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制"瓢"工程 ——自制天線系統

作者:由 失傳技術研究所 發表于 動漫時間:2022-10-29

系統框圖有了,接下來的活對我這樣一個半調子來說難度比較大。所以基本就是搬抄國外HAM的技術和資料,所以我把這命名為“制瓢“工程,真不知道我什麼時候能來個“種葫蘆”工程

制"瓢"工程 ——自制天線系統

好了廢話不多說,進入正題,關於這個“瓢”到底要怎麼制,要考慮的東西還是蠻多的,不過最主要是就是電臺、功放、低噪聲放大器、天線這四個部分了。

一、電臺(RIG)

國外比較流行的是用短波電臺+converter , 也有人直接用TS2000X或者IC910+UX910(1。2G配件)和 TS2000+UT20(1。2G配件)等等,短波電臺+converter 應該是最好的選擇,但converter對我這樣一個沒經驗,沒測試裝置的人來說製作難度較大,買個成品吧,價格並不便宜,要是給個白菜價(或者你認為是白菜價),那就不用考慮了,Go ahead!

二、功放(PA)

這個目前還是要保持低調,鑑於頻率比較高,出於人身安全考慮,個人認為能多小就多小吧,不過我敢肯定的說,小於50W的輸出絕對會讓你抓狂

制"瓢"工程 ——自制天線系統

三、低噪聲放大器(LNA)

LNA就是EME催化劑,沒有它應該也可以進行QSO,但是有了它肯定能讓你通上更多的電臺。至於NB大小嘛,那就像電腦跑分一樣了,你認為它多少好呢?個人的建議是不要超過0。5,最好是在0。3以下吧,問我為什麼?好吧,請看大標題。

四、天線(ANT)

天線應該算是“瓢“的核心部分吧,兩種選擇:A:多單元八木陣 B:拋物面天線(老外好像叫它dish antenna), 管它呢,反正這個dish antenna我就叫它 ”衛星天線“,這名字多好,通俗易懂,造這個可以避免一堆的麻煩。要不你造幾條蜈蚣掛你家屋頂上試試,看看樓下那些爺爺奶奶叔叔阿姨們怎麼招呼你(喜歡野戰的除外),所以A 抑或 B ,請自行選擇。附加說明:當蜈蚣數量足夠多,每條蜈蚣足夠長,腳足夠多的時候它和盤子起的作用基本一樣。

、3米的天線

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

第一次的23cm CW EME QSO 值得紀念一下。玩EME以來第一次完成CW雙向通訊,真正的EME communication

第一次的23cm EME JT65C模式,天籟之音

第一次的23cm EME 小規模Pile-Up,個個都是超強的訊號,看著有點小激動。

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收到的幾張卡片:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

今天我們討論一下EME裝置,不過在這之前我還是要先強調一下EME的四個充要條件:1、具有成為夜貓子的潛質,2、具有強鍵的體魄;3、具有足夠熱度的腦袋;4、擁有一片自已的天空。缺其中1項者建議考慮。缺其中2項的建議認真考慮;缺其中3項的,你自個看著辦吧;什麼都沒有的,GAME OVER。

關於裝置,我想是不是應該先討論一下電臺?嗯,電臺的選擇昨天大概說了一下,今天就說我的TS2000 +UT20吧。TS2000有種型號是TS2000X,這個就是全波段的包括1。2G的了。我的沒有後綴X,就只能到400MHZ了,要上1。2G的就必需上UT20選配件。一開始我是想找UX910來升級IC910H來著,不過始終找不到合適的,後來一次偶然的機會,看到什麼閒魚網上BA7KPP正好在出售UT-20配件,價格還可以,KPP也很爽快,還了次價後就立馬成交了,我那個後悔啊,早知道麼要再還低一點,看來還是性子太急啊。唉,這輩子怕是改不了了。

