實(shí)用天線設(shè)計(jì)與制作

1、實(shí)用天線設(shè)計(jì)與制作（轉(zhuǎn)）整理 HYPERLINK http:/syb55555./blog/ l m=0&t=1&c=fks_087067087085080071082080080095085081086069080094085 o 收音機(jī)的故事 收音機(jī)的故事 2008-10-03 09:17:39 閱讀4721 評論2 字號：大中小訂閱 | Page2 | Page 前言第一章基礎(chǔ)知識( 1 )1.1 無線電波( 1 )1.2 電波傳播 (3 )1.3 幾種基本天線( 5 )一、各向同性天線( 6 )二、赫茲振子( 6)三、接地單極天線( 7 )四、半波偶極天線( 7 )1.4 天線的基本參

2、數(shù)( 8 )一、輸入阻抗( 8 )二、方向圖( 9 )三、有效長度(10)四增益(10)1.5 天線的防雷與接地（11)第二章中、短波天線及其附件(15)2.1 長線天線(15)2.2 半波偶極天線(17) 2.3 倒V型天線(19)2.4 多頻道偶極天線(20)2.5 T型天線(20)2.6 地網(wǎng)天線(21)2.7 有源天線(22)一、電路(23)二、制作(26)三、使用方法(28)四、簡單有源天線(29)2.8有源鐵氧體天線（31）一、電路(32)二、制作(34)三、使用方法(36)四、工作在1.64.5兆赫的有源鐵氧體天線(36)2.9 環(huán)形天線(37)一、簡單環(huán)形天線(37)二、有源環(huán)

3、形天線及其制作 (39)三、差分環(huán)形天線及其制作（41)四、傾斜環(huán)形天線(44)3 | Page 五、螺旋環(huán)形天線（45)六、工作在短波波段的環(huán)形天線(46)七、工作在長波波段的環(huán)形天線(47)2.10 高頻前置濾波器(47)一、電路(49)二、制作(51)三、使用方法(52)2.11 可調(diào)天線衰減器（53）一、用衰減器增強(qiáng)天線的選擇性（54）二、制作（57）2.12 調(diào)諧陷波器（58） 2.13 天線低通濾波器（61）2.14 天線調(diào)諧器（64）一、電路（65）二、制作（67）2.15 短波通信工程中常用的天線（68）一、籠形水平半波偶極天線(69)二、籠形對稱垂直偶極天線(70)三、帶導(dǎo)電

4、地網(wǎng)的非對稱垂直天線(71)四、水平同相陣列式天線(71)五、菱形天線(72)六、對數(shù)周期天線(74)第三章電視接收天線(76)3.1 架設(shè)電視天線應(yīng)注意的問題(76)2.2 室內(nèi)天線(77)3.2 線性半偶極天線(77)2.4 折合半波偶極天線(79)2.5 八木天線(80)3.6 多頻道天線(86)一、扇形天線(86)二、兩個折合振子組成的雙頻道天線(87)三、隔離濾波器(88)3.7 八木天線陣（91)一、雙層五單元八木天線(92)二、四層五單元八木天線(95)三、雙層雙列五單元八木天線(96)3.8 環(huán)形天線(97)3.9 有源電視天線（98）4 | Page 第四章移動通信天線（10

5、1）4.1 J型半波天線（101）4.2 地網(wǎng)天線（102）一、四分之一波長地網(wǎng)天線（102）二、八分之五波長地網(wǎng)天線（104）三、傘骨地網(wǎng)天線（106）4.3 J型折合半波天線(106)4.4 共線天線(111)一、天線結(jié)構(gòu)(112)二、饋電和匹配(112)三、二單元共線天線(112)4.5 移動式和便攜式天線(113)第五章微波天線(116)5.1 有效孔徑(117)5.2 喇叭天線(118)5.3 縫隙天線(119)5.4 微波透鏡(120)一、介質(zhì)透鏡(121)二、金屬板透鏡(122)5.5 拋物面反射天線(123)一、拋物面反射器的幾何光學(xué)性質(zhì)(123)二、輻射方向圖(124)三、饋

6、電器(126)四、結(jié)構(gòu)(127)第六章饋線和匹配(128)6.1 傳輸線(128)一、傳輸線的特性阻抗(128)二、如何確定電纜的特性阻抗(130)6.2 匹配(132)一、半波偶極天線的匹配(132)二、折合半波偶極天線的匹配(135)三、寬頻帶匹配器(139)四、饋線與接收機(jī)的連接(141)附錄(143)參考文獻(xiàn)(144)5 | Page 基礎(chǔ)知識BG4KLT 重新編輯2007.11.1 無線電波無線電波是一種電磁波在真空中，電波以每秒299，792,077米（30萬公里）的速度向前傳播。在傳播過程中的每一瞬間，電磁波中的電場(E)方向與磁場(H)方向相互垂直，一般來說，它們又都與電波傳播

7、的方向垂直。電波在自由空間中的結(jié)構(gòu)如圖1.1(a)所示。若發(fā)射天線是一副向空間均勻地輻射電波的全向天線，如圖14所示。那么，電波從這一天線輻射出來之后，便會很快地向四面八方均勻地散布開來。對于一副距發(fā)射機(jī)很遠(yuǎn)的接收天線，它所接收到的電波波陣面可以近似地看成一個平面。如果這副天線可以“看見”電場和和磁場的話，在這個平面波陣面上，電場和磁場的相互關(guān)系就是圖1.1(b)所示的樣子。圖中實(shí)線表示電場E，虛線表示磁場H。E和H的幅度都會按照電波的頻率周期性的變化。如果順著電場E的方向放置一根導(dǎo)體，那么，由于電場E的作用，導(dǎo)體6 | Page 中的自由電子就會在導(dǎo)體中按照電波的頻率周期性地運(yùn)動。這樣，在導(dǎo)

8、體中就產(chǎn)生了周期性的感應(yīng)電流把這個電流設(shè)法引入接收機(jī)，加以放大，經(jīng)過檢波，解調(diào)等一系列措施，人們便可得到發(fā)射臺發(fā)出的聲音或圖像信號，這就是接收無線電波的基本原理。能夠接收周圍空間電波能量的裝置就叫做天線。剛才所講的這根導(dǎo)體就是一副天線。如果這根導(dǎo)體的長度選得適當(dāng)，使電荷從導(dǎo)體一端跑到另一端的過程能夠與電場E的周期性變化過程協(xié)調(diào)起來，我們就說天線與接收頻率調(diào)到了諧振狀態(tài)。這時，便會有最佳接收效果。電場E的方向稱為電波的極化方向。如果E與地平面平行，便稱之為水平極化；如果E垂直于地平面，則稱之為垂直極化。廣播臺和電視臺常用線天線發(fā)射無線電波，對這種線天線來說，大體上可以認(rèn)為電波的極化和線天線的擺設(shè)

