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城市高楼160米、80米全尺寸全波段环状天线(LOOP)架设全过程及思考 [复制链接]

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离线bg5fri
 
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 9小时前
目录:
一、前言
二、谋划
三、两楼之间的80米Loop天线架设
四、80米LOOP调试与思考
五、四个楼之间的160米Loop天线架设
六、160米Loop调试与思考
七、工程实施细节:振子、拉线、绳结、横渡、安全
八、总结:城市受限空间短波天线架设的思考


一、前言

BH5BSX是我十年前的呼号,因为各种原因一直没有时间玩,因为没有年审,呼号被收回。最近略有得闲,准备重新开玩业余无线电,顺便给刚刚开始上初中的儿子也种下一棵探索电磁波的种子。在车后备箱拿出十几年前买的八重洲FT-7900,发现手咪线都脱胶来,手一捋掉下一地老化的塑料,据说这是正品的特征之一。

既然要重新开玩,就地重新申请呼号,于是乎非常幸运地得到了我的新呼号:BG5FRI, Friday, Free,各种含义,比老呼号更合我意。A证考了十几年,关于业余无线电的知识几乎小白一个,天线类型、馈线规格,统统不懂。于是请教了BG5BEO,买了一条2.4米的玻璃钢GP天线,用一根50-7的馈线拉到楼顶,算是正式重新开玩。在V端上直频开心滴玩,还收到来人生第一张QSL卡,来自BG5DNQ,一个非常优秀的初中生。还跟BG5DLO、BG5FRH、BG5EFA等火腿学习SSTV、APRS等。

都说玩无线电最后是玩天线,后又在BG5ETL的引荐下认识了BA5CJ、BD5BNM、BG5BRG等大佬,买了一个nanoVNA天线分析仪,开始准备自己做天线玩儿。某一天,跟儿子一起,用家里的废木料和几根铝杆做了人生中第一个自制V段6单元八木,发现原来这么好玩。

玩了一段时间V段,感觉不过瘾,再加上没有中继台,通来通去就本地几个有台。感谢BA5CJ提供的信息和BA5ABC的帮助下,成功考取了B证。B证考完在等证的过程中,成功在屋顶完成了20米、15米波段的倒V天线架设,并购买了第一个短波电台IC-7300。

然后,就是学习使用WSJT-X、JTDX、LOTW等软件平台的使用,从FT8开始享受全世界的乐趣,短短不到一个月就完成了50多个DX区域的通联。


二、谋划

但是,目前玩来玩去只是停留在10、15、20、40等几个波段,什么时候拥有一个160米、80米波段的天线,一直是心中的执念。

因为大环境影响,我所住的小区目前入住率很低,我所在的楼27层一层3户,总入住户数不到10户。我想着,能不能大胆一点,一小区的楼为支撑点,做一个超大的环形天线。

心里有了这个念想之后,每天有空就在小区里溜达,想着怎么弄一个环形天线,垂直的,还是水平的?三角形的?还是四边形的?馈电点在哪里? 不同形状的环形天线又有什么样的表现特性?



于是乎,在《天线手册》的指导下,恶补天线基本原理,天线结构、材料、传输线和阻抗、驻波比等基础知识。边学边玩,边玩边学,虽然很多知识还是一知半解、缺乏系统性,但总归是知道了些皮毛。

后来,又安装一个EZNEC天线模拟软件,一开始怎么也摸不着头脑。只知道看模版里几个天线的波瓣图、SWR,不知道如何自己设计模型。横下心,仔细啃了啃EZNEC的手册,总算搞了个一知半解,至少可以自己设计不同类型的天线了。


[ 此帖被bg5fri在2025-11-13 10:05重新编辑 ]
离线bg5fri
只看该作者 1楼 发表于: 9小时前
二、80米LOOP实施

经过比较不同的方案,因为有楼的遮挡, 垂直架设LOOP效果不好,水平是最佳的。
正方形的,辐射全向性比较好。长方形对角线波瓣比较强。
馈电点在一边的中心位置与在一个角,在不同波段也不一样。

最后,1.0版准备采用长方形、短边中心馈电的方案。这个长方形段环形天线,就准备架设在我所住楼与西边楼之间。

确定了天线的方案之后,下一步主要就是确定振子材料、传输线和实施方案了。

1. 振子材料选择

我首先考虑的是,振子的导线要很轻、很细、又很牢。因为架空在小区两个楼之间,要尽量考虑隐蔽性。BA5CJ推荐了镀锡特氟龙,于是就在网上找阿找,找到了0.12平方毫米的导线。又考虑了一下线的颜色,经过咨询AI,说灰色是最佳的隐藏色,而且不能有反光。于是就愉快地下单了,买了两捆100米的,静候快递送上门。

2. 拉线的选择


这个环天线,需要拉线固定在两个楼之间。这个拉线,也是要又轻又细又牢固。 一开始,考钢丝线、尼龙线、风筝线、尼龙线,后来又咨询了AI,说有一种线叫大力马线,又轻又牢,比尺寸的钢丝绳还有强几倍,重量轻几倍。于是乎,买了一卷300米0.55mm直径的,同样选了不显眼的灰色系,果然非常给力。

3. 拉线与振子的连接固定


特氟龙镀锡线这么细、大力马连接线也这么细,连接处需要加固,防止在拉力之下,大力马连接线把振子线割断了。网上卖的绝缘子,又贵又重,太显眼。

想来想去,用啥好呢? 又绝缘,又轻,又能保护振子线?

