通过通过双眼识别天线
这是一项无线电爱好者多年来掌握的技能,但有时令人惊讶的是,并不是所有人都拥有这种技能,即随意瞥一眼桅杆或屋顶上的天线,然后猜测它可能用于什么。当然,我指的不是某种直觉能力,在头脑中从稀薄的空气解码无线电信号,但我们大多数人可以看到一个给定的天线,并立即收集到很多关于它的频率和性能的信息。请不要走开,我将分享一些技巧。
重要的是尺寸。
非常低的频率需要非常大的天线。从三英里外看,安索恩电台拥有全英国最大的19.2kHz潜艇发射机天线之一。即使这样也不是四分之一波长。
我们通常认为频率是兆赫,有时是千赫或千兆赫。但是频率硬币的另一面是以米为单位的波长,一个周期在自由空间中传播的长度。无线电波以光速传播的一个函数是,该频率与光在一秒钟内传播的距离所对应的循环次数相对应。因此,如果我们把光的速度当作学校里的孩子们所教的3 × 10^8米每秒,那就意味着波长是3 × 10^8除以频率,单位为赫兹。这个公式的一个更实用的版本是用300除以频率(以兆赫为单位)返回波长(以米为单位),例如,100兆赫的波长是3米。频率越低,波长越长,因此低频天线比高频天线大。
知道了特定频率的波长,我们马上就能知道使用它所需天线的大小,但这并不像设计为100兆赫的3米天线那么简单。相反,原型天线使用的是波长的一小部分,通常是一半或四分之一,因此,识别天线类型的单元立即发挥作用。你需要磨练你猜测不同尺寸的技能,为此,通常有一个桅杆或其他容易测量的结构作为参考是有用的。
我看见了什么天线呢?
偶极子天线
描述说这个偶极子是“1到4 GHz”,但看看这个,我们会猜测它设置为1 GHz,大约15厘米长。施瓦茨贝克messo - elektronik, CC BY-SA 3.0。
最基本的天线设计对许多读者来说都很熟悉,就是偶极子,两个导体每一个都有四分之一波长长,排成一条直线,中间连接一个同轴馈线。它是衍生出许多其他设计的天线,所以知道如何在其他天线设计中发现它,可以让你立即掌握在该频率下四分之一或一半波长的长度。因此,100兆赫的天线是3米波长的一半,大约1.5米长。如果你环顾屋顶,直到你看到有人有一个调频收音机偶极子天线,频率为88到108兆赫,那么它将是大约这个大小的地方。
调频广播八木天线
如果你把目光投向屋顶上的天线,公用事业大楼上的天线,以及其他地方的天线,你会注意到它们很少是偶极子。它们中的许多都是长而尖的东西,在一个中心的悬臂上有一堆元素与之成直角,或者沿着一个中心的悬臂有一个三角形的单元阵列。屋顶电视天线就是一个很好的例子,以其发明者的名字命名为Yagi-Uda阵列。他们打算用无线电波来创造一个无线能量传输系统,结果发现他们创造了一个高度定向的阵列,其中一个偶极子由一组无源单元连接。偶极子仍然是一样的,所以如果你能估计它的大小,你就可以锁定频率。
对数周期天线
对数周期天线。这一个是好的250到2400兆赫。施瓦茨贝克messo - elektronik, CC BY-SA 3.0。
还有另一种类似于八木田阵列的天线,除了独特的三角形形状外,它看起来非常相似。这是一种叫做对数周期天线的宽带天线,它是由不同频率的偶极子组成的阵列。然而,如果你能估计每个偶极子的大小,就有可能通过观察最大和最小的偶极子计算出频率的分布。
Yagi-Uda天线和对数周期天线都是定向的,所以除了计算出它的频率,你还可以知道它与哪个电台通信。有一次,在一个夏日午后,我骑着摩托车,在牛津郡的小路上穿行,用这种方法寻找当地乡村自来水厂的基站,因为每个村子的小桅杆上都有一个约450 MHz的八木天线。把它们都在地图上排列起来,我就能找到控制点,并不特别令人惊讶的是,控制点就在我们当地小镇的污水处理厂。
还有最后一种天线,你会在车辆和其他地方看到很多,垂直或鞭状天线。其中最简单的是一根四分之一波长的弹簧线,它可以很容易地猜测频率,但有一些复杂的情况会使猜测偏离轨道。你会经常看到鞭状天线的线圈在底部或在中间的某个点,这些可以是加载或相位线圈来改变天线的性能。通常情况下,它们是为了将较大的天线打包到较小的空间中,这使得整体长度作为引导的作用较小。如果说这其中有什么秘密的话,那就是大多数业余无线电爱好者已经看过足够多的天线了,所以我们可以通过与我们看过的天线进行比较来识别出困难的天线。
网友点评:
steven Naslund说:
增益是相对于理论各向同性散热器的输出增加。与完美的全向天线相比,在给定方向聚焦功率的天线确实具有“增益”。从本质上说,你放弃了功率输出的方向而不是你想要的方向。天线的方向性越强,增益就越大,但其代价是有效波束宽度变窄。