9、方向相同。例如，若將一個半波偶極天線水平架設(shè)，那么，它就發(fā)射或接收水平極化波。若將它垂直架設(shè)，它就發(fā)射或接收垂直極化波。無線電波的兩個重要參數(shù)是它的頻率和波長。它們之間有如下的關(guān)系：電波速度v(米) = 頻率f (赫茲)波長(米)電波一旦發(fā)射出來，除了特殊情況之外，其頻率一般是不變化的，其波長與傳播介質(zhì)有關(guān)。若傳播介質(zhì)的介電常數(shù)為，那么，在這種傳播介質(zhì)中，電波的波長和速度分別為介= 0v介= c式中，0，c分別為電波在真空中的波長和速度。7 | Page 當(dāng)我們考慮電波在電纜中傳播時，必須考慮介電常數(shù)的影響。真空中的介電常數(shù)為1.0。表1.1中紿出了幾種主要介質(zhì)的介電常數(shù)0我國中波收音機(jī)的工作

10、頻率大約是在535千赫到1.65兆赫。短波收音機(jī)的工作頻率大約是1.6兆赫到30兆赫。從l頻道到12頻道的電視播送頻率大約是從50兆赫到220兆赫的甚高頻(VHF)波段。從13頻道到68頻道的電視播送頻率大約是從470兆赫到950兆赫的超高頻(UHF)波段，我國電視頻道見附錄。VHF和UHF波段也常用于移動通信。1.2 電波傳播不同頻率的電波，傳播的方式不一樣。從垂直發(fā)射天線發(fā)出的低頻垂直極化波，它緊挨著地面?zhèn)鞑?，稱之為地波傳播。因?yàn)樗粩嗟厥艿降孛娴奈眨?，傳播距離很短。在白天，中波收音機(jī)主要是接收地波信號。以一定仰角發(fā)射的高頻無線電波，可以經(jīng)地球上空電離層的反射，而回到距發(fā)射機(jī)很遠(yuǎn)的地

11、面，這種傳播方式稱為天波傳播，如圖1.2所示。短波收音機(jī)主要是接收天波信號。8 | PageVHP波段以及更高頻段的電波會穿透電離層，而不能反射回地面，所以接收天線必需能“看”到發(fā)射天線，才能收到足夠強(qiáng)的信號。這種傳播方式稱為視線傳播，如圖1.3所示。在圖1.3中，在C點(diǎn)架設(shè)高h(yuǎn)l米的發(fā)射天線，在B點(diǎn)收看，弧CB即為視線距離。R為地球半徑，約為6.37xl06米。發(fā)射天線處于A點(diǎn)，OBA構(gòu)成直角三角形AB =(R+h1)2-R2 2Rh1 = 3.57h1 （公里）。因?yàn)锳1 AB，可近似認(rèn)為視線距離CB = AB = 3.57h1 公里?？梢姡l(fā)射天線架得越高，便可以“看”得越遠(yuǎn)。9 | P

12、age 如果接收天線也架高，設(shè)其高度為h2米，架在地面上的D點(diǎn)，如圖1.3所示。同樣可以求得地面距離BD = 3.57h2 公里。所以，發(fā)射天線到接收天線的地面距離CD = 3.57（h1 +h2）公里。實(shí)際上，由于大氣的折射作用，電波可以按圖1.3中的虛線傳播，到達(dá)地面E處的接收天線。傳播距離約比上面的計(jì)算值大15%左右。所以，實(shí)際上，視線傳播的地面距離為CE = 4.11（h1 +h2）公里這也是電視廣播的視線傳播距離。根據(jù)上面的分析可以看出，在視線傳播情況下，接收天線架得越高越好。由于還存在著散射、折射等其它傳播方式，所以，有時視線傳播的距離可以大大超過上面算出的距離。1.3 幾種基本天

13、線天線是一種向周圍空間輻射電磁波能量，或者從周圍空間接收電磁波能量的裝置。各向同性天線、赫茲振子，接地垂直單極天線以及半波偶極天線是幾種最基本的天線。下面簡略介紹這幾種線。一、各向同性天線各向同性天線是一種均勻地向各個方向輻射能量的天線，又稱全向天線。自由空間中的點(diǎn)源，就可看作這樣的天線，如圖1.4所示。在過源點(diǎn)的任何一個平面內(nèi)，它的方向圖都是一個圓。這種天線實(shí)際上并不存在，研究這種天線的意義在于，一般都以它作為參考，來研究其他天線的增益。例如，相對于各向同性天線來說，半波偶極天線的功率增益系數(shù)為1.64增益G = 2.15分貝。10 | Page二、赫茲振子赫茲振子有時又稱為赫茲偶極子。它的

14、長度不大于十分之一波長。所以，它上面的電流可以看成是均勻分布的。它的示意圖，水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的方向圖示于圖1.5。相對于各向同性天線來說，它的功率增益系數(shù)為1.5，或者說，它的增益為G = 1.76分貝。三、接地單極天線最簡單的垂直天線是低端接地的單極垂直振子。完全導(dǎo)電地面的影響可以用單極天線的鏡像來考慮。常用的單極垂直振子的長度一般大于八分之一波長。幾種典型的接地垂直單極天線及其在垂直面內(nèi)的方向圖示于圖11 | Page 1.6。四、半波偶極天線無論在實(shí)用中或是在理論研究中，半波偶極天線都是一種重要的天線。它的基本結(jié)構(gòu)及方向圖示于圖1.7。1.4 天線的基本參數(shù)天線的基本參數(shù)包括輸入阻抗，

15、方向圖、有效高度和增益?，F(xiàn)以電視廣播頻段常用的半波偶極天線為例來說明這些參數(shù)，如圖1.7所示。一、輸入阻抗圖1.7所示的半波振子是由沿一條直線配置的兩段相同導(dǎo)體組成。半波振子的總長度大約等于半個波長。兩段導(dǎo)體的內(nèi)端點(diǎn)是天線的饋電點(diǎn)。這兩點(diǎn)之間的阻抗稱為天線的輸入阻抗。12 | Page一般來說，天線輸入阻抗分為有功和無功兩部分。無功部分可能呈電感性或電容性。假如天線調(diào)到諧振，那么它的輸入阻抗的無功部分就等于零。例如，調(diào)到諧振的直線半波偶極天線的輸入阻抗只有有功部分，即為純電阻，約為73.1歐姆。當(dāng)工作頻率稍偏離諧振頻率時，輸入阻抗的有功分量變化很小，但出現(xiàn)無功分量。當(dāng)工作頻率較諧振頻率低時，無

16、功分量呈電容性；較高時，呈電感性。饋線接入天線的饋電點(diǎn)。饋線阻抗應(yīng)與天線阻抗匹配，否則，就會增大電壓駐波比，引起功率損耗。頻率變化時，天線的輸入阻抗變化越小，天線通帶就越寬。二、方向圖接收天線的方向圖表示電磁場在天線中所感應(yīng)的電動勢與信號傳來的方向之間的關(guān)系。在極坐標(biāo)系統(tǒng)中，當(dāng)將最大電動勢取為1的時候，表示感應(yīng)電動勢與信號傳來方向的關(guān)系的圖形稱為方向圖。圖1.7(b)示出了半波振子在通過振子軸線的任何平面內(nèi)的方向圖。在這個圖中，振子軸線沿垂直方向。當(dāng)電13 | Page 波從垂直于振子方向到來時，在振子的接線端感應(yīng)出最大電動勢，圖中取這個最大電動勢值為l。當(dāng)電波傳來的方向與振子軸線重合時，感應(yīng)

