业余无线电爱好者实用手册-第17部分
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通的短暂时机进行通联。这个频段的波长较短,适合进行天线和电路的实验。现在更有这个波段的手持式对讲机的产品,使便携式移动运用成为可能。曾听说有HAM用3W小手机在自己的家门口就可以跟日本的电台进行联络,是多么神奇的经历啊。
8.2m频段(144。00~148。00MHz)
这是典型的VHF频段,是一个非常活跃的本地移动通讯频段。对这个频段的信号电离层基本不产生反射,电波以直射波视距传播为主,传输中遇到有大楼房或山体等,会产生反射波,因此,只能作为近距离的通讯,同时由于这个开展业余卫星通讯和月面反射通讯实验,进行远距离通讯。这个频段的天线是业余无线电爱好者制作率最高的,有各种高增益的定向和全向天线,有车载移动鞭状天线和小巧的手持机天线等等。
9.0。7m 频段(430。00~440。00MHz)
属于UHF频段,直射波传播比2m频段更甚,反射和折射现象比2m频段更明显,但同时空气的衰减比2m频段大,更不适合于作远距离通讯。在使用较长电缆时,开始要考虑电缆对信号产生的衰减。由于这个频段频率高,杂音小,兼各生产商竞相推出多款小巧功能齐全频段的天线可以做得比较小巧,可以设置在汽车上,因此,这个频段移动通讯非常活跃。为了解决通讯距离近的问题,很多业余无线电爱好者把转发台架设在高处,借助转发台差转信号,可大大增加通讯范围,爱好者只要用很小的功率和简陋的天线,就能和远地的电台QSO。在夏季等天气不稳定的季节,常会产生叫“大气波导”的异常传播现象 (见图12),电波在大气三层温度突变层间来回折射,衰减很小地传到远方。还有流星余迹反射和对流层散射等现象,也会使2m频段的电波超视距的传播。这个波段的电波可以穿越电离层,的车载电台和小手机,近年来也逐渐取代2m频段,而成为主要的本地移动通讯频段,再结合架设高性能的转发台,可以在当地构成一个良好的通讯网。这个频段可以开展流星余迹反射、对流层散射、月面反射和业余卫星通讯等通讯实验,尤其是近年来相继发射了几颗高轨道大功率业余无线电卫星,使通讯时间延长,跟踪容易,天线要求简单,设备要求降低,使利用卫星通讯变得容易,因而参加者众。为了适应移动通讯,这个频段的天线大多为垂直极化天线为主,许多厂家推出各种144/430MHz共用的双频段天线,方便业余无线电爱好者在两个频段之间通讯。
10.0。23m频段(1260。00~1300。00MHz)
这个频段基本属于微波频段,主要是直射波传播的形式,但是业余无线电爱好者却是利用这个频段进行流星余迹反射和对流层散射等的超距离通讯实验,另外,也有通过业余通讯卫星进行卫星通讯实验的。由于这个频段频率比较高,因此空气中的水汽和雨滴等会对电波产生衰减,同时,传输电缆和电缆插接头等的损耗也会很大。幸好由于波长短,容易用天线阵或抛物面天线等做成高增益的天线。由于这个频段的频带很宽,所以除了进行常规的通讯以外,还能进行业余数字通讯和业余电视通讯实验。
附件
2006…9…1 09:16
31。jpg (54。85 KB)
32楼
水平偶极天线的架设方法
天线有千百种唯独水平偶极天线(DIPOLE ANTENNA),简单经济,效率又高。
水平偶极天线标准情况下的阻抗是73欧姆,图一是标准的设立方法,天线的元件方向成一直线,两边的支柱可利用大楼或其它杆状物如竹竿代替也可以。当您的无线电设备操作的电波频率低时,若要架设一标准的水平偶极天线,就必须在较宽广的平面上来架设。这是都市最大的限制。但是,不一定要作成标准水平偶极天线,也可以驾成倒V型(如图二),如此一来面积长度就可以节省很多,同时也只需用到一根中心支柱。
水平偶极天线角度与阻抗的关系
水平偶极天线给电部角度为180度时的阻抗是73欧姆;从180度角度开始变窄,它的阻抗也会随之渐渐地下降。150度时是68欧姆,120度时是58欧姆,105时刚好是50欧姆,更窄的角度90度时是42欧姆,60度时刚降列23欧姆。
