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我的“打星小钢炮”——UV双段Moxon手持卫星天线的制作
发表日期:2014-06-09 10:06:27 来源: 作者: 【 】 浏览:9468次 评论:0

/宋文利(BG2TOS

我们在电影电视剧中时常见到剧中人利用太空中的卫星进行通信,这是我非常喜欢的影视情节,如果能用普通的电台通过卫星通联更是一种梦想。我加入了HAM阵营,有了呼号之后感觉离梦想越来越近。多次向前辈学习后,我着手实现DIY制作手持定向天线的梦想。

下面,我把天线制作过程分享给大家。

材料准备

定向天线的种类不少,各种制作教程网上很多。我没有天线分析仪,也没有驻波表,只有一块数字万用表和手持电台。所以选择一种易匹配、结构简单的天线很重要。网上一篇介绍Moxon天线的文章让我眼前一亮,翻来覆去读了好几遍。该天线的特点是仅有2个单元,一个驱动单元,一个反射器,结构非常简单。机械尺寸小,调试制作容易,增益6dBi左右,50Ω馈线直接匹配。最大的优点前后增益比25dBi左右,噪声小。我在此基础上增加了引向器,使其效率更高。

材料:铜焊条(可以用6平方铜线替代)、尼龙扎带、一次性筷子、套扣搬丝、M4螺丝帽、PVC塑管及-3同轴电缆。

工具:电钻、钳子、望远镜、数字万用表。

备好材料后,开始动手制作。首先,根据软件算出振子的各项数据。(Moxon天线计算软件可以到网上搜索下载)

1 Moxon天线矩形尺寸计算器界面

如图2所示,为方便振子的固定,我选择了铜焊条套丝扣的方法,用螺丝把振子固定在PVC塑管上。如图3所示,把馈线同轴电缆的接头做好。如图4所示,用M4螺丝帽将振子固定到PVC管上,同时也把馈线固定。

2 固定振子

3 馈线同轴电缆接头

4 固定振子

5 固定反射器

振子固定后,把反射器也固定到PVC管上,同时用尼龙扎带和一次性筷子把反射器与振子按照软件尺寸固定好,效果如图5所示。

引向器制作

振子部分制作完毕,下面开始增加引向器。

增加引向器成功与否,关键在于辐射出去的信号能否与信号频率谐振以达到提高辐射增益的目的。在没有天线分析仪、没有驻波表、没有场强仪的条件下,如何直观地检测到引向器的尺寸呢?这难不倒我们喜欢DIYHAM。我制作了一个简易的场强仪,如图6所示为电路图。

材料:2 200PF瓷片电容3个、1N602AP9 2个、100kΩ可调电阻一个、数字万用表1台(利用直流电压最小挡)、天线2根(U段、V1/4波长导线各一根)。

6 场强仪电路图

7 搭建场强仪电路

8 万用表直流电压最小挡

依照电路图简单搭建场强仪电路,使用数字万用表直流电压最小档进行测试。找出很久不用的望远镜远距离观测万用表数据。

开始“打星”

找一开阔地,手持电台接上天线,1W功率发射,用望远镜看10m以外的场强仪。moxon双段天线于手持电台的选用没有特殊的要求。V段和U段两个手持电台,5W发射功率,完全可以打开卫星中继。先增加一级引向器,修剪引向器长短,看场强仪数字的变化。要多准备些铁线或者铜线用来修剪,引向器逐级修剪,待场强表最大指示再进行下一级引向器的增加。

9 我在楼顶进行测试

10 夹住PTT

如图10所示,用小铁夹夹住耳机的PTT键,使其长时间发射。修剪引向器长度和间距,望远镜观察远处场强仪的变化。虽然是很土的方法,但很管用。

11 望远镜中观察场强仪数据

经过逐一测量,U段加了4级引向器,V段增加了一级,基本成型,和不加引向器万用表指示相差约2.5倍。

数据总结

通过实际场强测量,得到引向器的数据如下:

V 段引向器和振子距离 55cm、长度92cm

U 段引向器和振子距离 14cm(每个间距都是14cm)、长度分别是 29cm27cm26cm25cm

    因每人制作的材料不同、精度不同,此数据仅供参考,应以实际测量为准。

    使用成绩

2010年,我迷上了业余卫星,东北沈阳寒冷的冬季丝毫阻挡不住我对业余卫星通信的热爱,经常下雪天零下18带着手套手持天线在户外通联。
   
用此天线我分别通过HO-68AO-27SO-50AO-51卫星,通联了新疆、广州、北京、黑龙江、香港、台湾等国内HAM,以及俄罗斯、韩国、日本、泰国、马来西亚等国外HAM,通联记录如图12所示。

12 通联记录

升级改造

2011年,我对此天线进行了升级改造:主梁去掉了PVC塑管,改用铝方管,比以前更轻更坚固。V段在原来一级引向器基础上又增加一级,使得V段上行信号加强许多,打开转发器更容易。

此款增加引向器的Moxon天线,选材容易,材料价格低廉,很适合业余制作。制作过程也简单,使用DIY简单场强仪可以很直观地看出引向器调试的效果,另外与-3同轴电缆直接匹配,更省去许多烦恼。只要在引向器调试过程中场强得到最大值,就可以确定引向器的位置和长短,非常容易成功,适合没有调试设备的HAM

喜欢业余卫星通信的爱好者们,都动起手来吧,让手持电台5W功率发射到卫星上去吧,期待着与你们通联,卫星上见!

 

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Tags:双段 Moxon 手持 卫星 天线 制作 责任编辑:许博翔
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