17、電動勢為零。假如來波方向在軸截面內(nèi)與振子軸線成45角，這時在天線接線端上感應(yīng)的電動勢是最大電動勢的0.62。圖1.7(c)給出了半波振子在與振子垂直的平面內(nèi)的方向圖，這個方向圖是一個圓。天線的方向圖取決于天線的結(jié)構(gòu)，例如，多元天線的方向圖要比半波振子的方向圖窄。窄方向圖天線能夠更集中地接收電臺方向傳來的信號，而減弱其它方向上傳來的信號。因此，窄波束天線有較強(qiáng)的抗干擾作用。方向圖的寬度通常用角度來表明。在這個角度范圍內(nèi)，電磁場在天線中感應(yīng)出的電動勢不小于最高電平的0.7。對于高增益定向天線，除了主瓣之外，一般還有后瓣和旁瓣，統(tǒng)稱為副瓣，一般來說，我們總是希望副瓣越小越好。高增益定向天線主瓣方向圖

18、的典型例子見圖1.8。在中、短波波段，天線的輻射仰角主要取決于天線的架設(shè)高度。三、有效長度有效面積是天線的重要參數(shù)之一。對于象半波振子這樣的線天線來說，14 | Page 一般稱有效長度。如果將天線的有效長度乘以天線所在位置的接收信號場強(qiáng)，那么就可得到當(dāng)信號從最強(qiáng)接收方向傳來時，在天線接線端所產(chǎn)生的電動勢的數(shù)值。通常用米作有效長度的度量單位，有效長度取決于天線的幾何尺寸和工作波長。對半波振子來說，有效長度he = /式中，為波長(米)。四、增益天線的電壓增益系數(shù)表明：天線在匹配負(fù)載上所產(chǎn)生的感應(yīng)應(yīng)電壓超過用全向天線接收同一信號時，在匹配的負(fù)載上所產(chǎn)生的電壓的倍數(shù)。功率增益系數(shù)則是功率的提高倍數(shù)

19、。例如，半波振子天線與全向天線相比，電壓增益系數(shù)為1.28，功率增益系數(shù)為1.282 = 1. 64。這是指，當(dāng)信號是從垂直于半波振子的方向傳來時，天線接收點(diǎn)之間的感應(yīng)電動勢要比用全向天線接收時，高出1.28倍，功率要高1.64倍。天線的增益G = l0lg(功率增益系數(shù))dB當(dāng)用電壓增益系數(shù)表示時，天線的增益G = 20lg(電壓增益系數(shù))dB所以，用這兩種方法表示，天線的增益都是一樣的。我們常用分貝表示一副天線的增益，半波振子天線的增益為2.15分貝。有時，當(dāng)我們說一副天線的增益為若干分貝時，不是與全向天線比較，而是與半波偶極天線比較。查閱天線參數(shù)時，要注意這一點(diǎn)。例如，一副半波偶極天線，

20、若與全向天線比較，它的增益為2.15分貝，若與它自15 | Page 己比較，則它的增益為0分貝。一副三元八木天線相對于全向天線的增益約為7.7分貝，而相對于半波偶極天線則為5.56分貝。在這本書中，我們一般是指相對于全向天線的增益。歸納來說，半波偶極天線的輸入阻抗約為73歐姆，增益約為2.15分貝。1.5 天線的防雷與接地我們知道，打雷是自然界的一種放電現(xiàn)象。有時，雷電會以雷霆萬鈞之力擊斃人畜，擊毀工程設(shè)施。所以我們應(yīng)對雷電有足夠的了解，充分認(rèn)識天線防雷的重要性。帶電的雷云好象是電容器的一個極板，附近的云團(tuán)就會成為另一個極板，由于靜電感應(yīng)之故而在靠近的一邊帶有相反的電荷，兩云團(tuán)之間便會形成一

21、定的電勢差，在風(fēng)力的作用下，兩個云團(tuán)越來越接近，接近到一定程度便發(fā)生擊穿放電，這就形成了閃電。如果雷云靠近地面，由于靜電感應(yīng)之故，附近地面便成為雷電電容器的另一個極板而帶有異種電荷。如果這種電荷不能及時泄放，就會越積越多，當(dāng)雷云壓頂?shù)臅r候，便會首先在電荷容易集中的地物地貌處發(fā)生擊穿放電而形成落地雷。雷擊釋放的能量相差極大。雷電的平均瞬間放電電流大約是20千安培，高的可達(dá)300千安培。瞬時功率可以高達(dá)數(shù)千兆瓦。雷電的持續(xù)時間由數(shù)秒到數(shù)十微秒不等。由這些粗略數(shù)字可以想見雷電瞬間一擊的威力。由于落地雷總是在地面電荷容易積聚的地方形成，加上人們多年調(diào)查和觀測所得到的經(jīng)驗(yàn)，一般來說，下面一些地形是容易遭

22、受雷擊的地方：丘陵中的局部坡頂，山區(qū)中的山脊地帶;1 | Page2 | Page 半島形的山嶺及起伏陡峭的地形邊緣;平原地帶的河床，河灘溪岸，臨江山坡，山頂，平原地區(qū)的高地;地下水出口和地下水溝道經(jīng)過的突出地;地下有導(dǎo)電性礦脈或含礦巖石的山嶺，高地;孤樹、森林邊緣;地質(zhì)上的斷層地帶，巖石分界地帶;居民區(qū)的高墻，陳舊建筑物。雷電的破壞作用是通過雷電的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)，靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、行波及干擾效應(yīng)產(chǎn)生的。雷電通過地面物體放電，很大的電流通過放電物體，使物體溶化，燒焦，從而構(gòu)成破壞。雷擊木桿，木桿纖維帶電，彼此間產(chǎn)生斥力,同時,木桿內(nèi)的水分受高熱急劇蒸化，體積突然膨脹，使木桿、大樹劈裂，這便

23、是雷擊的機(jī)械效應(yīng)。雷擊時，瞬時放電電流峰值高，變化快，從形成強(qiáng)大而又快變的電磁波，造成對通信的干擾，也可能在環(huán)形金屬體斷口處感應(yīng)出很高的電磁感應(yīng)電壓。雷電還可在線路上引起向兩邊傳播的行波，干擾通信設(shè)備。了解了雷電的形成和雷擊的效應(yīng)，便可以采取各種措施防雷。我們從上面看到，地面電荷必須積聚到一定的值，才會發(fā)生雷擊。如果我們設(shè)法把地面感應(yīng)電荷逐漸釋放出去，或者說，在雷擊發(fā)生之前，逐步將雷擊電流引入大地，那就可以避免雷擊。我們知道，導(dǎo)體上的電荷總是趨向于積聚在曲率半徑小的地方，所以，導(dǎo)體上的尖緣部分總是積聚電3 | Page 荷最多的地方，因而這些位置容易放電，這就是我們知道的尖端容易放電的原理。地

24、面上有尖頂?shù)乃蛉魏晤愃频木哂屑忭數(shù)奈矬w都能起到這個作用。地面上的電荷通過這些高而尖的導(dǎo)電體把電荷逐漸釋放出去，便可防止雷擊。各種建筑物上的避雷針，也是利用這一原理起到避雷作用的。如果我們架設(shè)天線的地方不能得到早巳存在的避雷設(shè)備的保護(hù)，我們就必須自己加裝避雷針。加裝避雷針時，要特別注意線路導(dǎo)電性能良好，因?yàn)榕貌缓梅炊菀滓?。根?jù)雷電的形成，對不同的天線可以制作各種其他的防雷裝置，但對于業(yè)余無線電愛好者來說，加裝一個好的避雷針一般就可以了。為了確保安全，在雷雨時最好不要使用架設(shè)較高的室外天線，可以把饋線從接收機(jī)上拔出，拉到窗外并與地線相連。天線的接地對于防雷，對于天線的工作性能都有很重要的作