当时想到的有:那种口服液用的硬硬的吸管剪一段套在连接处?大小也差不多。 想到要从这么长的线上套过去,放弃了。

后来,网上看到一种很小的凹槽滑轮,直径不到1cm,果断买下(不过最后实施时考虑到还是太重了,换成了黑色电胶布绕几圈,不过也就此留下了隐患,这是后话。)

4. 实施准备——横渡溜索准备


在Google Earth上测量,两个楼之间距离约50米。 每个楼都是27层,总高约80米。如何把天线拉到对面的楼,又不会吸引来太多的目光,着实是一个难题。

一开始想到无人机横渡,被儿子立马否决了。我那个自重才250g的大疆air 4似乎也承受不了这么大的重任(虽然在2.0版实施的时候,还是发挥了巨大的作用)。

后来定下来的计划是,先拉一根线,再架设一个滑轮溜索,方便运输导线到对面楼。具体步骤如下:
  • 1. 先在对面楼上垂下一根尼龙线。楼顶28楼,到楼底长约80米,横风很大,一开始只拴了一个螺帽,被风吹得像风筝一样飘。收回来,又加了配重,紧挨着墙体凹进去的位置放下,期间还是多次被风吹飘,多次尝试,总算落地。 赶紧下楼,将落地的线头绕在石头上压住备用。
  • 2. 跑到另外一栋楼楼顶,故技重施,也放下了一根尼龙线。有了先前的经验,这次比较顺利。
  • 3. 回到地面,用一根线横跨草坪和道路,将两根垂直落地的线接起来。过道路的时候要搞个小石块把绳子压住,防止绊倒人。收紧线路的上空,有几根树,直接绕过,防止收紧时被树枝挂住。
  • 4. 准备完毕后,以最快的速度跑到楼顶,迅速把绳子收紧。心跳那个快啊。
  • 5. 最后顺利在两个楼之间横拉了一根临时线。
  • 6. 下一步,就是用这个临时的线作为牵引,布置一个滑轮溜索,用于后续在两个楼之间运送天线振子。待滑轮、大力马绳(超细、又超耐拉)到货后,利用原有的临时尼龙线轻松布置了两个楼之间的溜索,为后续布置LOOP天线做好准备。


5. 实施准备——振子整理


80米的导线是很长的,要提早整理好才能进行横渡。

根据两个楼的宽度和距离,最终确定使用宽12米长28米的矩形长度,以此为准,做好线缆的整理和连接点的定位。

把客厅和房间的门打开,在地面上标注出10米长度的距离,在一张桌子上标注出1米的距离。就这样,在家里把特氟龙镀锡线整理长12米、12米、28米、28米四段,再上剩余部分作为平行传输线的部分。每一段每一边的导线单独捆扎成一段,这样不会乱。矩形四个角的位置和两个馈电点的位置。做好,用电胶布做好保护(留下了隐患,后面再说),以方便捆扎连接线。

6. 正式架设与初步调试
  • 把整理好的线缆在屋顶平铺开,防止横渡过程中出现打结。
  • 对边的12米短边先不解开,防止横渡过程中出现打结。
  • 预留足够长的连接线(天线长边只有28米,两个楼之间凌空横渡距离50米,两遍的预留连接线都要打到25米以上,确保可以灵活调整。
  • 连接线一端在振子连接处固定好,一般推荐使用渔人结。 另一端提早固定在屋顶避雷铁条上,防止在横渡过程中滑落。 连接线也要提早整理好,在屋顶平铺好,防止打结。 振子线要保持一定距离。
  • 将对端的两个固定端及短边线,使用双套结绑在溜索上。逐步往对面运送。
  • 运送过程中,要注意振子不要打结。后期因为振子导线自重的原因,振子导线会自动滑去,要注意控制速度,防止打结或拉断。
  • 待对端的两个固定端和短边线完成横渡之后,做好这一端两个角的固定(放20米连接线)。
  • 到对面楼顶完成固定和短边振子的拉伸。同样要注意预留足够多的连接线(至少20米),过程中要时刻做好并做好连接线另一端的固定,防止振子掉落。
  • 待对端固定好之后,回到馈电点这一端, 将连接线和馈电平行线收紧至预定的长度(离墙约5米)。
  • 重新回到对面楼顶,收紧连接线,尽量让天线振子保持水平。
  • 回到本楼楼顶,测试天线。
  • 发现80米段的中心频率过低,调整馈电点位置(矩形环内长度缩短12米(两端各6米)。
  • 带中心频率基本准确后,微调阻抗和驻波比(通过调整馈电点距离、平行线段间距)。

经验:现有连接点只用电胶布绕着振子导线防止损伤,但定位不牢固,容易滑动,造成了后续矩形形状的变化:长边变长、短边变短、面积变小、效率变差。后续改进方案:设法使连接点的位置不会滑动。(如在长边增加一个连接点连接的绳子,以确保长边不会变长)。 电缆不能打结,要不然容易断。

[ 此帖被bg5fri在2025-11-13 09:54重新编辑 ]
离线bd4lb
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3778
只看该作者 2楼 发表于: 8小时前
一定要注意安全!
1:自身的安全。
2:邻居们的安全。
天线振子的抗拉强度,是不是足够?
在27层的高楼,风阻要考虑一下。千万不能产生高空坠物。

3:鸟类的安全。
天线振子太细,飞行中的鸟类,看不见的话,有可能割伤它们。