一、加裝UT-20

1、安裝過程忘了記錄了,不過萬能的網上有“葫蘆”(

http://www。

enduro。idl。pl/UT_20/

)。

2、安裝過程還是蠻簡單,安裝好,上電、開機,一切正常。等等,好象有哪不對勁,-80DB的訊號輸入,怎麼S表一點顯示也沒有?再來-70、-50、-30、-10,不行了,這是要把機器烤焦的節奏。算了,還是去牆外瞄一眼吧,也許有好風景。於是。。。。。

據說,給TS2000進補後,必需進行全身保養,否則進補達不到功效。

二、調整韌體設定

按順序來,就是SY英文水平太差,沒能力翻譯,就只能用“葫蘆”了:

1、下載TS2000全身保養專用程式(維修韌體):

http://

yunpan。cn/c3U4YJAiK3qWt

2、下載TS-2000升級用韌體(使用者韌體):

http://

yunpan。cn/c3U7dp2nydIPQ

3、學習一下TS-2000韌體更新方法:

http://

yunpan。cn/c3UavaWMCTbNd

4、可以看一下老外給TS2000升級的影片,不過要自個爬牆:https:///watch?v=JREIHyn6fG8

5、下載需要調整的內容說明(包括怎麼設定S表和輸出功率啥的):

http://

yunpan。cn/c3UTmCCgRdHbN

6、當上面5步都走完了,就可以進入維修選單,對S表和功率進行設定了。

最後,嚴格按照“葫蘆”的樣子走一遍後,大概就是這樣: 下載維修韌體——>安裝執行————>照樣子連線電腦,開啟讀寫開關啥的——>寫入維修韌體——>按程式進行設定和調整——>退出——->重新安裝一遍使用者韌體——>完工。要是不明白就認真研究一下更新方法吧。

當所有的一切完成後,上電、開機、給訊號,這時的S有應該很正常了,好了, 希望沒浪費補藥。

三、收發分離

為什麼要分離?從我這說就兩原因,一是收發隔離了安全,二是天線系統的要求(天線是收發分離的這個以後會明白的)。不多說啥了,還是直接上個”葫蘆“吧:

https://

pan。baidu。com/s/1JcBZmt

ew0MVfw5sgvqu4QQ

(From

http://www。

k2txb。com/rxinput。htm

)。這個是不是有點簡單! SY藉助百度翻譯的力量居然也看明白了。

上週五,女兒感冒發燒了,細心服侍了三天,昨天終於迴歸正常作息時間,可晚上放學回家說老師要她把週五的回家作業都給補上,於是作業一直做到今天00:30,唉!現在這教育到底是怎麼了………。我好象有點明白為什麼我只能做瓢而做不了葫蘆了。哎呀!廢話越來越多了,不說這些個了,還是迴歸正題吧,今天討論一下23cmEME天線的選擇問題。

個人認為制約EME通訊效果的主要因素有三個:一是電磁環境,二是天線,三個功率。所以我覺著,天線應該是”瓢“的最主要的部分了。用什麼樣的天線,之前就已經初步討論過了,也就是在形式上一般都採用拋物面天線,不過臨時性應用或是野外活動選擇Yagi的也是很多的,這個我們不多作研究,因為咱這畢竟只是個”瓢“。天線形式定了,接下來就要選擇天線的大小和增益了,先看一下HB9Q對於和他們作EME雙向通訊所需的最小系統配置要求:

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也就是說,你用一根Yagi和25W的功率就有可能在23cm段和他們進行EME雙向通訊,當然他們也沒說這“蜈蚣”應該多壯實,也許是怕太弱小的蜈蚣還沒爬上月亮就被昴日星官給正法了吧。

那麼,天線增益到底需要多大? 我只想說“適合你的才是最好的”。個人覺著天線的增益大小在很大程度上取決於你的需要,換句話說就是你有什麼樣的條件、準備通聯多少電臺、通什麼樣的電臺:

1、如果你身在一個從未有過EME通訊紀錄的網格里,或者你的對手擁有威力巨大的核彈的話(10米及以上口徑的天線,KW級的輸出),那還有什麼好說的,一根長不用太長的八木和2、3十瓦的功率就能引爆他們,甚至更弱的配置都有可能;

2、如果你的對手擁有導彈或遠端大炮的話(5米左右口徑的天線,500W左右的輸出),那麼一面1-2米的天線和50W左右的功率應該能炸到他了;

3、如果對方有山炮或是機關槍的話(3米左右口徑的天線,100W以上的功率),那你怎麼著也要有機關槍(2米左右口徑的天線)吧,要不然怕是頂不住的。

4、如果對方只有小米加步槍(1-2米口徑的天線,50W左右的功率)甚至只有火銃(八木 +50w以下功率)那咱就得先把自個改造升級成導彈或甚至核彈才行,最最起碼也要遠端大炮吧,要不然那麼遠那麼小的目標,夠不著啊!