25、用。首先要埋好接地棒，用接觸面積較大的銅板、銅棒埋入地下，筑緊。如果土地干燥，可用鹽水澆地，改良土地的導(dǎo)電性能，保證土地和接地棒接觸良好。接地棒埋地前，要焊出一根粗銅線，以便和地面應(yīng)接地的天線和設(shè)備的地端相連。特別要注意焊接處的清潔，因?yàn)榇颂幾钊菀卒P壞。地面上的連線要盡量短，要牢牢焊好。一般來說，不要用水管等導(dǎo)電不良的物體作地線。第二章中、短波天線及其附件本章首先介紹幾種簡易接收天線，然后，介紹改善天線性能的幾種電路。在2.15節(jié)中，介紹短波通信工程中幾種常用天線的主要參數(shù)。 2.1 長線天線長線天線也許是最簡單的短波遠(yuǎn)距離接收天線。在大多數(shù)情況下，這4 | Page 種天線很容易制作，也許，

26、這就是多年來長線天線被廣泛應(yīng)用的主要原因。理論上，長線天線應(yīng)當(dāng)是一根長度至少為數(shù)個波長的直導(dǎo)線。實(shí)際上，用作天線的任意一段導(dǎo)線，即使它遠(yuǎn)非一根直線，都可把它叫做長線天線。但是，在高頻段，其總長度小于兩個波長時，也許不能用長線天線這個名詞。在短波的低頻段，因?yàn)椴ㄩL大約為30米到200米，按照長線天線的最低要求，天線長度應(yīng)為60至400米，所以，在這個波段，名符其實(shí)的長線天線是不現(xiàn)實(shí)的?，F(xiàn)代接收機(jī)一般都有很高的救靈度。實(shí)際上，長度大約為10米至40米的長線天線就能得到很好的效果。在平時，很短的一段天線，例如長度為5米，把它繞在室內(nèi)墻壁四周，或裝在屋頂上，對大多數(shù)電臺，都可獲得良好的接收效果。在低頻

27、段，天線的長度僅為波長的若干分之一，天線效率低，所以，工作性能會明顯變差。因此，如果你想用長線天線接收，最好是盡可能使用最長的導(dǎo)線作天線。象其它天線一樣，長線天線應(yīng)架設(shè)得盡可能高一些，不被建筑物遮擋，對接收是大有好處的。架設(shè)長線天線時，有幾點(diǎn)需要注意，如圖2.1所示。關(guān)鍵的一點(diǎn)是要選用合適的導(dǎo)線?？梢赃x用聚氯乙烯或者較厚外皮的5 | Page 一股或多股導(dǎo)線。天線必須與大地或建筑物等其他接地物體絕緣，否則，部分信號將會因通地而漏失。所以在天線主體部分的兩端要接絕緣子。兩頭的掛繩要用聚丙烯多股繩。在天線桿的頂端要安裝一個滑輪，將掛繩繞過滑輪，然后綁在電線桿的較低部位。這樣，就可使天線有一定的張力

28、。但不能拉得太緊，否則容易被拉斷，或者，刮大風(fēng)時會被吹斷。解決這個問題的辦法是在掛繩上掛一個重物，使天線保持所需要的張力，而不是把掛繩綁在支撐桿上?；蛘撸趻炖K中接入一個彈簧。當(dāng)支撐桿在風(fēng)中稍有晃動時，這兩種方法都可使天線保持一定的張力。但是，實(shí)際上，這兩種辦法并不一定總是有效，天線仍有可能被拉斷。因?yàn)閽炖K也許會絞在滑輪上，或者，在冷天，掛繩和滑輪可能會凍在一起，這都可能使天線容易拉斷。在實(shí)際應(yīng)用中，最簡單的解決辦法就是把天線放松一點(diǎn)。天線單元垂直架設(shè)，天線就是垂直極化，水平架設(shè)，就是水平極化。如果天線單元的方向是介于垂直和水平位置之間，天線就是傾斜極化。在接收遠(yuǎn)距離信號時，接收信號的極化方向

29、可以和發(fā)射信號不一樣，既有垂直極化又有水平極化，傳播條件可能會影響信號的極化方向。為了得到最佳效果，接收天線的極化方向應(yīng)與接收信號的極化方向相同。當(dāng)接收垂直極化的信號時，長線天線上那一段垂直引入線是很有用的，見圖2.1。雖然長線天線的方向性會隨頻率的不同而有所變化。但是，它有一段至少是部分垂直的引入線，這會減弱天線的方向性，田此，通常認(rèn)為長線天線是一種全向天線。2.2半波偶極天線6 | Page 與簡單的長線天線相比，半波偶極天線的優(yōu)點(diǎn)是輸出信號比較強(qiáng)，方向性要好，信噪比高雖然它仍是一種簡單的天線，但架設(shè)要稍微困難一點(diǎn)，這是它的不足之處。并且，只有在一個限定的頻段內(nèi)，才有較好的效果。實(shí)際上，這

30、意味著，半波偶極天線必須針對某一個業(yè)余波段或某一個廣播波段進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖2.2給出了短波波段半波偶極天線的基本結(jié)構(gòu)。從圖2.2中可以看出，這種天線由兩根等長的導(dǎo)線構(gòu)成，中間用75歐姆同軸電纜向接收機(jī)饋送信號。實(shí)際上，不能夠像圖2.2那樣，簡單地把天線的兩個偶極元接到饋線上去，因?yàn)轲伨€上承受的張力很大，會把饋線撕開。圖2.3出了一種比較滿意的連接方法。當(dāng)然，只要兩偶極元不靠在一起，又能使饋線上的張力不致太大，其他的連接方法也是可以采用的。實(shí)際上，由于計(jì)多因素會影響天線的有效長度，所以，天線的實(shí)際長度并不正好是半個波長(天線的電氣長度比物理長度略大一些)。如果根據(jù)所用頻率來計(jì)算天線長度，只要用頻率的

31、兆赫數(shù)去除143，便得到以米為單位的天線長度。所得結(jié)果為天線的總長度，每個偶極元的長度僅是計(jì)算值的一半。當(dāng)然，天線不會只工作在一個頻率上，而必須工作在一個波段上。這時，只要針對波段的中心頻率設(shè)計(jì)天線就可以保證在整個波段上獲得很好的接收效果，這是因?yàn)闃I(yè)余波段和廣播波段都比較窄。7 | Page2.3倒V型天線這種天線實(shí)際上是半波偶極天線的變型。圖2.4給出了這種天線的結(jié)構(gòu)，看看圖2.4，就會清楚“倒V型”這個名字的來歷。倒V型天線的結(jié)構(gòu)與半波偶極天線相似，它只要一根桿子作為中心支撐桿。初看起來，它所需要的空間比半波偶極天線要小。倒V型天線的兩個偶極元要比半波偶極天線的稍長一點(diǎn)。為了使偶極元有足夠

