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007一波长天线试制手记 [复制链接]

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18693
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2007-03-18
按照bg1cnv的专利资料和ba7gm的制作方法,我做了一条v段的一波长天线,设计中心频率146mhz。使用ft-60r手台、rsa-5uii功率驻波表进行测试和通联,效果非常好。

红色字体部分是完成后修改的。

第一步:
计算天线参数,馈线系数取:0.66 (第二根按照0.64取值,但焊接时又放大了一点),铜导线系数取0.96
中间间隔 20 mm
1/2波长芯线:300 / 146.000 / 2 × 0.66 = 0.6781 m = 678.1 mm
1/4波长屏蔽网:300 / 146.000 / 4 × 0.96 = 0.4932 m = 493.2 mm
天线总长度:2 × 493.2 + 20 = 1006.4 mm
从中点起至导入环:678.1 / 2 = 339 mm

第二步:
准备材料,取50-5馈线,下料长度1020mm。

第三步:
制作引出线接头,两接头之间相距20mm。在馈线下料长度的中点划线,从中点起分别向两侧各量出10mm划线,在这两个位置上切开并剥去绝缘层,然后在中点切开屏蔽网,分开屏蔽网并拧成两个接头。

第四步:
制作导入环,两导入环之间相距678.1mm。从中点起分别向两侧各量出339mm划线,切开外绝缘层、屏蔽网、内绝缘层直到芯线,将导入环位置以外的绝缘层等向外拉开一点。取一段直径0.3mm左右的漆包线,磨去漆层上锡,在芯线上绕2-3圈,并与芯线焊住,注意不要让这段线与切开的屏蔽网短路。从馈电点开始量出493mm,剥开绝缘层,露出屏蔽网,将漆包线焊在屏蔽网上。

第五步:
完成最后工序。焊上馈线,找个支撑杆将天线固定。

第六步:
调试。分别修剪天线两侧,以调整天线谐振频率。
首先将手台设置146.000mhz、0.5w低功率发射,然后接上驻波表,将天线固定在室内。第一次测量swr=4,当时汗就下来了,反复试了几次,swr均为4。于是开始担心机器,接上u段天线在438.5上测试,一切正常。
因为收不到任何信号,所以怀疑问题出在馈线上,断开连线后检查,果真是馈线在靠机器一侧短路,真不好意思,焊接头的手艺不过关,居然焊短路了。随后找出以前焊的一根无问题的馈线接上,收到各种信号。开始调试,驻波表指示为3,于是,拿起老虎钳照着天线的一端狠狠剪下10mm,swr立即降到2.5,然后在另一头剪去0.5mm,驻波继续下降。依次修剪,每次修剪0.5mm左右。直到swr达到1.5,然后再修剪也不下降了。在修剪的过程中发现中点两侧的长度要成比例,否则swr不降反升。
改为中功率2w发射,swr=2.5,大功率发射swr接近3。由于天线已经修剪到960mm了,所以没敢继续,准备请教bg1cnv后再继续修剪。

第七步:
通联。先试了一下接收,主要是石景山附近的友台,信号清晰。将天线伸出室外收到的信号就更多了。
在145.100上开始呼叫,立刻收到bg1wqn的回应,给出的信号报告59,我收到bg1wqn的信号为54,非常清晰。这就出乎我的意外了,因为我所处的位置是石景山,住4楼,天线用窗帘杆吊着伸出南侧阳台,南北两侧有12层高楼。平时用手台原配天线或u段的协会大圈天线也就收到四环路附近的友台,呼叫没有进入过五环路以内。原本以为bg1wqn也在石景山附近,因为他的信号与石景山友台的信号一样,谁知bg1wqn的qth是天坛西门。这次居然用5w功率呼叫到天坛一带。