大卫说:
术语“增益”(至少在业余无线电圈中)被理解为“增益超过各向同性”,各向同性是自由空间中球形图样的表示,或者在某些情况下它意味着“增益超过离地相同高度的偶极子”。在第一种情况下,它被指定为dBi,在第二种情况下被指定为dBd。当然,这是由于方向性,但它仍然是一个真实和有效的辐射功率增益,在预定的方向,显然以牺牲其他方向的辐射功率为代价。
威廉·布莱尔说:
“天线没有功率增益。他们可能会获得定向‘收益’。”
是的,我有一个关于功率获得误解的幽默例子。在美国空军服役期间,我是一名微波和卫星通信维护技术员。链接“工程”部门只是几个级别较低的官员,像往常一样,他们可能在相关领域没有真正的技术专长。他们坚持为一个高出地面约8英尺的8GHz天线设置一个非常大的、用绳子隔开的地面辐射危险区,发射400mW的LOS,因为这在技术命令中没有特别豁免。我递给其中一人一个微波场强计,让他们找出危险所在。他们不得不爬到天线馈电喇叭那里去找。就在去另一个基地执行另一项任务之前,我给他们发了一篇匿名论文,题目是“固体金属能产生微波放大器(smmega)”,阐述了一系列波导连接的微波碟如何产生兆瓦级的输出功率。
雪莉·马尔克斯说:
由于移动和本地通信应用中水平偏振的使用逐渐消失,光晕逐渐消失。现在的汽车装置通常采用垂直偏振;根据频段的不同,天线可以是使用汽车作为地平面的四分之一垂直波,也可以是具有合适匹配网络的半波或5/8波单元,或者是由绝缘部分分隔的多个垂直单元组成的共线阵列。家庭装置使用类似但更大的垂直天线。
水平偏振仍然用于甚高频和超高频的定星。但像光晕这样的全向天线很少用于此;Yagi-Uda天线是常态。如果需要定向模式,Yagi-Uda也可以用于垂直偏振,但这需要为天线使用非导电支撑,以避免桅杆干扰天线的操作。
迈克尔·布莱克说:
60年前,甚高频主要是AM、CW和一点SSB。由于家用天线是水平方向的,在汽车上使用光晕以避免混合极化造成的损失是有意义的。
但到了六十年代末,调频变成了本地甚高频的东西。这改变了很多商业双向的习惯,这并不奇怪,因为它是从商业双向设备开始的。我不知道垂直是否被用来摆脱这些光晕。
但它把所有的通信设备,甚至是Comcraft设备都放在了展示架上。
echodelta说:
它们看起来像甚高频分离装置,而超高频微型吊杆更便宜,也更容易部署。往往针对不同方向的信号源,不需要转子。在数字电视出现之前,任何全波段电视天线都可以进行调频广播,并经常为所有三个波段做广告。调频在ch 6和ch 7之间,也是甚高频公共安全波段。
50多年前,我通过父母的电视天线(120英里或2视界)收听了芝加哥调频。直到最近几年,一根10英尺长的八木木还放在我楼上客厅的一根带轮子的杆子上。芝加哥,厄巴纳,印第安纳波利斯,拉斐特(普渡大学)直到2013年都没有调频广播。现在,高增益10dB天线在室外,目标是我们的NPR lpFM 200瓦,在山谷地形8英里远。虽然有网,但还是需要的。
家庭调频收音机对大多数人来说是一个时钟收音机,而对当地人来说,电视则有一个真正的天线。
Rog77说:
中型旋转器可以处理单个中型高频八木或日志周期14至30兆赫。所谓的“中型”,我指的是在12到18英尺的吊杆上安装了一些元件,重量不超过50磅的八木。小型甚高频/超高频八木可以与高频波束堆叠。这是一种非常常见的配置:一个三单元的“tribander”(20米、15米和10米),上面有一个6米和2米的八木。Rohn 25塔或HDBX自支撑塔的几个部分构成了一个坚固的天线系统。
乔·史密斯说:
在60年代早期,一些大学生在一张俄罗斯卫星的照片上按比例放大天线。通过确定频率,他们可以拦截它的信号。当时的控制信号是音频,所以解码信号可以让他们监视俄国人。在冷战时期有什么大不了的。
雪莉·马尔克斯说:
对数周期电视天线很常见。最初的超高频电视频段,范围从470到890兆赫,几乎是2:1的频率分布,几乎需要一个而不是Yagi-Uda设计,以提供良好的覆盖整个范围。在甚高频电视中也经常看到对数周期设计,并加入调频接收;覆盖范围从54到216兆赫。替代方案将是两个独立的Yagi-Udi部分;一个为54-88兆赫范围(通道2-6),另一个为174-216兆赫(通道7-13)。
编辑:黄飞
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