因此,如果用50欧姆的同轴电缆线作为天线的传输线时,150度的角度是最理想的。图三是水平偶极天线的角度离地高度与阻抗的比较。
从这个图表可知道;当水平偶极天线的角度一样,而天线的地上高度不一样时,也会有可能产生阻抗不同的情形。例如:您的水平偶极天线张开角度为120度时,天线的离地高度是0。56波长、0。73波长、1。15波长时(21MHz的情况是7。95米、10。37米,16。33米),这时候天线的阻抗却降到了50欧姆了。
要想架设一组高效率的水平偶极天线,就必须注意上列事项。除此之外。下列项目也请特别注意:天线元件尽量避免靠近电华配线和电力线。
天线主体四周如果离一般电线太近的话,不但会影响改变天线的阻抗,而且会产生电波干扰。一个波长以上的距离最理想,两者无法兼顾时,也请尽量避免天线元件和电线平行,而且利用一高一低或相互交叉之方式架设。在遇有钢筋水泥大厦、钢铁、和其它金属类的情况下亦有相同之影响,所以也请特别注意。
平衡与不平衡转换器(BALUN)的使用
水平偶极天线本身是平衡式(BALANCE)但同轴电缆线准却是不平衡式(UNBALANCE),粤迎接不平衡式的电缆线列平衡式的天线时,就需要使用到平衡与不平衡转换器,但是一般市售的转换器价格QI却比一组自制的简甲偶极天线价格高,在这种情况下,不用转换器也是可以的,只要上述事项都能够注意到,实际使用起来也没因问题。
水平偶极天线在调整时,可以先将天线元件的两端顶留30公分左右垂直悬着,再一边注意看驻波比表;一边一次剪掉3~5公分左右长度,一直到驻波比最低为止;这是最简单的调整方法之一。
架设倒V型水平偶极天线时,最重要的是要注意人身的安全间题。因为当无线电机发射时;水平偶极天线本身会产生高周波电流,而共两端的高周波电压最强。所以;若要架设此天线,请尽量架设在人身触摸不到的地方,这样才比较安全,或者请标示危险注意标志。
33楼
完全天线手册
天线是FM DX的耳朵,微弱的电波从天线经过馈线进入接收机,才能让我们听到远方电台的声音。一个接收系统的好坏,天线占了一半。我们希望天线能有高的增益,把微弱的信号变得响亮,我们希望天线能有一定的选择能力,把传呼台干扰和本地强台挡在外面,我们希望天馈系统尽量减小损耗,把每一微伏的信号都送到接收机的前端。
对于大多数使用便携式收音机来收听FM DX的人说,他们的天线也许只是收音机上的拉杆天线,这样的天线虽然简单方便,但是对于FM DX来说,无论如何是不够的,尽管拜电离层的恩赐,这样的天线系统也不是没有可能接收到DX信号。
我将介绍一些常见而且容易自制的天线,这些天线能够用我们日常生活中容易得到的材料制作。我会逐一制作这些天线,将制作的过程拍成照片,并给出尽可能详细的尺寸数据。尽管我在制作过程中会动用天线分析仪甚至是综合测试仪等设备,但是我将告诉读者不使用这些昂贵仪器的调试方法。至少,完全按照我的材料、尺寸总不会错。
电波
在讲天线之前,不能不先提一提电波。
我们制作天线的目的是为了捕捉电波,因此,在考虑天线的问题之前,绝对有必要先研究一下电波的问题。
FM广播波段,频率上是从87。5MHz到108MHz,对应的波长是3。4米到2。7米,一般称做3米波段,是VHF(Very High Frequency)的一段。这个波段以下,54MHz到87。5MHz是电视广播波段,以上,108MHz到136MHz是航空通讯波段。VHF波段的电波传播,主要有三种途径:
直接波