调试中要注意:
1.每次修剪长度后,切口处芯线与屏蔽网容易发生短路,一定要排除短路,否则swr值上升。
2.修剪是有一定规律的,两端要对称,芯线与屏蔽网分别修剪可得到不同的结果。
3.修剪到最后时,一定要少剪,1mm的修建量也会影响swr
4.导通环从芯线引出来的部分,千万别和该部位的屏蔽网短路,否则就成了我做错的那种天线了


制作中有可改进的地方:
1.中部的引出线最好不要用屏蔽网拧成,做个卡子,调试完了焊上。我在调试过程中因为来回移动修剪,连接线断过。
2.可以将导通环那一部分做成可调节的,就是将连接芯线位置的那一部分电缆的内外绝缘层和屏蔽网切去10mm左右,以调整导通环的位置,切断的屏蔽网用一根或几根粗一点漆包线焊在一起。

几点感受:
1.这个天线效果相当好,制作也简单,可以很方便地做成一个车载天线。
2.计算的时候,那两个系数选多少合适要好好想一想。如果导通环做成可调的,则不必过多考虑,参照手册就行了,不过现在市场上的电缆阿猫阿狗都有
3.没钱买天线分析仪的贫下中农做天线,那就是自己跟自己较劲儿!

最终数据:
1/2波长段:658mm,1/4波长段:452mm,馈电点间距:16mm
天线总长:950mm,功率1:5w(实测4w),功率2:5w(实测4w)
v段:
频率 swr 强度
140 1.5 2.2
141 1.5 3.6
142 1.5 4.3
143 1.4 5.0
144 1.2 6.7
145 1.1 6.6
146 1.2 6.7
147 1.4 6.5
148 1.6 6.0

u段:
频率 swr
430 1.8
431 1.7
432 1.6
433 1.5
434 1.35
435 1.2
436 1.1
437 1.1
438 1.15
439 1.2
440 1.3
441 1.4
442 1.5
443 1.6
444 1.9
445 2.0
446 2.2
447 2.6
448 2.6
449 2.1
450 1.7
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18693
只看该作者 1楼 发表于: 2007-03-18
做好后的天线在室内的靓影
干活干的手直抖,一楼照的不清楚。等天线调好了再上最终成品。
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18693
只看该作者 2楼 发表于: 2007-03-19
今天继续调整天线,由于想做车载天线,又把昨天焊短路的50-3馈线拿出来重做,因手太潮这接头鼓捣了半天,还得请那位师傅抽空给讲解一下馈线接头的制作工艺。

天线原尺寸没变,将原来50-5的馈线换成50-3的馈线后,swr居然下来了,高功率发射swr在2左右。通过查找发现再142.500~142.750范围内swr=1.35,我想天线长度可以继续剪短,于是我以每次5mm的长度开始修建,测得的swr数据如下:

天线长度:955mm,5w功率发射(实测4w)
142.000:1.15
142.500:1.20
143.000:1.35
144.000:1.80

天线长度:950mm,5w功率发射(实测4w)
143.000:1.20
146.000:1.80

天线长度      945mm
频率      5w      2w      0.5w
137      1.35      1.20      1.25
138      1.80      1.40      1.35
139      2.00      1.50      1.40
140      1.80      1.40      1.35
141      1.30      1.20      1.10
142      1.00      1.00      1.00
143      1.80      1.20      1.15
144      1.70      1.40      1.20
145      1.90      1.50      1.40
146      1.60      1.40      1.30
147      1.15      1.10      1.05
148      1.40      1.25      1.15
149      2.00      1.50      1.40
150      2.20      1.60      1.50
155      2.50      1.80      1.60
170      2.80      2.00      1.70

天线长度      天线长度940mm
频率      5w      2w      0.5w
137      1.11      1.10      1.05
138      1.40      1.28      1.05
139      1.80      1.40      1.20
140      1.60      1.40      1.31
141      1.60      1.20      1.30
142      1.21      1.20      1.11
143      1.35      1.20      1.15
144      1.90      1.50      1.40
145      2.20      1.70      1.50
146      2.00      1.50      1.40
147      1.40      1.50      1.20
148      1.50      1.25      1.20
149      2.10      1.30      1.21
150      2.80      1.65      1.50
155      2.90      2.00      1.75
170      3.00      2.00      1.90