32、的離地高度，要么必需有一根較高的天線支撐桿(對低頻波段尤其如此)，要么應(yīng)使兩偶極元之間的夾角很大，這就要有很長的掛繩。在有現(xiàn)成天線桿可用，或者天線桿容易現(xiàn)場制作的情況下，最適于采用倒V型天線。例如，通常將這種8 | Page 天線架在屋頂上，但必須離房頂面足夠高。用頻率兆赫數(shù)去除148，得到以米為單位的天線總長度。將總長度除以2便得到每個單元的長度。2.4 多頻道偶極天線多頻道偶極天線的結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖中所示的例子，就是三個偶極天線共用一根75歐姆饋線的天線。單元長度的計(jì)算方法與單個偶極天線的算法相同。目前比較流行的多頻道偶極天線是工作在10米，20米和40米波段的天線。在15米波段上，

33、40米波段的天線也能得到很好的效果，并且，不會占去很大的地方。若用作接收天線，可在11米到49米的所有廣播波段上獲得良好的接收效果。9 | Page這是一種很簡單的天線，可在設(shè)計(jì)波段上獲得很好的效果。如果用一個天線調(diào)諧器使天線和接收機(jī)之間的阻抗匹配，在其它波段，特別是較高波段，也能給出滿意的結(jié)果。天線主體部分的方向特性與半波偶極天線相似，但在天線所指方向上，檢測性能較差。最大增益及最佳檢測方向垂直于天線的指向。圖2.6給出了這種天線的基本結(jié)構(gòu)?？捎糜?jì)算半波偶極天線總長度的方法，算出該天線主體部分的長度。與偶極天線不同的是，這種天線的饋線就是一段制作天線的導(dǎo)線，而且，天線的兩部分之間無須斷開。饋

34、線是接在天線長度的八分之三處，而不是象偶極天線那樣接在中點(diǎn)。10 | Page 2.6 地網(wǎng)天線地網(wǎng)天線是一種全向型天線。在高頻波段，這種天線適用于接收遠(yuǎn)距離低仰角天波信號。圖2.7給出了地網(wǎng)天線的基本結(jié)構(gòu)。在木桿頂端固定一個垂直天線元，它的長度為四分之一波長。長度的計(jì)算與偶極天線一個單元的算法相同。用50歐姆同軸電纜作饋線，電纜的芯線接到這個垂直天線元上。電纜外皮接到四個輻射狀天線元上。這四個天線元與地平面約成45角，分置四個方向，它們也可起到天線桿拉線的作用。它們的長度要比垂直元稍長一點(diǎn)，應(yīng)與倒V型天線元的長度一樣。2.7 有源天線前面介紹的幾種天線，雖然它們的形狀結(jié)構(gòu)各不相同，但有一個共

35、同的特點(diǎn)，就是這些天線僅僅由金屬導(dǎo)體構(gòu)成，并沒有外接能源，因此，稱為無源天線。凡采用有源放大裝置的天線都可叫做有源天線。有源天線是無源天線和有源網(wǎng)絡(luò)的組合。其中，無源天線可以是垂直鞭天線，水平對稱振子，V11 | Page 型天線，螺旋天線或環(huán)形天線等等。由于工作頻率的不同，從短波段到微波段，構(gòu)成有源網(wǎng)絡(luò)的有源器件，可以是各種類型的混頻三極管、變?nèi)萑龢O管、隧道二極管以及各種規(guī)模的集成電路。有源天線的特點(diǎn)是體積小，重量輕，架設(shè)方便。目前，有源天線巳廣泛應(yīng)用于定點(diǎn)通信，移動通信等各種通信工程。下面簡單介紹幾種用于中、短波段的簡單有源天線的組成，制作及使用方法。最簡單的有源天線是后面帶有寬帶放大器的

36、一根短導(dǎo)線。放大器對短天線輸出信號起補(bǔ)償作用。最通用的寬帶有源天線是有源偶極天線。偶極型寬帶有源天線由兩個各長一或二米的偶極元組成，偶極元的長度大約是通常短波偶極天線的十分之一。天線的輸出信號饋送到一個平衡差分放大器，放大器的不平衡輸出通過一根普通的同軸電纜送入接收機(jī)。然后，通過放大器進(jìn)行增益補(bǔ)償。因?yàn)榉糯笃鬏斎胱杩购芨?，作為高輸出阻抗天線元的負(fù)載，放大器雖會使信號電平稍有降低，但阻抗能夠很好匹配。事實(shí)上，要說放大器總是能夠?qū)Φ碗娖捷敵鲂盘栠M(jìn)行補(bǔ)償，那也是不太確切的，因?yàn)樵诘皖l段，有源天線的尺寸與真正偶極天線的尺寸之差是很大的，以致放大器無法補(bǔ)償兩種情況下的信號差。但是，這個問題并不太重要，因

37、為在低頻段，天線輸出信號仍然很強(qiáng)，用一個靈敏度適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)，就能獲得滿意的拌接收效果。對接收來說，低頻偶極天線的輸出信號通常要比理論值大得多。當(dāng)然，有源天線不會用來作發(fā)射天線。有源天線的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，通常可以架在室內(nèi)。另一個優(yōu)點(diǎn)是，它有12 | Page 可與常規(guī)偶極天線相比擬的方向性，它的尺寸小，改變天線指向就比較容易。在場地有限的情況下，選用有源天線肯定是明智的。一、電路有源天線的電路示于圖2.8。該電路實(shí)際上是由三個射極跟隨器組成。前兩個射極跟隨器由Tr1和Tr2構(gòu)成，他們的輸入分別來自兩個偶極天線元，其輸出加到寬帶變壓器T1輸入繞組上。兩個天線元產(chǎn)生的反相電壓由這兩個射極跟隨器加到變壓

38、器上。跟隨器的作用是將天線元的高阻輸出與變壓器的低阻輸入匹配起來，Tr2并不從它的發(fā)射極直接向T1初級饋電，而代之以負(fù)載電阻R5和R6，并從兩電阻的連接處向T1饋電。這樣，在Tr2 發(fā)射極和T1 之間便有一定的衰減。同樣，Tr1 通過R3，R4和VR1組成衰減器，向T1的另一邊饋電，C1為隔直流電容。VR1可以用來改變Tr1和T1之間的衰減量。實(shí)際上，可以用VR1精確調(diào)節(jié)電路平衡，使得兩個偶極元所共有的同相信號，都可通過簡單的相位調(diào)整過程而抵消。這一過程可使天線方向性達(dá)到最佳化，也可消除因某種電噪聲的輸入而帶來的不利影響。T1使電壓略有升高，C2將這個輸出電壓耦合到第三射極跟隨器的輸入端。C3

39、是整個電路的輸出隔直流電容，C4是電源去耦電容。該電路的電流損耗約為10mA。13 | Page圖2.8所示有源天線的元件表：電阻，13瓦，5R1 270K R2 330KR3 56 R4 330R5 560 R6 1.2KR7 270k R8 330KR9 270k R10 330KR11 2.2kVR1 4.7k線性、碳膜電位器電容C1 3.3nF陶瓷電容C2 15nF陶瓷電容C3 3.3nF陶瓷電容C4 100nF聚脂電容晶體管14 | Page Tr1 BC650Tr2 BC650Tr3 BC650原材料開關(guān)S1 SPST微型乒乓開關(guān)盒子自制印刷電路板鐵氧體圓環(huán)24號包皮銅導(dǎo)線做偶極元