宣告:以上這些內純屬猜想,未經理論計算和實踐,僅供參考!!!

話說回來,我個人覺著這些都不是絕對的,業餘無線電玩的是什麼?不就是意外和驚喜嗎(當然有能力、有水平研究通訊原理和無線電技術技術等等的除外),要是哪天你用步槍幹掉了機關槍,那才爽呢

制"瓢"工程 ——自制天線系統

。但要是在開戰前就把包括彈道、傷亡人數、勝負等等一切都計算好了(網上有很多的計算軟體,就是用來算這些引數的,我真的很佩服老外,他們能把一個看似無法預測的過程變成可以精確計算的過程,甚至可以把每一段饋線、每一個接頭的損失等等都計算在內了,最後給出計算結果,告訴你能不能收到對方的訊號,且這個訊號應該有多強

制"瓢"工程 ——自制天線系統

),計算結果能獲勝還好,要是勝算太低,是不是就直接投降呢?要真那的話,那還有什麼好玩的呢,咱直接上網聊天得了,又快又穩當。

以下是用老外的計算檔案計算得到的拋物面天線的直徑和增益的關係表(天線輻射效率60%,頻率1296MHZ)。

直徑(米)

增益(dBi)

直徑(米)

增益(dBi)

1

20。4

7

37。3

2

26。5

8

38。5

3

30

9

39。5

4

32。5

10

40。4

5

34。4

11

41。3

6

36

12

42

結論:天線最終的確定應該是根據個人的需要、目標及實際條件(包括經濟和場地條件等)綜合考慮的結果,無需強求,小米加步搶一樣也能打天下!

上午領導要求找材料,結果想找的沒找到,卻看到了這個三年前為了去張家港年會上交流而準備的PPT,記得當時認真準備了兩個星期,但後來卻因為各種原因,沒能拿出來和大家交流,回想起來還是有那麼一點遺憾。不管這些了,先放在網盤裡再說,相信這個對那些想要進入業餘無線電空通訊大門的人來說應該有那麼一點點的作用吧。

業餘無線電空間通訊基礎 :

https://

pan。baidu。com/s/1uUueGc

F2QgwPCJ_XyiMz0g

天線底座和網面解決了接下來要解決饋源(feed)問題了,之前對於拋物面天線的理解僅限於衛星天線,對作為發射天線來用完全不明白。在爬牆去外面學習了一段時間後,總算是有一點點收穫,成功升級到幼兒園小班,下面是小朋友畫瓢(23cm feed)的過程。

在學習中,小朋友還發現老外們做的23cm 饋源通常有以下幾種形式W2IMU、VE4MA、VE4MA Super 、OK1DFC 以及RA3AQ型。

這麼些樣式的饋源,到底哪種才是最好的呢?這個問題我問了自已無數遍,但在研究了二個多星期,還是完全沒有方向,最後是在看了這篇文章(

http://www。

2ingandlin。se/Feed_Phil

osophy。html

)後才著手製作。上面所說的這些饋源,其實效能差異並不是太大,究竟採用哪種形式的, 這主要還是取決於天線的F/D和你的偏好,下面是小朋友對這些饋源效能的理解:

1、W2IMU饋源:採用圓形波導,適用相對焦徑比較大的拋物面,相對輻射效率較高,對盤面的阻擋較小,但製作難度比較大,適用F/D:0。45-0。55的盤面。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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W2IMU饋源