天线长度      935mm
频率      5w      2w      0.5w
137      1.4      1.3      1.2
138      1.9      1.5      1.4
139      2.2      1.6      1.5
140      1.9      1.5      1.4
141      1.25      1.2      1.11
142      1.04      1      1
143      1.4      1.2      1.16
144      1.6      1.4      1.3
145      1.8      1.4      1.35
146      1.5      1.31      1.25
147      1.1      1.08      1.03
148      1.35      1.2      1.15
149      1.7      1.42      1.35
150      2.1      1.51      1.48
155      2.3      1.8      1.6
170      2.8      2      1.7


天线长度      930mm
频率      5w
137      1.48
138      2
139      2.1
140      1.8
141      1.2
142      1.1
143      1.35
144      1.5
145      1.7
146      1.5
147      1.1
148      1.3
149      1.75
150      2
155      2.4
170      2.8

天线长度      920mm
频率      5w
142      1.18
143      1.45
144      1.6
145      1.5
146      1.4
147      1.12
148      1.3

天线长度      915mm
频率      5w
142      1.15
143      1.2
144      1.35
145      1.6
146      1.5
147      1.2
148      1.2
           
从数据表中可以看出,无论怎么修剪,swr最小的地方始终在142mhz附近,剪短天线1/4波长部分,主要是改变142mhz两端频点的swr分布情况。在最后一次修剪后,天线长度已经是915mm,在144-148mhz范围内swr均不超过1.6,所以,先暂停修剪,仔细分析一下。请大家帮着参谋一下,看看我的认识是否正确:

1.swr的大小分布随着频率的变化存在着波峰和波谷,如果继续修剪,可以将145mhz上的波峰移出业余频段,虽然我的机器可以在170mhz上发射,但是因为发射频率超出限制而且天线的swr严重变坏,不准备使用业余频段以外的频率。

2.应该修改一下1/2波长部分,因为天线总长或者说是1/4波长部分已经严重背离计算值,按照1/2波长段的计算公式,馈线的系数我还是取大了,应该<0.66。

3.这个天线的中心频率是142mhz?

测试中发现,在同样条件下,水平放置比垂直放置swr值略大一些。
由于是头一次做天线,理论知识、制作水平、必要的仪器都不足,请各位老师多多指点。先做到这里,回头把1/2波长段缩短一点再做一根对比一下。
离线zly
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10070
只看该作者 3楼 发表于: 2007-03-19
我要场强变化数据,不要驻波数据。
在线BG1TRP
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18693
只看该作者 4楼 发表于: 2007-03-19
'
我要场强变化数据,不要驻波数据。
'
实在惭愧,我手里没有场强计,测试的时候就我一台机器。看来需要有做这个天线的朋友一起来研究了。
记得以前杂志里有简易场强计的制作,我记得是感应线圈+检波电路+微安表,回头找出来做一个。那位老师有现成的图纸提供一下。谢谢!
离线viewsonic
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105
只看该作者 5楼 发表于: 2007-03-19
用户被禁言,该主题自动屏蔽!
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18693
只看该作者 6楼 发表于: 2007-03-20
'
请教楼主.怎么知道增益呢?是计算还是测量.另外看其他资料感觉导入环地方外面的外屏蔽层和芯线不该连接.
'
抱歉,这个天线是bg1cnv发明的,我只是按照资料制作。因为我没有v段天线,所以首先解决温饱问题:做一个可以用的天线,保证最低限度的通联需求;然后再奔小康方向发展:提高天线性能,测量天线参数。
天线增益的问题您得请教bg1cnv了。
关于导入环外层屏蔽线与芯线的连接问题,我理解是要在导入环的位置连接起来,否则无法形成一个完整的1/4波长振子。在测试的过程中发现,如果端部的屏蔽网和芯线短路了,则无法收发信号。不知道我理解得是否正确。
在线BG1TRP
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18693
只看该作者 7楼 发表于: 2007-03-20
昨天晚上重新作了一根1/2波长段缩短了的天线,尺寸如下:
1/2段长度:656mm,1/4段长度:494mm,导入环距中点位置:330mm。下料长度:1030mm。
搭了了个简易的信号检测装置,测量输出端的电压,以检测发射信号的相对强度。下表中的强度为输出端电压值,功率为当时功率表显示的发射功率值。

