端馈天线匹配盒的制作与实验

2019年11月22日    22:00    热度:2087 dbw     0 条响应   |  业余无线电 -> 天线

一、为什么要选择便携式天线

        随着社会主义新农村建设进程的加快,当前在农村电磁环境已经变的十分糟糕,电波接收环境异常恶劣,对于频率上出现的电台经常是“只闻其名,不听其音”。无奈情况之下,我们只有选择到户外架设电台。而很长一段时间以来,野外架台受到天线架设方案的影响:

1、便携式小环天线效率低(尤其是针对正处于传播低谷期的40米);

2、双波段倒V天线效率高,但是每次都需要携带支撑杆,而且安装支撑杆也耗费时间;

3、PAC-12垂直式便携天线,架设好以后切换波段、调整驻波十分的麻烦。

综上所述,选择一款携带轻便、架设方便、效率高的天线已经迫在眉睫。

二、什么是端馈天线

        端馈天线英文名:End-Fed Dipole,电气长度一般为1/2波长,与偶极天线相比,馈电输入点从振子中间移到了末端。由于1/2波长振子两端的电压高而电流小,因此阻抗非常高(约2000欧左右),这么高的阻抗与发射机的50欧阻抗不匹配,所以,使用端馈天线需要阻抗匹配电路,也就是我们通常所说的天调。

三、电路原理

阻抗匹配部分:

        经过网上搜集资料和方案对比,最终选择图中的制作方案,工作振子长度定在了20米(相对于80米为1/4波长,40米为半个波长,20米为1个波长)。从图中可以看出,当波段开关位于80米时,线圈L被短路,振子相当于 1/4波长直接参与发射;波段开关位于40米时,动触点没有和线圈接触,利用整个线圈L和电容C组成“倒L”型阻抗变换网络匹配发射机,其他波段也是如此。

功率检测部分:

        射频信号从T1初级流过时会在次级产生感应电压,然后经过C1、C2、R1、R2、D1、D2组成的分压、检波网络后分别在A点、B点取出反射电压和直通电压,驱动电流表读数。

四、制作过程

        波段开关选用的是单刀12掷连续式开关。线圈L的骨架采用的是1寸(直径3.5厘米)粗的PVC管,长度约3.5到4厘米,然后用直径1mm的漆包线间绕30圈。前20圈每隔3圈拉一个抽头出来,后10圈每隔1圈拉一个抽头。原图纸中电容C的容量为80P,耐压1500V左右。身边只有68P的电容,实验过程中发现,容量为220P(2个电容器并联)左右时基本可以覆盖80米、60米、40米、30米、20米、17米、15米、12米、10米和6米这10个波段。T1采用FT37-43型磁环,初级用1mm漆包线贯穿其中,次级用0.5mm漆包线绕10圈。D1、D2为检波二极管1N60,开关K1用来切换输出功率和反射功率,整个电路装好后只要电气接触良好,无需调试,直接成功。

选好的无件以及大至布局

1寸粗的PVC管,当L的骨架

1寸粗的PVC管,当L的骨架,并用锯条开了线槽

绕制完成的效果,手边没有漆包线,用的电话线中的铝线。

绕制完成的效果,手边没有漆包线,用的电话线中的铝线,后来试验过程中发现这种铝线在承受100瓦功率发射时会严重发热,强烈建议用漆包线绕制。

初步完成后的效果

    初步完成后的效果

T1的制作方法

T1的制作方法,实验过程中发现绕10圈左右合适

功率检测电路

功率检测电路,手边没有万能板,所以只能以纸板替代,效果还可以。

制作完成后的内部整体效果图

制作完成后的内部整体效果图

数据与元件参数:

    C:220P

    C1、C2:10P

    C3、C4:100P

    C5、C6:0.01μ

    D1、D2:1N60

    R1、R2:51Ω

    R3、R4:10K

    VR:20K

最终的效果图

五、使用效果

        使用时先将电台与匹配盒和振子连接好,然后分别旋转波段开关和微调可变电容,使电台底噪最大,然后把驻波检测开关拔到反射功率档,发射一个小功率信号,再微调可变电容,使反射功率最小即可。振子相对于80米波段为1/4波长,因此工作时需要连接至少5米的地线。一旦固定振子长度可以给波段开关和可变电容旋钮标上刻度,方便切换波段。(检测电路主要拾取反射功率的电压以做为参考,并不是真正的驻波表,实际使用过程中只需要调节可变电容C的容量,让反射功率最低即可。如果发射机本身带有驻波指示功能,则红虚线框内功率检测部分可以省略)

六、结论

        这款端馈天线振子长度在10米至20米都可正常匹配工作,非常携带轻便,架设时可倒V,也可以水平,也可以斜拉。我每次架设的时候都是把一端系风绳加配重扔到10多米高的树上,另一端直接连接匹配盒。这个匹配盒做好后带出去做过几次通联,无论QRP还是中功率,都能与对方良好沟通。

七、通联视频

  1. BD6MM与BA6JW和BH1ONB的CW通联视频

  2. BD6MM与BG6GQE的通联视频

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