2、VE4MA饋源:也採用圓形波導加圓形扼流圈,它比較適用於中等焦徑比的拋物面,輻射效率適中,製作難度一般,一般適用於F/D:0。35-0。45的盤面。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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VE4MA饋源

3、超級VE4MA饋源:簡單的說就是放大版的VE4MA饋源,當然不是放大波導的尺寸,而是採用了超大尺寸的扼流圈,這使得它的整體效率有所提高,但對盤面的阻擋更大,一般適用於F/D 0。35-0。45的盤面;

4、OK1DFC饋源:採用的是方型波導管,無扼流圈,這使得它製作起來相對比較容易,同時它在內部採用階梯隔板,在產生圓極化訊號的同時,提高了收/發隔離度,雖然整體效率沒有VE4MA高,但對盤面的阻擋最小(約15cm*15cm)這對於小口徑的天線來說也是比較重要的一個因素,一般適用於F/D:0。35-0。4的盤面;

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OK1DFC 饋源

5、OK1DFC (加圓形扼流圈)是在OK1DFC饋源的基礎上在前端也加上了圓形扼流圈,從而提高了饋源的整體效率;便對盤面的阻擋增加較多,一般適用於F/D:0。33-0。43的盤面;

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OK1DFC 加扼流圈

6、RA3AQ饋源:和OK1DFC(加扼流圈)饋源相似,同樣也是方形波導加圓形扼流圈,同時由於它中間多了段套管,因此製作難度相對OK1DFC增加不少,一般適用於F/D:0。39-0。45的盤面;

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RA3AQ饋源

下面這張圖能看出來和OK1DFC不一樣的地方了。

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RA3AQ饋源

7、另外還有一種VE4MA的變種,就是在它內部用一塊隔梯隔板代替原設計的十個螺絲來產生圓極化訊號,這個改運提高了收/發端的隔離度,使得它的整體效能得到進一步提高,但這樣一來整個饋源的製作難度就更大了。

各種饋源的比較

饋源名稱

波導

形式

輻射

效率

適用的F/D

適用口徑

製作

難度

W2IMU feed

圓形

較高

0。45-0。55

一般

較大

RA3AQ septum feed

方形

較高

0。35-0。45

一般

較大

Super VE4MA feed

圓形

較高

0。35-0。45

較大

一般

VE4MA feed

圓形

一般

0。35-0。4

一般

一般

OK1DFC

Septum feed with ring

方形+圓形環

一般

0。33-0。43

一般

較容易

OK1DFC

septum feed

方形無圓環

較低

0。39-0。45

容易

制"瓢"工程 ——自制天線系統

以上是幼兒園小朋友交的作業,想要了解更多請自行GOOGLE 23cm dish feed,或者去W1GHZ 的主頁 (http://www.w1ghz.org/antbook/conf/conf.htm)學習吧。

剛收到的,OK1DFC的QSL卡,OK1DFC是不是有點耳熟,沒錯,我現在用的23cm饋源就是用的他的設計,他設計的方形隔板饋源很多受好者都在用,製作簡單,效能優良。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

接著之前的話題,討論一下天線系統的製作吧。這個制“瓢”工程花時間最長的一項內容,足足花了兩個多月的時間。從選擇天線,購置拋物面,製作饋源,製作LNA,製作底座、加裝轉向控制裝置等等。

天線的選擇已經討論過了,經過權衡,我最後決定上3米口徑的。這裡先簡單說一下拋物面天線的整體結構。拋物面天線的整體結構和一般的衛星天線基本一致,主要包括反射面、饋源及高頻頭(變頻器+LNA)。不同的地方在於,衛星天線只是接收,而我們需要的天線不僅要能接收圓極化訊號,更要能發射圓極化訊號。

開始的時候懷著雄心壯志一心想要全“國產化”,找了很多的製作拋物面的資料,包括國內的和國外的,也包括BD4OS大哥的製作經驗。但都只是小尺寸的,一般不超過2米,參照意義不是太大,而且在沒有專業裝置的情況下想要製作一面大尺寸且精度較高的旋轉拋物面,還是有一定的難度,在研究了一段時間後,最終棄了全“國產化”,而是選擇了直接購買成品C波段的網狀拋物面,然後再自制饋源等其它部件組成我需要的天線。下面這個是成品的3米網面,一共有8片網片和網面主支架、輔助支架等組成:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

