自制短波天线(短波天线的制作)

首先值得肯定的是，小环天线的性能很强，性能接近全尺寸偶极子或者垂直天线。这就为很多空受限的粉丝提供了在家操作业余电台的可能。

由于短波巨大的天线往往让很多发烧友望而却步，40米波段全尺寸偶极天线20米长是真的。国内的粉丝和国外的粉丝不一样，大部分生活在城市里，很难架设这么庞大的天线。小环天线无疑是一个折中的选择，但需要注意的是，钢筋混凝土建筑对无线电信号的屏蔽很差，小环天线的室内使用效果会大打折扣。更何况室内金属物体和钢筋混凝土墙壁对信号的反射会让信号变得非常复杂。小环是一个很好的天线，但是它的性能很难在室内展示。没办法放在阳台上，解决了有没有天线的问题。另外，携带方便，可以在野外使用。

小型环形天线的辐射电阻非常低。为了提高效率，应该使用较厚的振动器，并且还必须考虑串联谐振电容器的损耗。使用中注意安全。100w的发射功率会产生几十安培的电流，调谐电容上产生的电压高达10000V .而且小环的Q值很高，这就决定了它的工作带宽很窄。如果频率变化超过5 khz，就必须重新调谐，这也带来了非常好的信号选择性。

Bob Colegrove分享了他关于制作无源、谐振、变压器耦合环路(PRTCL)天线的优秀文章:DIY:如何构建用于HF接收的无源谐振变压器耦合环路天线。

用于短波的无源、谐振、变压器耦合环形天线

文本:鲍勃·科尔格罗夫

朱毅编译的BG5WKP

多年来，我一直抵制制造户外天线的无谓努力。相反，我专注于在室内收集信号进行接收。年前，我可以自由进入藏书丰富的工科图书馆，利用自己的优势搜集关于环形天线的理论和研发的资料，这对于英语专业的我来说是一项艰巨的任务。最终，通过遵循一些基本规则(有些可以追溯到100年前)，我发现室内无源天线只有在与几平方英尺的电磁能量相交时，才能达到相当满意的性能。

天线理论

与非谐振环形天线相比，谐振环形天线有两个优点。首先，是当你到达共振点时，信号急剧增加的事实。第二个优势紧随第一个，因为谐振提供了一个自然的带通，可以抑制较高和较低的频率。这为接收机提供了一个良好的开端，可以减少互调或其他错误响应。这些天线的共同缺点是，谐振环形天线设计为窄带天线，每当接收器频率改变几kHz时，就必须重新调谐。另一方面，当你拿起这些天线中的任何一个并知道何时调谐它们时，没有什么比你看到的S米和听到的声音更有价值了。

这里介绍的环形天线没有什么创新之处。这只是我可以收集和应用的信息的提炼。整个文献中有很多重复的观点，其中之一就是环形天线“有效高度”的方程。这基本上可以归结为“NA乘积”，其中n是环形天线的匝数，a是它们的连接面积。换句话说，线圈具有尽可能多的电感。不幸的是，对于谐振环形天线，最大线圈尺寸随着频率而减小。

由于电感的限制，最小化谐振频率公式中的无用电容以实现最高的电感/电容(L/C)比是一个挑战。一些不可用的电容器以分布电容或线圈匝间自电容的形式内置于线圈本身。这不能完全消除，但可以通过将线圈缠绕成扁平螺旋而不是螺线管，并在匝之间保持良好的间距来最小化。

第二个技巧是使用可变电容。即使电路板完全打开，仍有约10至20皮法的剩余电容无法用于调谐目的。一个简单的解决办法是串联一个电容，这个电容大约是可变电容最大值的1/4。这有效地降低了最小容量并扩展了较高的频率范围。为了恢复可变电容的整个工作范围，可以通过“波段开关”旁路固定电容。串联电容短路后，可变电容将在其正常范围内工作，并将其覆盖范围扩展到低频。

枯燥的理论，然后DIY

天线施工

我做了一个类似的环形天线，覆盖长波，中波，短波，最高23 MHz左右。我想针对短波频谱中最活跃的部分优化这个环形天线。因此，它涵盖大约2.6至12.3 MHz。参见图1。

图1. 用于短波的无源，谐振，变压器耦合环形天线图一。短波无源谐振变压器耦合环形天线

图2是天线的示意图。Cd(红色)是初级线圈L1的分布电容。这不是可调电容，但还是会引起谐振。同样，C1的最小电容为15 pf。通过增加C2，可以减小最小总电容，从而大大增加天线的上限范围。S1是“波段开关”。它会短路串联电容，并恢复最大低频。

图2. 原理图2.示意图

天线框架:由3/8平方英寸(2.41935平方厘米)椴木或杨木钉制成(见文末“特殊部件”)。两个长度为36英寸(91.44厘米)的部分以“”的间隔进行了预钻孔，以容纳初级和次级线圈导线(想想网球拍的外观)。这是一个好主意，钻孔的长度每个引脚。您可能会决定以后进行更改，在组装好的天线上钻孔并不容易。类似地，两个销在中心开槽以相互配合。参见图3和图4。图4中的透明塑料托盘是CD轴上的包装托盘。它被粘在方形的大头针上，用来把它们固定成直角。任何坚硬轻质的材料都可以。

