UV双段八木天线制作

144/430 L-S3/5M 便携式天线

为方便在144MHz和430MHz两个业余频段的移动通讯,经过借鉴很多成品天线数据以及朋友们的经验总结,近日试验成功了一款天线。在设计加工天线之前归纳了几项需要达到的目标,首先其重量和拆卸后的尺寸要便于携带,可以放入背包中;组装后的电气性能要稳定;电缆信号传输接口要简单,单根电缆传输两个频段的信号。经过一段时间的准备,在多次试验比较的基础上达到了预期目的,V段增益9dBi ,U段为11dBi ,现将在制作过程中的具体数据和调试方法以及注意事项进行说明。

材料准备:

1. 天线横梁用截面为八边形的铝合金伸缩杆,伸展长度为1200mm 左右,稍有差异无妨;

2. M6通孔螺丝及蝶形螺母,通孔螺丝上要有定位顶丝(M4),材质要求具有一定的抗腐蚀性,因为是非标产品需要定制,参看图1;

图1(通孔螺丝材质为铜,表面镀镊,定位顶丝材质为304)

3. 直径3mm的冷拔钢丝,材质用普通的65Mn就行,铜材质的不建议使用,容易变形;

4. 匹配器盒的尺寸要求不是很严格,长度在64mm左右,宽度与天线横梁直径尺寸相近,建议用64mm*23mm*23mm铝合金的盒子;

5. 还有一些小东西,如匹配器振子插口、M3螺丝及蝶形螺母、MSA接口等。

制作过程:

根据下面的振子间距及振子长度表在天线横梁上转直径6mm的通孔,匹配器的安装定位孔为3mm ,之后用小锉刀进行修整,以使振子安装后在同一个平面上。

 长度 (mm)间距(mm)备注
V11044 振子具体长度在实际制作中可以进行适当的修剪
U1380300
V2952100
U233040
U3316106
U4312133
U5310170
V393256
振子间距及振子长度表

在剪裁U段振子时可直接剪取,因V段振子较长,不易携带,所以要将约大于二分之一长的振子从螺纹方向插入通孔螺丝约20mm用焊锡焊牢。所有振子剪取完成后要再次测量其长度,以保证振子的精确长度,其中V段振子要安装在天线横梁上进行测量剪取,从而确保横梁两端振子长度相等。

所有振子安装完后要在对天线横梁上的安装孔进行调整,保证所有振子在一个平面上,因为业余手工制作多少会产生一定的误差,所以要仔细调整。匹配器的制作可根据图2所示安装,144MHz匹配电容用10P磁片电容,430MHz用5P的。考虑到U段频率较高,以及距离馈线接口较远,最好用一小段同轴电缆,电缆两端要良好接地。爱好者在实际制作过程中由于某些因素的影响,可能匹配电容安装位置的差异等原因,分布电容会有所不同,这时使用固定电容可能会影响后期调整,如果使用可调电容就容易些,实际具体方法是只要U段匹配电容用可调的就行。

图2

将匹配器也装到天线横梁上(参见图3、图4),插好伽马匹配棒(我习惯称为伽马匹配振子),伽马匹配振子到各频段主振子的距离是16mm(指两振子的中心距离),各伽马匹配振子的长度144MHz为从天线横梁中心算起110mm ,430MHz为52mm 。匹配振子上的夹件的安装位置要在后期调整时确定,即使工业生产线上生产出的天线也不能保证所有细节都完全一样,都要在实际使用时最后调整确定,当然,在经过使用多次拆装后证明,如果确定好安装位置并留下记号,以后每次使用只要根据记号所指位置安装就可达到使用要求,驻波都可控制在1.5以下。

调整方法:

当所有部件都安装结束后就要对天线进行综合调试,首先观察各振子的安装是否稳固,如果你使用固定匹配电容,而且电容误差较小的话只要将匹配振子上的夹件作简单调整就行。具体位置参看以上图片,先大致安装好,查看驻波应该在3~4以内,如果相差较大,可以判断有以下几种可能:1.电容容量误差较大;2.匹配电容断路;3.主振子长度有误。调整匹配夹件的安装位置时要缓慢移动,如果其它部件无误的话只要几分钟就可以调整好。在调整完成后注意留好记号,以备实际使用时可以方便快速安装。

如果你所准备的材料与上文有一定出入,那么可能在组装后会有一些不同,当然,这也不用过于担心,只要在匹配器中使用可调电容扩大调整量就可以解决。具体操作时V段仍然使用10P的固定的磁片电容,U段用3~10P可调电容(匹配器外壳有留有调整孔)。在组装完成后,观察仪表的V段驻波值来调整U段匹配电容(这里并非笔误),观察驻波值变小后再适当调整V段夹件,通常情况下驻波值在1.1左右。以上工作完成后U段的调整只要移动其夹件就可以调整,电容也不用再动了。

注意事项:

此天线中匹配电容是相互关联的,如果使用可调电容的话单独调整U段可能有几个点驻波是较低的,不能真实的反映情况,由于两个频段是相互关联的,所以以上的调整方式是一种较简便的的方法。

振子的直径尤其是主振子对整个电气性能会有一定的影响,大家在实际制作过程中需要考虑这方面的因素。天线馈线接口的选用也要注意,接触不良的话对整体性能有很大影响,尤其在开始调试阶段会走很多弯路。此天线有很多可以改进的地方,如增加振子单元数量,提高指向性,但要注意的是这款天线的设计目的是手持使用,指向过于强的话会影响实际使用。通过参看波瓣图(图5)了解大致情况,尤其用天线在测向方面使用更为重要。

图5

匹配振子要选用较好的香蕉插头,香蕉插头弹性件材质为铍青铜或锡磷青铜。