網面有了,接著要著手製作天線底座,由於之前的2米天線早已下崗多年,而鐵塔一直矗立在樓頂上,因此廢物利用,把塔連根拔了,然後重新組裝成1。7米的矮塔,中間配了一根2。2米的2寸鍍鋅管,高度已經足夠了。特別要說的是,由於之前被樓下的爺爺奶奶叔叔阿姨們關照過一次了,所以這次要吸取教訓,特意把塔做成了可放倒式,平時就放倒(樓下看到只是一個衛星天線而已),用的時候才豎起來,因方基本都是在晚上才用,所以再也不用擔心被關照了。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

之前已經認識了饋源的基本形式也了大致瞭解了它們的效能和適用範圍等,經過再三考慮,最後選擇了OK1DFC的方形波導加圓形扼流環的饋源,主要原因還是因為方形的做起來相對容易一些。下面就討論一下OK1DFC

with round choke

ring饋源的製作過程。在開始動手前咱也向老外學習一下嚴謹的DIY態度,先做好各種的計算,把問題都想明白了,搞清楚了再下手。

第一步:饋源及天線的效率。

下圖是關於饋源工作效率,訊號損失的示意圖,個人認為能幫助理解饋源的是怎麼工作的。好的饋源其方向圖理想的是錐體,正好覆蓋發射面,但這是不可能的,只能是儘量減少紅色部分的溢位損失,彌補藍色部分的不足。使其方向圖更接近理想狀態,提高饋源輻射效率,從而得到最大的天線增益。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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OK1DFC最最佳化饋源輻射圖 饋源的效率

二、研究基本的OK1DFC饋源構造

制"瓢"工程 ——自制天線系統

第三步:利用老外的計算表格得到基本OK1DFC饋源的具體尺寸。

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第四步:根據W1GHZ的分析資料,選擇round choke

ring(圓形扼流環)的尺寸,經比選,我的拋物面F/D=0。385,比較合適的環的直徑是2。05λ(約47。45cm),環寬度0。3λ(約6。9cm),環邊距離波導口0。2λ(約4。6cm)

制"瓢"工程 ——自制天線系統

第五步:這是我畫的“瓢”

制"瓢"工程 ——自制天線系統

第六步:制“瓢”,經校核沒問題,為保證精度,直接發TAOBAO賣家代加工,搞了一個多星期總算是發貨了,收到一看傻了,居然沒幫我折板。好吧,我還是去找本地的HAM幫忙吧,好事多磨,折板師父在設定尺寸的時候忘記減去板厚了,也是我粗心大意,沒畫清楚。東西是做出來了,可惜不能用。只能重新再來,還好皇天不負有心人,最後終於把做殼的材料搞出來了。全部採用5020鋁板。底板中間的槽是我自己加的,目的是使隔板與底板接觸更緊密。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

材料拿回家後,立馬開工組裝,還好設計沒什麼問題,組裝基本順利,不光家裡的喵喵對它特感興趣:)

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

接著做振子,忘拍全家福了,第一張只能借用一下老外的了。需要準備5樣材料:6mm的銅螺柱、直徑20mm的銅棒、直徑6mm的銅棒、N接頭、sma接頭。按上面的計算結果和下圖的樣子組裝起來並裝到位。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

組裝完成(內部圖)

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除錯:KC910H確實是好東西,雖然只是標量儀器,但已經夠用了。有了它,調節過程變得比較簡單。接收和發射端的調節是一樣的。透過調節底面上的螺桿就能改變SWR和LOSS了。如果偏差太大,透過螺母調接已不起作用,那麼就需要修正振子的長度了。結果一番調節最終的結果還是蠻理想的。不過還是要提醒一下,因為是標量儀器,所以在測量過程中一定要注意饋線的影響,儘可能用短測試線或不用連線線,這樣測量結果比較能反應饋源真實的效能。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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aaa