图3. 方销显示了½”的孔间距和次级线圈的布置图3。方形引脚显示了孔间距和次级线圈的排列。

图4. 交叉构件的缺口和方形销钉的加固图4。横梁的间隙和方形销的加强

初级线圈:直径为36英寸(91.44厘米)的线圈。您可能无法获得超过两圈的导线来产生频率高达12 MHz的谐振。这考虑了上述预防措施，以最小化不可用的电容。使用AWG 22绝缘绞线捆绑线圈。确保针脚彼此成直角。请注意，定位销上的一组孔在第一圈和第二圈之间被跳过。

AWG(美国线规)美国线规是区分导线直径的标准，也称为布朗&夏普线规。这种标准化的线规系统自1857年以来一直在美国使用。AWG的先前值(例如24AWG、26AWG)表示在形成最终直径之前导体必须穿过的孔的数量。值越大，穿过孔的导体等级越高，导体直径越小。粗导线的物理强度更好，电阻更低，但导线越粗，制作电缆需要的铜就越多，这将导致电缆更重，安装更困难，价格更贵。电缆设计的挑战是使用直径尽可能小的导体(降低成本和安装复杂性)，同时确保导体在必要的电压和频率下具有最大的容量。

具有不同AWG值的导线的直径、面积和重量:

调谐电容:几乎所有可用的可变电容都可以工作。对于一个典型的2座单元，每个座组可以通过一个公共的转子部分和一个金属框架串联，每个座的定子端子用作外部端子。如上所述，这将导致更低的最小电容。

对于这里的天线，一个单端365 pf电容(请参考文章末尾的“特殊部分”)与一个固定云母电容串联使用。可变电容的最小标称电容为15 pf。图5示出了用于初级线圈的电容器组件。该组件安装在穿孔电路板上，该电路板又安装在垂直方形销的底部。后面可以看到部分底座。建议使用大直径调节旋钮，因为正确制造的环形天线的峰值调节将非常灵敏，需要小心调节。作为选择，我在其他天线上使用了行星减速机构，使电容轴的比例为8: 1。

您可能会注意到，在高频情况下，由于旋钮或调谐电容器周围的物理接触，天线有些不稳定。这是因为谐振电路工作在非常高的L/C比，而电容只有几皮法。人体的电容会使天线失谐。用绝缘轴将旋钮从调谐电容器伸出2或3英寸(5.08或7.62厘米)可能是有用的。

图5.电容器组件图5。电容器组件

次级线圈:次级线圈以低阻抗工作，为引入线馈电。控制次级线圈的尺寸有两个极端。太小的线圈不会吸收初级线圈共振时产生的太多磁场。另一方面，过大的次级线圈会使初级线圈过载或过载。这将降低天线的Q值或天线调谐灵敏度。

次级线圈的最大匝数为对角线16英寸(40.64厘米)，由7匝AWG 20总线组成。使用了汇流条，所以线圈在第一、二、三、四、六圈后可以轻松拉出。第七个圆圈目前没有使用。当天线用于宽频率范围时，抽头线圈将提供与引入线更好的阻抗匹配。龙头由旋转开关选择。连接抽头，以便可以首先使用外匝，并且可以根据需要连接内匝。重要的是，未使用的线匝保持不连接(空空闲)，而不是短路。参见图6。

图6. 次级线圈开关图6。次级线圈开关

引入线:双绞线AWG 22绞线用作引入线。这将比同轴电缆更灵活。引入线应尽可能短并拉紧，以免自身吸收任何信号。这对短波频率很重要。双绞线可以由两段钢丝制成，其中一组末端固定在虎钳中，另一组末端在手钻的卡盘中绞合。大多数便携式收音机在外部天线连接点处配有标准的1/8英寸(0.3175厘米)电话插孔。因此，天线端接一个1/8英寸(0.3175厘米)的电话插头。

基地:基地没什么特别的。给你的唯一指示应该是使它尽可能稳定。由于框架很轻，电容器组件和其他部件的大部分重量将位于底部。这有助于天线的稳定性。这个天线的底部使用了一个5英寸(12.7厘米)的塑料瓶盖。保持底座较小，因为天线可能在桌子上工作。

天线操作方式

天线应在收音机附近操作，例如在书桌或桌子上。必须有足够多的空侧转环。如上所述，这种天线的范围是2.6 MHz到12.3 MHz，大约有8 MHz的频带重叠。根据您选择的电容，范围和重叠可能略有不同。

将接收器调到所需的频率。将天线上的波段开关设置为相应的波段。调整天线电容器使其谐振（峰值信号）。将辅助开关旋转到最大信号强度的位置。从次要匝数最少（通常为一匝）开始。可能需要重新调整初级线圈。

重复此过程，测试较高或较低频段的工作情况。

与用于长波和中波接收的类似环路不同，该天线对峰值或空信号接收的方向没有特殊响应。但是，您会发现减少或消除本地产生的噪声很有用。只要旋转天线的底座。

天线修正

天线的基本概念可以很容易地扩展到更高或更低的频率。减少初级线圈的内匝数将显著增加上限频率；相反，增加圈数会增加下限范围。请注意，初级线圈的结会跳过第一圈和第二圈之间的方形引脚上的一组孔。这使得匝间分布电容最小化。如果增加额外的匝数以降低工作频率，则应保持该间隔。

专用零件

下面列出了方形木制引脚和单个365 pf可变电容的一些来源。作者不赞成其中任何一个。同类电容价格相差很大。

方榫:

可变电容(365 pf):

天线看似简单，但其理论和实践需要深入咀嚼。尤其是了解了原理，更有利于后续的DIY制作。社交隔离期间，手把手教你做环形天线，你还在等什么？