全国二米测向机评比资料

——天线方向性问题的简述

🏠 首页 《无线电》杂志 1983年 🔗 第4期 🔗 第25页 分类:制作经验 🔗 全国二米波段测向机评委会 🔗

在全国2米波段测向机评比中,我们对参加评比的测向机(不包括简易机)作了对比性的方向测试,并一一绘制了方向图。根据测试的方向图,我们对一些天线的几何尺寸进行了初步分析,提出一些探讨性意见,与大家共同磋商。

天线形式

参加这次评比的测向机大多采用2~3单元的八木天线,也有的采用缩短形螺旋天线及其它类型的天线。归纳起来有六种形式,见表1所示。

图1
图1 🔍原图 (994×1694)

测向运动的特点要求测向机的体积小巧,重量轻,结构牢固,便于携带,有一定适应通过障碍的能力。这些条件主要受天线结构、尺寸的影响。因此,在制作天线时,要考虑到这些因素。从参加这次评选的测向机看来,就天线使用的材料来说,大体有三种:铝管或合金铝管,薄壁铜管和钢卷尺。使用铝管可以减轻天线的重量,同时易于加工,有一定的强度,成本低。使用钢卷尺作的天线主要适应通过障碍物,不易打弯或折断。有的简易测向机天线是用包装箱子上的铁皮条叠合作的,主要是经济。

从天线结构看,一种为固定结构,将天线振子、测向机、天线支撑杆上用螺钉、卡子固定在一起;第二种结构为半固定式的,以测向机机身或天线支撑杆为主,将各振子通过螺栓固定在一起;第三种为折叠式和拉杆式天线。第一种结构的优点是一经调整好天线的尺寸后,方向性等参数不易变化,结构牢固、制作容易,缺点是平常不便携带,拆卸稍费心。第二种结构具有第一种结构的优点、但制作较复杂。第三种具有携带方便的优点,但制作比较复杂,成本也较贵,同时相对来说牢固性比较差些。

测试方向图

测试方向图时,我们选择了大于两千平米的空旷田野作为测试区,区内没有电力、电话线,没有高大的建筑物。用2米波段信号源或超高频功率发生器作为发射源,发射频率调到145兆赫,调幅信号频率为1000赫。测向机和信号源的天线离地面高度为2米,接收天线与发射天线相距50米。

选定机器本身输出功率为10mw的电压值作为测试标准,被测天线连同测向机机体放置在特制的转台上。测试时,力求照顾到不同结构、不同工作原理的机器,将它们调整到接近竞赛使用的工作状态。如果有的机器由于某些原因调不到10毫瓦输出时,则取相应的电压值作标准,再进行测试。

测试时,转动转台0°~360°,以每10°为间隔测出输出电压值,然后在极坐标纸上描出方向图曲线。测试后将绘制的方向图按好、坏分成4类,见表2所示。表2中所绘的方向图是各类无线有代表性的一种。在表1中还列出了各种天线类型达到表2中各类标准的台数。

图2
图2 🔍原图 (908×2004)

几点参考意见

1.关于两米波段测向机使用八木天线尺寸的选择。

这种天线的参数计算方法和设计方法比较复杂,且变化因素较多,一般计算较复杂,所以实际上往往是兼用设计经验与实验方法提出一些经验数据来确定各单元的几何尺寸。考虑到测向机本身应有的特点,如单一频率、对天线的增益、效率等参数可大大放宽考虑范围,以及天线尺寸尽量小、重量要轻等,我们根据有关资料的介绍,汇总了一组天线尺寸设计范围(以三单元八木天线为例),供大家参考。

图3
图3 🔍原图 (387×394)

设三单元天线如图,已知λ=2070mm(按145兆赫考虑),用φ6~φ8mm的合金铝管。

计算时,(1)选取半波偶极振子。一般取L\(_{1}\)=(0.45~0.49)λ=931~1014mm;

(2)引向器:一般取L\(_{3}\)=(0.4~0.44)λ

=(828~910)mm

(3)反射器:一般取L\(_{2}\)=(0.5~0.55)λ

=(1035~1138)mm

当各振子的几何尺寸按上述范围选取后,再取振子间的间距。一般当d\(_{3}\)取大时,方向图主瓣变窄,但旁瓣数目和数值会随之增大。在测向机中考虑到主瓣和天线尺寸的兼顾,又希望旁瓣少一些,小一些,适当选取d3在0.2λ以下(即414毫米以下)是有益的。对d\(_{2}\)的选择,一般取在(0.15~0.17)λ时(即310~350毫米范围)对减小后瓣有好处。W一般选取20~40毫米合适,对方向性影响不大。

在制作天线时,为保证得到一定的方向图,可以有多种不同振子长度、不同间距的组合尺寸。因此,在制作的主要靠实验方法来最后决定天线的几何尺寸,前面给的天线数据,仅供实验时参考。

2.从这次测试结果来看,有些测向机使用的天线尺寸虽然相同,但方向图却差别很大,我们考虑可能有以下几种原因:

a.天钱振子尺寸与各振子之间的距离没有调整好;b.天线、馈线与输入回路之间没很好地匹配。我们知道半波偶极子天线的阻抗约为75欧,但加上引向器、反射器后,由于相互影响,天线的阻抗会降低,尤其是反射振子与馈电振子之间的距离对阻抗的影响较大。因此,如果没有很好地进行试验就决定了天线的尺寸,都会影响方向图的。同样,输入回路选择得不合适、馈线使用不当及阻抗变换器连接得不正确等,也影响方向图。有的天线在设计时,在引向器与反射器之间加了“加感线圈”,结果也使方向图变坏。

3.通过测试评比,我们向大家推荐几种有代表性、方向图较好的无线尺寸,见表3所示。(全国二米波段测向机评委会 供稿)

图4
图4 🔍原图 (940×1559)