天线长度:1030mm
频率 swr 强度 功率
140 2.5 10.7 2.0w
141 2.0 13.7 1.5w
142 1.4 13.2 1.0w
143 1.6 13.6 2.0w
144 2.1 10.4 2.0w
145 2.5 10.0 2.0w
146 2.4 12.3 1.0w
147 1.5 21.6 1.0w
148 1.6 11.3 1.5w

天线长度:1020mm
频率 swr 强度 功率
140 2.2  8.0 2.0w
141 1.9  9.6 1.0w
142 1.3 16.0 1.0w
143 1.5 12.3 2.0w
144 2.0  9.3 2.0w
145 2.4  8.6 2.0w
146 2.1 10.4 1.0w
147 1.4 16.3 1.0w
148 1.6 10.6 1.5w

天线长度:1005mm (两端1/4波长段不对称)
频率 swr 强度 功率
140 2.1  8.3 2.0w
141 1.5 11.0 1.5w
142 1.1 14.7 1.5w
143 1.4 13.9 1.8w
144 1.8  9.9 2.0w
145 2.0  9.1 2.0w
146 1.8 11.0 1.5w
147 1.3 17.6 1.5w
148 1.3 11.7 1.5w

天线长度:99mm (两端1/4波长段不对称)
频率 swr 强度 功率
140 2.2 11.0 2.0w
141 1.7 13.4 1.5w
142 1.2  0.3 1.0w
143 1.6 19.2 2.0w
144 2.0 12.0 2.0w
145 2.0 11.3 2.0w
146 1.6 15.0 1.5w
147 1.1 11.5 1.0w
148 1.4 16.0 1.5w

天线长度:985mm (两端1/4波长段不对称)
频率 swr 强度 功率
140 1.6
141 1.6
142 1.2
143 1.5
144 2.0
145 2.0
146 1.5
147 1.1
148 1.3

天线长度:980mm
频率 swr 强度 功率
140 2.0 10.4 2.0w
141 1.5 12.4 1.5w
142 1.1 21.0 1.0w
143 1.4 17.9 2.0w
144 1.6 11.9 2.0w
145 2.0 11.2 2.0w
146 1.8 14.0 1.5w
147 1.2 34.1 1.0w
148 1.3 14.6 1.5w