这是指从发射天线到接收天线之间,不经过任何发射,直接到达,电波就象一束光一样,所以有人称它为视线传播。视线传播这个名字也表明了这种传播方式能够传播的距离不远。这有两个原因,首先是电波从发射点出发,其能量是以幂级数递减的,而接收机要能良好地解调出广播,需要一定的信号强度。所以太远的地方,信号太弱,不足以解调。如果只是这个原因,那么拼命提高发射功率或增加接收天线的增益,也许就可以扩大收听的范围了。但是,还有一个重要的问题是,地球是圆的,在地球上任何一点发出的电波,按直线前进的方向,最终将离开地球射向天空。主要是由于第二个原因,一般地讲,地面上一个发射台发出的直线波,只能传播到70km远处地面上的接收处。如果双方的高度增加,那么这个距离还可以增加,但总是有限的。所以,70km,是本地收听的极限,实际上,由于山脉、丘陵、房屋的阻挡、反射,这个距离还要大打折扣,一般可以估计的距离是35km。
电离层发射波
这是指电波通过电离层的发射达到接收方。这里面的名堂很多。电离层本身是有多个层次的,支持短波(1。8MHz到30MHz)反射的电离层是F1和F2层。F1和F2并不是甘心反射所有的无线电波,它们能反射的最高频率是有限的,超过这个频率的电波完全得不到反射,而是穿过电离层射向太空。如果没有这个特性,那么通讯卫星就不可能存在了,通讯卫星就是在电离层外工作的。这个最高频率叫作MUF(Max Usable Frequency)。 MUF与很多因素有关,主要是和太阳黑子活跃程度以及季节有关。太阳黑子活跃,MUF就高,天气热,MUF也高。MUF最高能高到多少呢?一般在太阳黑子活跃期的夏天,MUF在20MHz到 40MHz之间,很少超过50MHz。在低的时候甚至会低到10MHz以下。但是在太阳黑子异常活跃的时候,MUF也有可能偶然达到100MHz。这时候,就有可能通过F层发射收到DX FM了。但是这不是FM DX的主要形式,FM DX主要是通过另外一个电离层E层。本来E层的出现是破坏F层,所以我们不妨记F层为Friend层,E层为Enemy层。但是Es层的出现,却会形成一个短期内密度极高的反射层。反射层的密度高,意味着能更好地反射电波。所以Es层开通的时候,DX电台的信号会异常地强。在6米和10米业余波段工作的业余电台都知道, Es层开通的时候,很小的功率,甚至5W,也有可能做DX联络。Es的开通,主要是提供了 800km以内电波的传播路径。由于信号很强,其实很多时候并不需要很好的设备就可以接收,需要的是耐心和运气。除了这两种反射,FM DX还有可能通过对流层反射和流星余迹到达你的接收机。
地波和大气波导
本来来说,理论上VHF是不存在地波的。但是无数的实践表明,VHF 也存在着某种程度的地波传播。所以我们能稳定地接收200km左右电台的信号。江苏和安徽两省的业余电台,每年国庆的时候都进行全省VHF移动通讯实验,也证明了VHF电波可以在200km左右的距离得到传播。大气波导是另外一种可能传播VHF电波的手段,不过人们研究得还不够多。
既然存在着这些可能,那么如何知道我收到的信号是以什么方式来的呢?一般来说,如果收到的信号来自70km以内的电台,基本上可以认为是直接波;如果是200km以内,而且信号稳定(不一定强),那么大概是地波;如果是800km以内,信号很强,但是极不稳定,而且偶尔才出现,多半是Es层传播;如果距离更远,信号很弱,大概是F层或其他形式的电离层传播了。
知道这些有什么用呢?用处在于帮助我们选择对天线的要求。比如,F层的传播有一个特点是越距,大约500km以内的电台是不可能通过F层的传播来的,这个距离内的电台信号只能以Es层来。就象在杭州想要接收台湾的FM电台信号,只能PNP(Plug and pray),等 Es层,那么天线就要考虑适合Es层的特点。
还有一个很重要的因素是极化方式,这是很容易被很多爱好者忽略的问题。电波的极化方式有三种:水平极化、垂直极化和圆极化。不管理论上怎么计算,简单的判断方法,就是看振子的方向,振子是水平放的就是水平极化,垂直的就是垂直极化,圆极化不用在 FM广播,可以不管。极化方式之所以重要,是因为要求发射方与接收方的极化方式必须一致,才能有好的接收效果。我国广播的极化方式是水平极化,所以,接收天线也应水平架设。如果极化方式不一致,会有10dB到20dB的损失。可是,经过电离