40、的導(dǎo)線同軸電纜插座(SK1)電池及電池盒、控制旋鈕、導(dǎo)線、焊料等。二、制作全部元件安裝在一塊自制印刷板上。圖2.9為元件安裝及布線圖。除了寬帶變壓器T1之外，全部制作完全可以照圖安裝。15 | Page用一只直徑為12.7毫米的鐵氧體圓環(huán)作基礎(chǔ)，便可自制出變壓器T1。用這種尺寸的鐵氧體圓環(huán)來繞制寬帶變壓器是很合適的，這種變壓器要求并不十分嚴(yán)格。初級繞阻用24號標(biāo)準(zhǔn)漆包銅線密繞9匝，次級繞組用同樣的導(dǎo)線密繞22匝。圖2.10給出了該變壓器的結(jié)構(gòu)圖。因?yàn)?4號線很結(jié)實(shí)，繞線盡可能繞緊，直接用繞組導(dǎo)線固定，便足夠牢固。盡管如此，仍建議用一些環(huán)氧樹脂把變壓器粘牢，以保證繞組緊貼環(huán)體。用環(huán)氧樹脂把變壓1

41、6 | Page 器粘到電路板上也是一種可取的辦法。放大器組合結(jié)構(gòu)可采用多種形式，最簡單的形式是把電路板固定在一個小盒子里，盒子兩頭各開一個小孔。兩個偶極元分別從兩頭的小孔中插入，而后，接到電路板上。兩偶極單元的長度應(yīng)完全一樣，長度在一至二米之間。20號導(dǎo)線可用作天線的偶極元。使用時，將兩偶極元的外端點(diǎn)支撐起來，盒子處于中間位置。用一根盡量短的同軸電纜將輸出端接到接收機(jī)。也可用金屬棒或金屬管作天線偶極元。管壁不要太厚，強(qiáng)度足夠便可。偶極元要牢固地安裝在盒子上。如果是金屬盒，還要確保偶極元相互之間以及它們與盒子之間的良好絕緣。另一個辦法是用夾板將普通導(dǎo)線作成的偶極天線元固定，將夾板裝在一個盒于上

42、，形成一個牢固的整體。采用這個辦法，可以把作天線用的線繞在夾板上，以便使每個偶極元的長度比支撐夾板稍微長一點(diǎn)。也可在夾板上試裝折疊偶極天線元。如果希望改進(jìn)工作性能，通常寧愿試裝折疊偶極天線，而不必去增大放大器的增益。原因很簡單，放大器不可避免要產(chǎn)生噪聲，增大放大器的增益就會相應(yīng)地增大噪聲電平。而提高偶極天線元的接收效果，可增強(qiáng)信號強(qiáng)度，這顯然更有價值。無論何種制作方法，都要使兩個偶極天線元的長度相等，并盡可能對稱。如果天線架在房頂，電池和開關(guān)可以遠(yuǎn)離放大器而裝在接收機(jī)附近。這樣，就要與同軸電纜起，另引一根導(dǎo)線將電源正端引至放大器。1 | Page2 | Page三、使用方法調(diào)整平衡控制旋鈕VR

43、1時，首先必須把該電路調(diào)諧到一個信號強(qiáng)的頻道，最好是中波段的頻道。暫時將兩偶極元短路到一起。這樣，在放大器的兩個輸入端輸入的是完全相同的信號。將VR1調(diào)在最大電阻值上，輸出信號應(yīng)當(dāng)很強(qiáng)，隨著VR1阻值調(diào)小，輸出信號強(qiáng)度會很快下降，然后，又開始上升。仔細(xì)調(diào)節(jié)VR1使輸出信號盡可能低。如果反復(fù)調(diào)節(jié)VR1仍不能使輸出信號出現(xiàn)清晰的深零點(diǎn)，這就意味著該電路不起作用，應(yīng)當(dāng)徹底檢查電路。電路調(diào)好之后，去掉剛才接入的短路線。如果該電路的輸出信號仍有某種不穩(wěn)定，那就要調(diào)整T1次級繞組。為了利用天線的方向性，天線應(yīng)水平架設(shè)?？墒蛊淞泓c(diǎn)指向某個干擾輻射源。為了獲得最佳抗干擾效果，也許要把天線擺斜一些，特別是當(dāng)要把

44、天線的零點(diǎn)指向本地干擾源時，往往必須把天線架斜。像普通偶極天線一樣，這種天線對地波和低角天波可以獲得較好的方向性。如果天線元垂直架設(shè)，則可成為全向性天線，對地波和低角天波都可獲得良好的接收效果。為了得到最佳接收效果，天線應(yīng)避開高大物體的遮擋。值得注意的是，3 | Page 天線輸出信號很強(qiáng)，對許多接收機(jī)來說，強(qiáng)輸出信號有時可使前級電路過載，從而引起嚴(yán)重的交叉調(diào)制。所以，正如使用正常天線一樣，要小心地調(diào)節(jié)接收機(jī)的射頻增益控制旋鈕，必要時，使輸入信號保持在交叉調(diào)制不致影響接收機(jī)工作性能的較低電平上。這種天線在整個短波，中波及長波波段，都會工作的很好，但不宜用在頻率更高的波段。四、簡單有源天線如果用

45、段短導(dǎo)線、金屬棒或者拉桿天線，來給有源天線系統(tǒng)提供輸入信號，那么放大電路就可非常簡單。事實(shí)上，唯一的要求就是裝一個輸入阻抗很高的緩沖器，以便盡量減輕天線的負(fù)載。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)頻率上，天線輸入阻抗都很高，而大多數(shù)接收機(jī)輸入阻抗很低，如果從天線直接向接收機(jī)饋電，負(fù)載太重，天線的輸出電壓就會降低很多。因此，雖然緩沖器不會有任何電壓增益，事實(shí)上，甚至還會有一定的電壓損耗，但通過大大減輕負(fù)載，會使饋向接收機(jī)的電平增高。在短波的低頻段，短天線效率低，使用簡單有源天線，信號電壓的增大最為明顯。簡單有源天線的電路圖示于圖2.11。該電路就是一級簡單的射級跟隨緩沖器，長度為1或2米的棒天線、短導(dǎo)線或拉桿天線都可直

46、接向它饋電。天線過長并不理想，因?yàn)樗菀资垢S器過載，從而在輸出端產(chǎn)生虛假信號。如果有源天線是用來配接高靈敏度的短波接收機(jī)，這一點(diǎn)就尤其重要，因?yàn)檫@種接收機(jī)的過載問題特別值得注意。用一節(jié)9伏電池，這個電路就可以工作得很好，電流消耗約為4.5毫安。若用兩節(jié)串聯(lián)成18伏的電源，則更能避免過載，這時的電流消耗為9毫安。4 | Page這個電路可裝在一塊印刷電路板上，印刷板上元件安裝和布線圖見圖2.12。雖然天線很短，但該電路可提供很強(qiáng)的輸出信號。按收機(jī)的射頻增益控制，只要剛好調(diào)得有必不可少的信號即可，以免接收機(jī)過載。圖2.11簡單有源天線的元件表：電阻，13瓦，5R1 390k R2 680KR3