天线修剪到980mm时,将20m长的50-3馈线改为以后实际使用的长度6m,重新接上机器后,swr居然增加,达到了3。 而且在将原来盘绕着的20m馈线展开后,swr也有所上升。
接上6m馈线后,将馈线在靠天线一端按直径100mm绕6圈后,swr由3降为2.5。至此,已到凌晨2点。
因为为生活所迫,白天还要上班,加上swr突然上升,已经晕菜,只好作罢。
请各位老师指点一下,到底发生了什么问题?谢谢!
离线viewsonic
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105
只看该作者 8楼 发表于: 2007-03-20
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离线viewsonic
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105
只看该作者 9楼 发表于: 2007-03-20
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在线BG1TRP
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18693
只看该作者 10楼 发表于: 2007-03-21
'
驻波和环境有关系,是否先将环境因素排除掉.
'
今天我分别将天线放在室内、阳台、阳台外进行了测试,差别很小。所以,这个环境里的金属件就是铁窗框和封阳台的铝合金构件了。在室内,天线距离铁窗框>1m在阳台外,天线距离墙体1米。
在线BG1TRP
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18693
只看该作者 11楼 发表于: 2007-03-21
'
天线的输出组抗你计算了吗?是否和馈线匹配?这对驻波影响也有些.
'
天线的输出阻抗我没有计算,发明者的资料表明天线阻抗是50欧。今天在天线的输出端加了个u型短路环看了一下,swr增大。
回头找找资料,计算一下。
另外,现在买的馈线也说不准。
离线bg4wcu
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350
只看该作者 12楼 发表于: 2007-03-21
有点不爽!还有点别扭!所有值细细品味一下整体变化相当复杂!不平坦!变化约有点过大!我不管你采用何种方法,获得的参数都会有一定的价值!每一种都是相对来讲!驻波也一样!测试环境也要考滤!毕竟它是要辐射的是电磁波!!而且是广阔的空间,不是你的房间.每一个不同部分的反射影响都会掺进去!天线附近的近区场一般都很强!这就是厂家为何要建电磁屏蔽房的一种原因!希望您早日成功!喜乐与您分享!73!
在线BG1TRP
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18693
只看该作者 13楼 发表于: 2007-03-21
'
所有值细细品味一下整体变化相当复杂!不平坦!变化约有点过大!
'
确实如此,做第一根的时候就发现swr变化曲线无规律可循,原本想将swr波谷区域修剪到144-148mhz就是它了,现在改了馈线长度却得到如此结果,很困惑。我想还有一些因素没有考虑到。
在测试中可以看出,不同的频点电台的发射状态有变化,在相同的设定功率下,实际发射功率随发射频率变化,这点对数据变化曲线应该有影响。
有一点可以确定,在swr<1.2的时候,在天线上测到的感应信号最大。
在测试天线的同时,我也看了一下发射时的电流,1.6-2a左右,swr大的时候电流大一点,这应该是在正常的范围。
缺少仪表测试天线的确很痛苦,主要是看不到问题的根源。
谢谢您鼓励!
73!
在线BG1TRP
发帖
18693
只看该作者 14楼 发表于: 2007-03-21
'
所有值细细品味一下整体变化相当复杂!不平坦!变化约有点过大!
'
确实如此,做第一根的时候就发现swr变化曲线无规律可循,原本想将swr波谷区域修剪到144-148mhz就是它了,现在改了馈线长度却得到如此结果,很困惑。我想还有一些因素没有考虑到。
在测试中可以看出,不同的频点电台的发射状态有变化,在相同的设定功率下,实际发射功率随发射频率变化,这点对数据变化曲线应该有影响。
有一点可以确定,在swr<1.2的时候,在天线上测到的感应信号最大。
在测试天线的同时,我也看了一下发射时的电流,1.6-2a左右,swr大的时候电流大一点,这应该是在正常的范围。
缺少仪表测试天线的确很痛苦,主要是看不到问题的根源。
谢谢您鼓励!
73!
离线BG9ADQ
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1425
只看该作者 15楼 发表于: 2007-03-21
我怀疑是balun的问题。不平衡怎么转平衡?另外,线长当然swr小——反射功率都衰减完了。
在线BG1TRP
发帖
18693
只看该作者 16楼 发表于: 2007-03-21
'
我怀疑是balun的问题。不平衡怎么转平衡?另外,线长当然swr小——反射功率都衰减完了。
'
balun:发明者的资料没有提到,但是从实际情况看,馈线饶了几圈后(相当于balun吧?)后swr确实有所下降,回头做一个balun试一下。您能提供一下balun的参数吗?
线长当然swr小:一语捅破窗户纸。
谢谢!
离线憨五弟
发帖
1075
只看该作者 17楼 发表于: 2007-03-21
参观学习一哈,有空自己也做一个
离线BG2AHS
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452
只看该作者 18楼 发表于: 2007-03-21
din yi xia
离线BG9ADQ
发帖
1425
只看该作者 19楼 发表于: 2007-03-21
馈线绕几圈当balun,经常见到。我在做4单元u/v双段天线及j-型2米天线时,都用它。这种八仑被外国人戏称为:穷人的八仑。