业余电台多波段定向天线

　　 ( 徐中庸 )〈返回首页〉〈返回上页〉〈关闭本页

业余电台是业余爱好者用来研究无线电通信技术 , 进行技术交流和训练竞赛的工具 , 通过业余电台的活动 , 无线电爱好者通过电波能交到很多朋友 , 能增进各国人民之间的交往与友谊。本文介绍的多波段定向天线能覆盖业余电台频率的三个波段 : 即 14 、 21 、 28 兆赫。该天线具有很高的定向性和增益。配合天线转台和方位控制器能有效地与世界各地的业余电台爱好者联系。本文介绍的多波段定向天线及方位控制器适合业余电台、学校等无线电爱好者制作。

多波段定向天线

由于八木天线具有方向性强、增益高、易匹配和容易制造的优点。三个业余波段的天线型式均采用三单元八木天线 , 如图 2 所示。定向天线由引向振子 D 、有源振子 A 和反射振子 R 构成 , 九根振子交叉排列组成多波段定向天线。字母下标数字表示该振子的工作频段 , 振子长度和间距尺寸均标于图上 , 单位毫米。考虑到天线较大 , 并且应该有良好的抗风防腐性。笔者采用铝合金管材制造。其中 A14 、  R14  、 D14 振子的中间段用φ 35mm 、壁厚 2mm, 长约 3m 的铝合金管。管子的两端套入φ 25-30mm; 壁厚 2mm 、长约 1.5m 的铝管。在φ 25mm 管子的端口上再套入直径为φ 20mm 的铝合金管。细管套入粗管之前 , 为了适合爱好者自制 , 避免机加工接头 , 可剪下厚度 1~1.6mm, 长宽为 200x70mm 左右的铝皮并卷成半圆筒状 , 将半圆筒状铝皮先套入粗管内壁上 , 在管口露出约 3-46m 长的一段 , 并用剪刀剪成梅花状 , 将梅花状铝皮翻入粗管口外用胶布扎紧 , 然后用木锤将细铝管敲入粗管内 ( 如图 4) 。这样加工时 , 粗细管能很好地结合 , 仔细检查振子的长度后 , 再在粗细铝管的结合部打几个小孔 , 用自攻螺钉紧固 , 然后剪掉翻入管口外的多余铝皮。实际制作时铝管的直径和长度并不要求严格 , 但要求管壁薄一些〈自重轻〉。粗细管相互套接时如间隙大则垫衬铝皮宽些或多一层。

  天线横杆亦用φ 50-6omm 的铝管制作 , 横杆长约 8.6m 。由于各振于中点是零电位 , 可与横杆直接连接。这样既便于安装 , 也利于避雷。振子与横杆连接固定时 , 最好裁厚 3mm 、 6ox15omm 的铁板或厚 5mm 的铝板或环氧板 , 按图 5 所示 , 用市售的 U 型螺钉紧固 , 以防天线在使用过程中振子移位。

该天线的有源振子 A 须经过图 3 所示的 T 型匹配器和 U 型电缆变换器后 , 才能与 50 Ω的同轴电缆 (SYV-50-5) 匹配再接入到收发信机去。 T 型匹配器的制作参考图 3 及表 1 。

匹配器与振子连接时 , 最好用铜皮或铝皮制成的夹子紧固 , 并用铜螺钉加弹簧垫圈夹紧 , 避免使用铁皮 , 以防电解作用腐蚀振子。改变 L1 的长度可改善天线与馈线的匹配。 U 型变换器用 75 Ω同轴电缆制作 ( 如 SDVC-75-5,SS-75-5 等 ) 。电缆芯线与铜编织网应该用锡焊接牢固。外部用塑料盒内灌环氧树醋或用塑料胶带包扎密封。保证馈电点导电良好 , 避免进水。 U 型匹配电缆应该用线扎牢在天线横杆上 , 以防风吹受损。

天线安装时 , 用一段长约 1m 的三角铁托住横杆中间 , 也可在立柱顶点与横杆两端用钢丝绳拉紧 , 以增加天线的抗风强度。为提高天线防腐性能 , 整副天线应涂刷防锈漆 , 延长使用寿命。

天线的引下馈线也可用常见的低损耗电视电缆。引下电缆应与横杆、立柱扎紧 , 避免天线作方向转动时电缆受缠而损坏。

　　 天线方向控制器

天线方向控制器采用有线遥控方式控制天线转台带动天线作 360 °方向控制。转台由电机和减速装置构成。转台旋转速度宜控制在每分钟 1 ～ 4 周内。转台内有一个电位器 W1 能与天线作同步转动 , 以指示天线的当前位置。有关转台内的电机和减速齿轮等 , 本文不再赘述。

方向控制器原理见图 1 所示 , 方向控制电位器 W2 安装在面板上 , 并刻上相应的角度 0 °～士 180 ° , 实用上往往将 0 °定为正北方向。方向指示电位器 W1 安装在转台内 , 在结构上应该与天线同步旋转。 W1 与 W2 应该相同。可以用 1OW 线绕电位器改制 , 利用原来骨架 , 另用电阻线绕在一块梯形薄胶布板上以得到近似对数特性和旋转角接近 360 °的电位器。使用对数特性的电位器能在全向范围内得到均匀控制的性能。如用普通对数特性线绕电位器 , 则最好在转台内有一组齿轮能将电位器 W1 的角度扩展到 360 °。

转动电位器 W2 到指定方向〈用角度表示〉 , 若指示电位器 W1 和控制电位器 W2 不在同一位置 , 则 A 与 B 之间输出一个正电压或负电压 , 该电压通过限流电阻 R5 、 R6 加到晶体管 BG1 、  BG2 的基极上。由不同极性的电压控制不同极性的 BG1 或 BG2 导通。使继电器 J1 或 J2 动作；从而开启电动机 M 的电源 , 并使之正转或反转。电机通过减速装置带动天线旋转同时也带动指示电器 W1 同步转动 , 天线转至规定方向 ( 角度 ) 时 ,W1 与 W2 处于同一位置 ,AB 端平衡 , 输出为零。 BG1-2 均截止 ,J 均断开 , 电机电源关闭 , 天线停止转动 , 达到控制天线方位的目的。实际上控制用晶体管的输入端是一个 PN 结 , 导遁时约有零点几伏的结电压。因此控制电位器 W2 与指示电位器 W1 总存在一个角度误差 , 并导致了控制灵敏度的降低 . 当这个角度误差小于天线的半功率角θ ( θ值往往大于 30 ° ) 时 , 并不妨碍实际控制的正确性。当然选择导通电压小的锗管更有利 , 该结电压愈小则起控灵敏度也愈高 , 其中 D5-8 是保护二极管 , 避免 BG1 、 2 在高电位状态下 PN 结击穿。 B1-B3 为氖泡 , 分别指示方位控制器的工作及左转、在转状态。将电路稍作改动后可用 LED 指示 , 以及驱动直流电机等。

〈返回首页〉〈返回上页〉〈关闭本页