用于短波的无源、谐振、变压器耦合环形天线首先,值得肯定的是,小环天线的性能是非常强悍的,其性能接近全尺寸偶极或者垂直天线。这为很多空间受限的爱好者提供了在家操作业余电台的可能。
短波由于巨大的天线经常让很多爱好者望而却步,确实,40米波段的全尺寸偶极天线的长度为20米。国内的爱好者不同于国外,多数生活在城市中,架设如此庞大的天线成了难题。小环天线无疑是一种折中的选择,但是要注意的是,钢筋混凝土的建筑物对无线电信号屏蔽很厉害,小环天线在室内使用效果会大打折扣。还有就是,室内的金属物,钢筋混凝土的墙壁对信号的反射会使信号变得非常复杂,小环是个好天线,但是在室内其性能却难以施展。放在阳台上是没有办法的办法,解决了天线有无的问题,加之方便携带,可以去野外架台使用。
小环天线的辐射电阻很低,为了提高效率,要使用较粗的振子,串联谐振电容的损耗也必须考虑。使用中要注意安全,100w的发射功率会产生几十安的电流,在调谐电容器上产生的电压高达10000V。还有就是小环的Q值非常高,这决定了它的工作带宽非常窄,频率变化超过5 khz左右就必须重新进行调谐,这也带来了非常好的信号选择性。
Bob Colegrove分享了他关于制作无源、谐振、变压器耦合环路(PRTCL)天线的出色文章:《DIY:如何构建用于HF接收的无源谐振变压器耦合环形天线》
文:鲍勃·科尔格罗夫(Bob Colegrove)
BG5WKP朱轶 编译
多年来,我一直抵制在制作室外天线上的无谓努力。相反,我把精力专注于将信号聚集在室内进行接收。多年前,我可以自由进入藏书丰富的工程类图书馆,并利用自己的优势收集有关环形天线的理论和研发的信息,这对英语专业的我来说是一项艰巨的任务。最终,通过遵循一些基本规则(其中一些规则可以追溯到100年前),我发现室内无源天线仅与几平方英尺的电磁能量相交就可以达到相当令人满意的性能。
天线理论相对于非谐振环形天线,谐振环形天线有两个优点。首先是当您到达共振点时信号急剧增强的事实。第二个优点接着第一个,因为共振提供了一个自然的带通,可以抑制较高和较低的频率。这为接收器提供了一个有利的开端,可以减少互调或其他虚假响应。这些天线共通的缺点是,根据设计,谐振环路天线是一个窄带天线,每当接收器频率变化几kHz时,就必须重新调谐。另一方面,当您随便从这些天线拿起一根并知道何时调谐时,您所看到的S表和听到的声音并没有什么比这更有价值的了。
这里介绍的环形天线没有什么创新的内容。这只是我能够收集和应用信息的提炼。整个文献中有很多重复的观点,其中之一是环形天线“有效高度”的方程式。它基本上归结为“ NA乘积”,其中N是环形天线中的匝数,A是它们绑定的区域。换句话说,为线圈提供尽可能大的电感。不幸的是,对于谐振环形天线,最大线圈尺寸随频率而减小。
由于存在电感限制,因此要使谐振频率公式中的不可用电容最小化,以使电感/电容(L / C)比率达到最高,就成为了挑战。一些无法使用的电容以分布电容或线圈匝之间的自电容的形式内置在线圈本身中。这不能完全消除,但是可以通过将线圈绕成扁平螺旋而不是螺线管来缠绕,并使各匝之间保持良好的间距来将其最小化。
第二招是使用可变电容器。即使板完全打开,仍有大约10到20皮法拉的剩余电容不能用于调谐目的。一种简单的解决方案是串联插入一个电容器,约为可变电容器最大值的1/4。这有效地减小了最小容量并扩展了较高的频率范围。为了恢复可变电容器的整个工作范围,可以通过“频带开关”旁路固定电容器。串联电容器短路后,可变电容器将在其正常范围内工作,并将覆盖范围扩展到低频。
枯燥无味的理论,接下来动手DIY
天线施工我制作了类似的环形天线,涵盖了长波,中波和短波,一直到大约23 MHz。我想针对短波频谱中最活跃的部分优化此环形天线。因此,它覆盖大约2.6至12.3 MHz。参见图1。