47、1 k電容C1 10nF 聚脂電容器（C280）晶體管Tr1 BC650開關(guān)S1 SPST微型乒乓開關(guān)原材料盒子自制印刷電路板電池及電池盒自制天線的導(dǎo)線5 | Page 同軸電纜插座(SK1)連接線、導(dǎo)線、焊料等2.8有源鐵氧體天線長線天線可以用于接收中波遠(yuǎn)距離信號，但目前有性能更好的天線可用于這一目的。主要天線有兩種：鐵氧體天線和環(huán)形天線。我們首先介紹鐵氧體天線。普通便攜式收音機(jī)中的鐵氧體天線就是一種簡單的中波遠(yuǎn)距離接收天線。這種天線的次級繞組阻抗較低，可實(shí)現(xiàn)天線的輸出阻抗與接收機(jī)的天線輸入插孔之間的耦合。除天線本身之外，還要打一個調(diào)諧電容器，該電容器跨接在天線變壓器的主繞阻的兩端。調(diào)諧這個

48、電容器，可使天線諧振在接收信號頻率上，以便增高天線的效率。這是鐵氧體天線優(yōu)于長線天線之處。另一個主要優(yōu)點(diǎn)是鐵氧體天線的方向性強(qiáng)，只要調(diào)整天線方向，就可使零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾信號。第三個優(yōu)點(diǎn)是體積小，易于安裝，其最大缺點(diǎn)是，由于鐵氧體天線的輸出信號很低，即使是用靈敏度高的接收機(jī)，也不能得到很好的接收效果?，F(xiàn)在只要在天線和接收機(jī)之間用一個前置放大器，這6 | Page個問題就可解決，前置放大2器可在低噪聲情況下獲得強(qiáng)信號。一、電路圖2.13給出了簡單有源鐵氧體天線的電路圖。該電路包括兩級前前置放大器，可用于中波波段。調(diào)諧電路由鐵氧體天線的主繞組L1和調(diào)諧電容VC1組成。在L1上不用耦合繞組，調(diào)諧電路的輸出

49、直接耦臺到一個有源的跟隨緩沖器的輸入端，該緩沖器由結(jié)型場效應(yīng)晶體管Tr1組成。雖然Tr1的電壓增益還不到l，但是，因?yàn)榫彌_器避免了L1使用低阻耦合時必然導(dǎo)致的電壓損耗，所以，這種結(jié)構(gòu)有效地獲得了電壓增益。因?yàn)橹绷魉瓤赏ㄟ^L1的主繞組通地，所以R1不是用來為Tr1提供偏壓，而是向調(diào)諧回路提供適當(dāng)?shù)摹白枘帷币员苊獬霈F(xiàn)不穩(wěn)定性。R2 是Tr1的負(fù)載電阻，Cl把Tr1的輸出耦合到放大器的第二級。由Tr2構(gòu)成的第二級放大器是共發(fā)射極電路。Tr1的輸出信號僅需適當(dāng)?shù)纳龎海剐盘栕阋则?qū)動接收機(jī)就行了，所以，用射極電阻R5構(gòu)成對Tr1的負(fù)反饋。這樣，Tr2的電壓增益僅為5倍。R4是Tr2的集電極負(fù)載電阻，R3

50、是基7 | Page 極偏壓電阻。R4的數(shù)值相當(dāng)小，因?yàn)樘炀€的輸出是加在一個低阻抗負(fù)載上，所以該電路要求輸出阻抗也較低，以免由于輸出負(fù)載不當(dāng)而使輸出信號大幅度降低。C2是輸出耦合電容，C3是電源去耦電容。電路的電流損耗較大，大約為10毫安，建議用大號9伏電池供電。圖2.13所示有源鐵氧體天線的元件表：電阻，13瓦，5R1 100K R2 1KR3 330K R4 470R5 100電容C1 10nF聚脂電容C2 10nF聚脂電容C3 100nF聚脂電容VC1 365pF空氣介質(zhì)電容晶體管Tr1 2N3819Tr2 BC650原材料開關(guān)S1 SPST微型乒乓開關(guān)盒子自制印刷電路板鐵氧體圓環(huán)8 |

51、 Page 24號包皮銅導(dǎo)線做偶極元的導(dǎo)線同軸電纜插座(SK1)電池及電池盒、控制旋鈕、導(dǎo)線、焊料等。9 | Page 二、制作大多數(shù)元件都可安裝在一塊自制的印刷電路板上，圖2.14為元件安裝和布線圖。若鐵氧體天線放在盒內(nèi)，盒子應(yīng)當(dāng)用非金屬材料制作，因?yàn)榻饘俨牧蠒μ炀€起屏蔽作用，使天線收不到信號。天線可以裝在盒子上任何一個地方，用一個10毫米P型電纜支架支撐?；蛘?，如果可能的話，最好使用鐵氧體棒的專用支架。L1可用普通導(dǎo)線繞制而成，因安裝線巳用焊料鍍過錫，直接把它接到電路上應(yīng)當(dāng)不成問題。該電路的輸出信號通過一根雙芯電纜送到接收機(jī)，最好是用同軸電纜，使連線上不會產(chǎn)生明顯的感應(yīng)信號，這樣，天線方

52、向圖上便能有一個零點(diǎn)。必要時，可旋轉(zhuǎn)天線以便利用這個零點(diǎn)。當(dāng)然，連線上稍有信號感應(yīng)進(jìn)來，也不致嚴(yán)重影響天線的工作性能，所以一根普通的雙芯電纜也能獲得很好的效果。無論用什么電纜，其最大長度不要超過1米。當(dāng)把天線裝在盒子里面時，若要調(diào)整天線方向，就必須旋轉(zhuǎn)整個電路。為了克服這個缺點(diǎn)，可用一個可旋轉(zhuǎn)支架把鐵氧體天線安裝在盒子頂上，要做到這一點(diǎn)并不困難。做到這一點(diǎn)的簡單辦法是在盒子頂上安裝一個標(biāo)準(zhǔn)插座，把該插座連到電路板的兩個點(diǎn)上，或者連到L1上。然后，把天線裝在一個配套的插塞上。并把天線也連到插塞的接線片上，將插塞插入標(biāo)準(zhǔn)座，使之能夠旋轉(zhuǎn)，便做成了一個旋轉(zhuǎn)支架。若插塞有塑料外皮，則可用環(huán)氧樹脂之類的

53、填充膠料，將天線粘在插塞上。通過塑料盒蓋上的兩個小孔，將L1的兩根線引出，連到插塞的兩個接線片上。然后，修剪導(dǎo)線頭，使裸露導(dǎo)線部分只剩一兩毫米，這樣，在把插塞的外套管擰上時，就不會出觀短路。最好把兩10 | Page 個引出線擰絞在一起。采用上面的安裝方法，就可用金屬盒裝印刷電路板，對電路起到屏蔽作用，使之免受雜散信號的干擾。但是，在把插座接到元件板上時，要注意把金屬盒和電源負(fù)極接在一起，而不要和Tr1的柵極接在一起。三、使用方法使用時，調(diào)節(jié)Vc1使信號達(dá)到最大值。旋轉(zhuǎn)天線或整個電路，按照需要，使天線方向圖的主瓣對準(zhǔn)要接收的信號，或使零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾信號。Vc1的覆蓋范圍要比整個中波段稍大一點(diǎn)，L

