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适合各位爱好者自制的uv双段J型天线

各位黄河业余无线电的老师们,大家好,这里是1170,J型天线由于其结构简单、辐射仰角极低,具有3dB的较高增益和自匹配功能、便于直接与50Ω同轴电缆连接等特点,得到了广大无线电爱好者的青睐。要实现VHF、UHF段天线合为一体,一般都需要多振子或者陷波器等频段扩展技术,因而商品天线对这些技术采用得比较多,爱好者中自制和使用常见的J型天线以单波段形式居多。本文介绍一款适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线。

工作原理

图1为单波段J型天线。天线基本原理就是1/2波长端馈天线,这种天线不仅可以在UHF/VHF频段使用,而且在HF频段也有着广泛的应用。只不过我们在VHF/UHF频段常见的都是垂直架设,其结构形式类似于英文字母J。天线1/2波长部分为天线的振子,1/4波长部分为匹配单元。图2为高增益J型双波段天线的基本原理。

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图1 2m J型天线工作基本原理图

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图2 高增益J型天线

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图3 144/430MHz天线天线振子绝缘棒的加工(也可以不用车制,绝缘材料棒的内径与管材相吻合即可)

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图4 1/4波长陷波器(相位线)的制作

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图5 双段超级J型天线制作、安装数据

其原理是在原来半波长J型天线的基础上,通过1/4波长相位线再堆垒一个1/2波长的天线振子,以提高天线的辐射面积,进一步降低仰角,提高增益,据称天线增益可达6dB以上。

如果我们在原有半波长J型VHF天线的基础上,增加一个1/4波长的陷波器,再堆垒一个VHF段的1/2波长振子,让天线三倍频工作于UHF频段,那么此天线就成了我们要介绍的VHF/UHF双波段超级J型天线。

材料

除S0-239插座以外,天线材料都可以在小五金店或者车辆配件商店购得,整个天线可在两个小时内制作完成。在此 VHF/UHF天线的设计中,使用了12.7mm铜油管和6.35mm软铜管两种规格(当然19.05mm直径的油管也可以使用。铝管由于极易氧化,同时顺焊性差,因此不建议使用)。对于双段天线1/4波长的相位线连接装置的制作,笔者曾尝试使用聚四氟乙烯绝缘材料,但后来改变了设计,使用玻璃钢或者尼龙棒来制作,可以进一步提高其机械强度。

制作步骤

(1) 清洁所有的管道, 然后将12.7mm 油管按照下面的尺寸进行切割: 1460.5mm、965mm、482.6mm、50.8mm,再用一根约76.2mm 长(或者更长一些,跟天线谐振频率无关)的铜管作为天线的安装固定部分。除了油管, 再购买12.7mm 弯头1 个,12.7mm 三通1 个, 两个12.7mm 端盖(铜的或者塑料的均可),2 个直径3~5mm,长30mm左右的不锈钢螺栓。

(2)按照图3 所示车制绝缘棒。材料为尼龙棒、玻璃钢,甚至可以用硬木加工成型。

(3) 相位线的制作:将直径6.35mm, 长1066.8mm 的软铜管两臂相距28.58mm 对折, 弯曲成直径约101.6mm 的一个半圈,见图4。

焊接

一是用酒精灯辅助加热,用250W以上的电烙铁焊接;

二是用热风枪锡焊或氧气乙炔焊接。焊接组装的顺序为:三通与50.8mm横管的焊接→三通、横管与1/4波长匹配管的焊接→三通与安装固定部分的焊接→三通与2m的1/2波长主振子的焊接→2个铜帽的焊接。焊接完成后,经过降温处理,清洁整个天线。

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图6 双段超级J型天线的实物照片

适合爱好者自制的VHF/UHF双波段超级J型天线
图7 天线馈电、SO-239座安装示意图

组装

(1)将车制好的绝缘棒分别插入2m 的1/2 波长J 型天线主振子和0.7m波长振子中;

(2)将弯折好的相位线根部压扁,打孔,然后用不锈钢螺栓分别与两个振子紧固好;

(3)将两个直径22.23mm 的不锈钢带夹分别暂时固定到主振子和匹配棒上,距离底部约1/8 波长位置处。天线的制作/ 安装数据见图5,实物见图6。

调试

首先,用50Ω低损耗电缆连接到天线不锈钢带夹上,注意芯线连接到主振子上,屏蔽层连接到匹配棒上。其次,连接好驻波比表、发射机。根据驻波的大小,适当调整不锈钢带夹的上下位置,直至SWR最低。一般情况下,2m段很容易到达我们设计的频率要求,如天线谐振145MHz 附近。如果0.7m达不到某些特定频点的要求,我们可以在400MHz振子的顶端铜管内部焊接一个大小合适的铜质螺母,螺栓旋进去后刚好露出一个螺帽的高度,这样在必要时可以随时调整400MHz的谐振频率。当两段频率都达到设计要求时,我们可以在匹配棒上钻孔(不锈钢带夹位置),安装S0-239插座,以方便天线与同轴电缆的连接,见图7(当然不安装M座也可以),再用一段短铜线连接到天线主振子的不锈钢带夹上。如果频率稍微有所偏移的话,适当调整主振子上不锈钢带夹的位置,我们仍然可以调整天线谐振点。

篇后语

该天线制作比较简单,选材、制作容易,最大的特点就是在广泛应用的J型天线的基础上叠加了一个1/2波长振子,进而增加了400MHz频段,并且使得VHF/UHF双段天线增益都有大幅提高。当然,是否有这么高的增益, 有条件的话,我们可以测试一下具体指标,但是无论怎样,2m有3dB的增益是毫无疑问的,因此值得我们去实践。

关于天线材料的选取和焊接问题需要说明几点。第一,如果我们没有铜管焊接的条件、经历, 那么天线可以按照所示尺寸,直接弯折成为一个整体“U”状的J型天线,安装部分的铜管可以省略不计,也可以不焊接法兰盘。

固定天线的时候,我们只需要一段绝缘管材过渡即可。第二,制作天线如果没有铜管等合适管材,同时也为了降低成本,根据个人的成功经验,可以用薄壁镀锌铁管焊接成为J型天线,这样可以省略三通和弯头的焊接问题,同时,有条件的话,可以对天线整体进行镀铜处理,防止氧化、锈蚀。

本文章为转裁,现分享给大家,谢谢大家支持,73,这里是1170

本文来源:作者 刘燕北 来源 《无线电》杂志

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  • 评论 3

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    1. #1

      这种天线比较容易制作,效果还不错。

      BI4LBG4年前 (2020-08-27)国内网友QQ浏览器 Windows 7 登录以回复
    2. #2
      avatar

      感谢1170分享

      GOODLUCK4年前 (2020-08-29)国内网友谷歌浏览器 Windows 7 登录以回复
    3. #3

      好资料,收藏了!准备材料自己也DIY 一套,搞不懂的地方再来咨询。谢谢1170老师!

      Duyumin3年前 (2021-10-26)未探索到的地区火狐浏览器5.0 Windows 10 登录以回复

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