着地面放置都能工作, 当然能放的高点肯定好了。见下面的照片:
离线BH1MCB
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217
只看该作者 12楼 发表于: 2011-09-15
来点细节图啊 老大
离线bg7mlv
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251
只看该作者 13楼 发表于: 2011-09-15
图上放倒了是不是成了高仰角天线啊???
离线BD5QCE
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14725
只看该作者 14楼 发表于: 2011-09-15
这种匹配的我没成功
离线bd5ham
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1793
只看该作者 15楼 发表于: 2011-09-15
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这种匹配的我没成功
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那应该是小环的尺寸的问题,屏蔽法拉第环稍微麻烦些,简单的话直接用电线绕个直径是大环直径 1/5左右的小环,两端分别接馈线的芯线和外皮就可以了, 见下图。如果 swr 比较高的话可以通过调整小环的尺寸或调整小环相对于大环的位置就能匹配。我没做成调整更转却更容易些的伽马匹配形式,主要是因为那要剥掉很长一段馈线的外皮,太麻烦。
离线bd5ham
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1793
只看该作者 16楼 发表于: 2011-09-15
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对,并且sml管经越粗效果越好,美国有人用卡车内胆复铜皮做的sml,网上有图片,非常跨大 [表情] ,至于低段我试过,对比80米的dp来说相差很大,有点象80米的车载天线的效果,是用我的朋友从德国卖了个80米的成品sml,直经2•5米来做对比的,当时试验时是在圈底部离地一米的支架上的,是原配的支撑,因太重无法再把它升高到没有金属影响的支架上比试,如果你能试一下更好,可以画句号了 [表情]
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好的,希望能后面能试验一下低波段的表现。我在 youtube 上看见一段国外 ham 80米波段 sml 和其它天线的比较,sml 的噪声明显低许多,即使接收信号强度没有别的天线那么高,但信号的可辨度应该更好。

上几张日本ham做的车载 sml,为了追求效率吧loop做的很粗大,看起来有点 funny
离线7600
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16242
只看该作者 17楼 发表于: 2011-09-15
靠,鬼子的可是真空可变!电动调的?看起来小巧咧
离线bh7peu
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876
只看该作者 18楼 发表于: 2011-09-15
09年的时候,我也做过这种试验,用空调的铜管,直径约80cm,大型空气可变电容,接收效果非常棒,20米波的发射效果与3.2米长的pac-12相当。
离线BD5QCE
发帖
14725
只看该作者 19楼 发表于: 2011-09-15
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那应该是小环的尺寸的问题,屏蔽法拉第环稍微麻烦些,简单的话直接用电线绕个直径是大环直径 1/5左右的小环,两端分别接馈线的芯线和外皮就可以了, 见下图。如果 swr 比较高的话可以通过调整小环的尺寸或调整小环相对于大环的位置就能匹配。我没做成调整更转却更容易些的伽马匹配形式,主要是因为那要剥掉很长一段馈线的外皮,太麻烦。
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非常感谢您的指导
当时随便试验了一下就放弃了,然后用伽马匹配一下成功就那么玩下去了。以后一定找机会按照你的方法试验玩玩。
谢谢