54、1在鐵氧體棒上的位置不十分嚴(yán)格，但若把L1完全套在棒的當(dāng)中或只有一部分套在棒上，也許不能覆蓋整個中波段。建議將L1繞在棒上的適當(dāng)位置，使之不致滑出去。有時，天線方向圖的零點(diǎn)偶然正好轉(zhuǎn)向信號臺的方向，以致收不到信號，這時旋轉(zhuǎn)天線棒，使其指向與信號臺方向垂直即可。四、工作在1.64.5兆赫的有源鐵氧體天線在頻率不高于5兆赫時，用前面介紹過的有源鐵氧體天線可以獲得較好的效果。只要將L1的主繞組去掉12毫米，也就是去掉足夠多的匝數(shù)。將線圈的長度由19毫米減少到7毫米，就可使中波有源鐵氧體天線的頻率覆蓋范圍變?yōu)?.6到4.5兆赫。因?yàn)榭梢酝ㄟ^改變線圈在天線棒上的位置而適當(dāng)調(diào)整頻率覆蓋，所以需要去掉的線圈

55、匝數(shù)并不是很嚴(yán)格的。增大前置放大器的增益可以改善接收效果，只要適當(dāng)減小R5，例如說使R5為39歐姆，就可做到這點(diǎn)。R5阻值越小，增益就越大，但若R5大大低于39歐姆，便會使電路不穩(wěn)定，以致天線完全不可用。即使穩(wěn)定性方面11 | Page 不出問題，進(jìn)一步增大增益也會使噪聲電平增高，而實(shí)際上得不到好處。2.9 環(huán)形天線顧名思義，環(huán)形天線是由一個導(dǎo)線環(huán)構(gòu)成的。中波段的環(huán)形天線則不是一個簡單的導(dǎo)線環(huán)，而是一個空心的大圓環(huán)。圓環(huán)越大，得到的信號就越強(qiáng)。但是，這種天線通常用在室內(nèi)，所以，實(shí)際使用且易于安裝的環(huán)形天線，其直徑最大不過l米。這么大的環(huán)形天線，所得信號強(qiáng)度還比不上一般的長線天線。雖然如此，只要

56、接收機(jī)靈敏度不是太低，這種天線的效果還是比較好的。與長線天線相比，環(huán)形天線用于中波遠(yuǎn)距離接收，有一個優(yōu)點(diǎn)，它可給出較高的信噪比。象鐵氧體天線一樣，它有較強(qiáng)方向性，可使其零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾信號。實(shí)用環(huán)形天線的方向性要比鐵氧體天線好得多。但環(huán)形天線體積大，使用不便。象鐵氧體天線一樣，環(huán)形天線通常要用一個與環(huán)并聯(lián)的調(diào)諧電容器調(diào)諧，使天線與接收頻率諧振，以便獲得較高的天線效率和射頻選擇性。一、簡單的環(huán)形天線在一米見方的方框上，或直徑1米左右的圓框上，用20號標(biāo)準(zhǔn)包皮銅線，密繞6匝，便構(gòu)成一個典型的常規(guī)環(huán)形天線，作一方框要比作圓框容易得多，用兩塊25 50毫米2的木料，交叉釘成“X ”形即可。線圈圍繞木料的四

57、個頂端繞制，盡可能繞緊。調(diào)諧電容器可用365皮法的雙連空氣電容，將兩部分并聯(lián)，安裝在整個組合的中部。天線的主繞組跨接在調(diào)諧電容器的兩端，接線要盡可能短。用環(huán)氧樹脂將線圈固定在木料上。信號不要直接從線圈或調(diào)諧電容上引出。因?yàn)檫@些位置阻抗很高，難以和接收機(jī)的低輸入阻抗匹配。應(yīng)當(dāng)加繞一個低阻耦合線圈，只要一匝線12 | Page 圈，就可獲得好的效果。像處理主線圈一樣，也要用環(huán)氧樹脂把這個線圈固定好。用同軸電纜把天線的輸出送到接收機(jī)，耦合線圈要和同軸電纜的長度配合好，同軸電纜應(yīng)捆在天線架上，以免天線移動時損壞電纜?？捎抿T馬釘把電纜釘住，或用絕緣膠帶捆住。天線應(yīng)當(dāng)垂直安裝，并使之能夠旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)方向。

58、無論天線架的形狀是“X”形或“十”形，只要垂直安裝就行。實(shí)際上，木架釘成“十”形也許更為方便，因?yàn)橹灰汛怪钡哪且桓玖瞎潭ê?，就解決問題了。可將一塊大木頭或其它材料鉆一個洞，把天線十”字架垂直棒下端插入洞內(nèi)，把天線垂直安裝好。這塊材料必須足夠大，以便為天線提供一個穩(wěn)定的基座。如果主線圈是一匝接一匝密繞那就必須在繞組上多加一匝，即總數(shù)7匝，因?yàn)檫@可減小線圈自身的電容。用一個500皮法的調(diào)諧電容，就可使天線在整個中波段調(diào)諧。使用時，天線應(yīng)當(dāng)有清晰的零點(diǎn)，應(yīng)能去掉很強(qiáng)的干擾信號。有時，偶然會使有用信號和干擾信號都接收不到，從而使天線方向性不起作用，但這種情況很少發(fā)生。13 | Page 當(dāng)線圈指內(nèi)

59、輻射源時，可收到最強(qiáng)信號。當(dāng)線圈的指向與輻射源垂直時，接收情況最差。圖2.15給出了鐵氧體天線和環(huán)形天線的方向圖。兩種天線各有兩個峰值，彼此差180，各有兩個零點(diǎn)，彼此差180。二、有源環(huán)形天線及其制作用一個很小的線圈，例如說，直徑150到300毫米的線圈，就可構(gòu)成一個環(huán)形天線，但是，輸出信號很小，對大多數(shù)接收機(jī)都不太適用。正如對有源鐵氧體天線那樣，只要在天線和接收機(jī)之間加入一級放大，便可解決這一問題。因?yàn)樾…h(huán)形天線的輸出信號要比鐵氧體天線高，所以放大器只需較小的增益就行了。事實(shí)上，只要一級緩沖器，將天線的高阻輸出與接收機(jī)的低阻輸入匹配起來，就可解決問題。圖2.16是簡單有源環(huán)形天線的電路圖。

60、緩沖器是一級結(jié)型場效應(yīng)管有源跟隨器，直接從環(huán)形天線輸入信號。環(huán)形天線L1構(gòu)成Tr1的基極輸入通路，Vc1是調(diào)諧電容。Vc2 的最大容量不足以使天線調(diào)諧到中波段的頻率下限。為了保證能夠接收到低頻段，必須用開關(guān)S1將C1接入電路，R1是Tr1的信號負(fù)載，C2是輸出隔直流電容。因?yàn)殡娏飨膬H3毫安，9伏電池就可向電路供電。圖2.16所示有源環(huán)形天線的元件表：電阻，13瓦，5R1 100KR2 1.2K電容C1 220pF 陶瓷電容14 | Page C2 10nF 聚脂電容VC1 365pF 空氣介質(zhì)電容晶體管Tr1 2N3819Tr2 BC650原材料20號標(biāo)準(zhǔn)包皮銅導(dǎo)線同軸電纜插座(SK1)盒子