业余无线电车载系统在使用了一段时间后，可能会出现通信效果变差的现象，以前能够通信的位置，如今觉得通信起来有困难；或者需要增加发射功率对方才有满意的信号报告；感觉通信距离在慢慢缩短等，这些问题，通常是车载天线系统的性能在使用过程中变差所致。如何找出故障的原因？如何排除车载天线系统的故障？如何防止车载天线系统故障的产生？本文重点谈谈这方面的问题。
检测故障的工具及环境
要查找出车载天线系统发生故障的部位，需要准备SWR表、万用表、假负载和短同轴电缆等必要的测试仪表和工具（图1），这些也是一个业余无线电爱好者所应该备有的。SWR表又叫驻波比功率表，通常SWR表用于测量电压驻波比（VSWR）和高频发射功率的大小，在选购SWR表时根据实际的使用情况选择适用的测量功率等级和使用频率范围。假负载是一个高频无感电阻，它的电阻值的大小就是天线系统的标准阻抗50Ω，假负载的耗散功率应大于所要处理的高频发射功率。假负载的作用是为无线电收发信机和天线电缆系统提供一个标准恒定的负载，配合SWR表找出车载天线系统的故障部位。短同轴电缆应该是一条长度为30mm左右、特性良好的50Ω同轴电缆，两端配有合适的焊接良好的高频插头。这段同轴电缆的作用是作为SWR表的连接线。
由于车载移动天线的特性会因天线附近物体的影响而产生变化，因此在对车载天线系统进行调整测试或查找出故障前，首先应把车辆开到远离树木、广告牌和建筑物等四周开阔的停车场或空地上，使被测量车辆的四周3m内没有其他车辆，同时要确认周围没有大功率的无线电发射设备或高压线等，使车载移动天线系统处于比较理想的工作状态。
故障检测方法
在进行测试时先启动汽车的发动机，待发动机转速正常后，用万用表测量进入车载电台的电源电压，要分别测量出车载电台在接收和发射状态下的两个电压值。在接收状态下，电源电压应该是13.8V±10%，若收发两个电压值均在12V以下或两个电压值的差别在3V以上，说明电源线路有问题，影响车载电台的收发效果。重点检查汽车蓄电池、蓄电池充电电路、电路连接和电源引出线路等，逐步找出故障原因。
把假负载接在SWR表的输出端，用短同轴电缆连接SWR表的输入端和车载电台的输出端，测量车载电台的发射输出功率（如图2所示），正常值应该是收发信机标称输出功率的±10%以内，否则就是收发信机的发射输出功率有问题。把假负载去掉，在SWR表的输出端上接上车载天线系统的电缆（如图3所示），测量车载天线系统SWR。正常的SWR值应为1∶1.5以下， 若SWR在1∶2以上，就要怀疑车载天线系统存在故障了。最好在天线系统第一次调试完成后，对所测量的数据进行的记录资料，把这个原始记录和现在测量的数据进行比较，可大致了解天线系统的变化情况，更容易查找出故障的原因。
把电缆头从SWR表中拔出，天线也从天线座上取下来。用万用表测量同轴电缆屏蔽层和芯线是否有短路现象（图4）。通常天线系统的短路是由于同轴电缆与插头插座焊接不良，电缆头经过长期插拔扭动后部分焊接松开，使电缆芯线和屏蔽层有机会被绞合在一起引起短路。还有一种情况是电缆长期受较大的应力使电缆芯线和屏蔽层短路，常见于电缆通过门盖等的部位和电缆弯曲半径太小的部位。解决的办法就是平时尽量少插拔电缆头，插拔电缆头时要手握电缆头，不要用力牵拉同轴电缆。同轴电缆通过门盖缝时要注意调整好间隙，使门盖不会对同轴电缆有太大的压力。电缆不要弯曲得太厉害，应力不要长期集中在电缆的某个位置上（图5）。当查出故障原因后，把电缆连接不好的一段剪掉，重新焊好电缆头。当电缆和电缆头粗细规格不匹配时，电缆和电缆头不是紧密连接，在使用过程中也很容易引起电缆的屏蔽层和芯线短路（图6），这种现象在自制天线系统时容易发生。
如果用万用表测量到的开路电阻在500kΩ以下，就要检查电缆头和电缆是否进水。引起的原因多数是天线座的天线插座防水措施不够，或者同轴电缆外皮开裂等原因使雨水渗入电缆里，造成同轴电缆特性变化。如果确定是同轴电缆进水，通常这条同轴电缆就要报废，需要换一条新同轴电缆才能解决问题。因此要从刚开始安装天线系统时，就要切实做好同轴电缆和电缆接头的防水措施，用防水橡胶布密封同轴电缆和电缆接头。平时要注意多检查同轴电缆外皮的情况，发现破损及时用防水橡胶布进行包扎，若情况允许最好更换新同轴电缆。若单是天线插座进水，可以把天线插座拆下用热风筒把水分吹干，用万用表测量到的开路电阻正常后重新安装即可。
把同轴电缆的一端用导电线短路，用万用表测量同轴电缆的屏蔽层和芯线是否有开路现象（图7），正常同轴电缆系统的短路电阻测量值应该在几欧姆范围内，否则就要检查电缆和电缆头、电缆座等有无虚焊或断线等情况。同轴电缆开路也是多数由于同轴电缆与插头插座焊接不良引起。还有一种原因是由于电缆长期在某个部位扭动牵拉造成电缆芯线和屏蔽层金属疲劳断开，比较常见的是同轴电缆通过门盖等的部位经常反复开合引起。还有一种情况是在焊接时使用了有腐蚀性的焊剂，经过一段时间以后，焊剂把连接点腐蚀断开，这种情况常见于小厂生产的劣质磁性吸盘天线座。有时会出现测量出来同轴电缆系统的短路电阻值比较大的情况，其原因是焊接所用的焊锡不良或者焊锡长期在潮气和腐蚀气体的共同作用下变质所引起。有些电缆接头不是靠焊接而是靠机械压紧连接，则有可能接头松动或连接点受污染后产生微电池效应腐蚀而引起连接电阻增大。对于这种情况，需要把有怀疑的部件拆下来进行清理，再重新焊接和连接，使故障点消除。要清除这类故障隐患，首先要对电缆和电缆接头等进行密封防潮处理，经常保持这些部位处于干燥状态，焊接时不要采用有腐蚀性的焊剂。
5.测量SWR值和功率损耗
把天线从天线座中拧下来， 在天线插座上接入一个50Ω的假负载电阻，SWR表接在业余收发信机和电缆头之间（如图8所示）。在这个状态下测量出正常SWR数值应该是1∶1.0，由于同轴电缆和电缆头的配合可能会引起一些微小的失配， 数值若在1∶1.2以内也属正常。如果SWR测量数值在1∶1.5以上，就应该考虑是同轴电缆与天线座插头的连接有问题，或者是同轴电缆老化或受压等引起特性变差引起。在测量到SWR数值正常时，把SWR表打到功率测量挡测量收发信机的功率。再把电缆头从接SWR表改为接到收发信机的输出端，SWR表的输入端经短同轴电缆接天线座插头，假负载电阻接到SWR表的输出端（如图9所示）。测量这时的发射功率，与先前测得的发射功率相比较，就得出发射功率经过同轴电缆的功率损耗。这个损耗值和同轴电缆的粗细、长短和工作频率高低有关，电缆越细越长损耗值越大，工作频率越高损耗值也越大。在正常状态下，5m长的同轴电缆在430MHz（UHF）频段是在1.5dB（30%）的范围内，而7m长的同轴电缆大约是在2dB（40%）的范围内，如果超出这个数值范围就可以认为是同轴电缆的损耗太大。
造成同轴电缆的损耗和SWR值太大的原因是同轴电缆密封不好使同轴电缆内部进入了一氧化碳等腐蚀性气体，经过一段时间后腐蚀了同轴电缆内部的芯线和屏蔽层，把同轴电缆外皮剥开可见芯线和屏蔽层被腐蚀得发黑或有铜绿。同轴电缆若长期在高温高湿等条件下，会造成同轴电缆内部材料质量变化，还有同轴电缆由于长期受压扭曲等外部因素产生变形。当出现同轴电缆损耗和SWR值太大的故障时，比较明智的办法是换用一条特性良好的同轴电缆。在选用同轴电缆时应采用正品优质的同轴电缆，在同样大小的同轴电缆中优先选用低损耗的同轴电缆。在铺设同轴电缆时注意不要使其受过大的扭曲和受压，同轴电缆走线时应尽量避免靠近发动机仓等温度高的地方，以免同轴电缆长期在高温高湿的环境下加速老化，造成天线系统的性能在短期内恶化。
6.检查天线和接地的问题
如果经过上述的测量都在正常值范围内，故障就有可能是天线和接地的问题。把天线系统按图3连接，测量SWR值是否在1∶2以下，上下改变收发信机的发射频率，能否找到SWR值降低的点，若发现天线系统在另外的频率有好的SWR值，说明天线的谐振频率发生变化，使天线偏离于原工作频率点。造成天线偏离原工作频率点的原因可能是由于长期的震动使天线内部的匹配元件产生变化，也有可能由于天线密封不良进水使天线内部参数变化引起，不管由于什么原因引起，若是天线谐振频率发生变化，最保险的做法是另换一根新天线。如果你有DIY的兴趣，不妨把天线拆开找找原因，或者重新把天线再调整一次。
7.检查其他问题
经常频繁地拆装天线造成天线插座和天线之间因磨损或有脏物等原因而接触不良，会产生天线系统的SWR值时好时坏的故障。对于这种故障，首先想办法尽量不要频繁地拆装天线，调整天线插座芯子使之能与天线紧密接触，经常对天线和天线插座进行清洁。当天线拆除后，在天线插座上盖上合适的盖子，防止雨水、灰尘和脏物等落入天线插座里。
若无论发射频率如何变化，SWR值一直都维持在一个比较高的水平，可试着把工作频率四分之一波长长度的电线一头接到天线座的外面金属部分，另一头让其空着自然伸展垂向地上，代替天线系统的接地线路，重新测量天线系统的SWR值（图10），若天线系统的SWR值有很大改善，说明是天线系统的高频接地不良，引起天线系统的SWR变差。否则，就可以确定是天线损坏，最好是重新买一条新天线代换上去，再进行调试。
以上的测试过程既可用于车载移动天线系统，也可以用在对固定业余电台天线系统的测试、调整和维修。由于SWR表中的检测指示电路采用二极管检波，因此测量时SWR表有非线性误差，为克服SWR表的误差，在测量时需要提供10W左右的发射功率。因此，在进行测量调整时发射信号时间不要过长，以免无意中对其他爱好者的通信产生干扰。同样的测试也可以采用今年第7期杂志上的《车载天线的安装与调整》一文中介绍过的天线分析表进行。
（文/吴国光）