有段時間沒上線了,一直在忙著準備下一個工程專案。“制瓢”工程還有幾個部分沒有記錄,今天一併記錄下了。之前記錄了制瓢工程的兩個最主要的部件:天線和電臺,要完成“制瓢”工程,還得有幾個部件LNA、功放、濾波器,當然這些部件中只有功放是必需的。

1、LNA:在研究LNA前,先去網上補了一下LNB(低噪聲下變頻器)的相關知識,LNB就是衛星接收天線上的高頻頭,也是衛星接收天線的關鍵部件,負責將接收到的C\KU段的微波訊號進行放大並轉為幾百M的中頻訊號,這種方法的好處是在進行低噪聲放大、提高訊號質量的同時,能減少訊號在裝置、線纜中的傳輸損耗,使得連線天線和衛星接收機的電纜用一般的75歐同軸電纜就可以了(個人理解)。23cm EME通訊的接收部分,其實比較好的方法也是先進行一次或二次變頻,將1。2G的訊號轉成HF或V/U訊號,再用一般的短波機或V/U全模機進行接收。這個在23cm段的作用可能不是太明顯,但在13cm、9cm、3cm等頻段,其作用應該會很明顯。如果採用上述方法來接收的話,我們僅需一部HF或V/U全模式機就能接收1。2G的訊號了。但這樣一來就必須準備需要一個雙向的變頻器(RX:1296——HF/VHF/UHF、TX:HF/VHF/UHF——1296mhz),老外那有的賣這種變頻器,但價格相對較高,當然也有很多變頻器是自己做的(之前在BY4RSA作23CM通訊的DJ9YW就是採用了自制的變頻器),但自制難度比較大,而且還必需有合適的測試裝置。為降低制瓢難度,還是採用一個1。2G的LNA直接放大接收訊號(1。2G),然後送1。2G的電臺接收。當然,如果你的電臺與天線離的比較遠的話,考慮到饋線的損耗,建議採用1/2’或以上的饋管。

不多研究了,反正瓢就是瓢,再怎麼著也不可能變成葫蘆了。G4DDK人真的很好,我在moon-net上問了一下而已,他直接說送我一個,真是太感謝了。可是G4DDK寄出了一個多月將近兩個月了都沒能收到,以為是海關扣掉了,沒辦法,只能繼續制瓢了,還好網上有詳細的VLNA說明書

https://

yunpan。cn/cPKtweTCvDVhG

準備材料:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

外殼:1mm銅板

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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制板

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

半成品:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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特別點的地方:按原設計要求,在蓋子上貼上了吸波材料。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

山寨的也差不多了,居然郵件到了,我了個去,這效率沒得說。看看G4DDK做的吧,原裝的就是不一樣。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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2、 功放: 還是一樣,關於功率問題咱不多討論,不怕笑話,之前還從來沒接觸過1GHZ以上的功放,最多的就是400M的。心裡一點底都沒有,考濾再三最終還是選擇了放成品功放:

bert功放:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

人真是活到老學到老,很多都是以前從沒接觸過的微波專用器件,象這個環形器,也是聽老外說了才到網上去惡補了一下,總算大概知道了它的功能和用途,真是慚愧之至。環形器在系統VSWR很高的時候,用來保護功放可是絕好的東西,據說這個可以吸收300W以上的功率。唉!真是越來越覺著自已是井底的蛤蟆了,什麼都不懂。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

散熱器是廢物利用了,還好尺寸夠大,足夠這個功放用了。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

3、帶通濾波器:做這玩意的目的是為了減少點功放的諧波分量,減少影響,可我到現在也不知道它有沒有作用。這個好象是叫什麼交指濾波器,這是設計檔案:

https://

yunpan。cn/cPKGAi9nyuvwG

看了照片才知道自己手藝實在太差了,根本就是瞎搞。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

分享: 為了這幾根線條,花了整整一年的時間,好在功夫不負有心人,在失敗了無數次後終於在今天凌晨和HB9Q取得了聯絡,在3401MHZ進行了一次完整的QSO,允許我先興奮一下。。。。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

來張全家福吧,從左到右分別是:1。2G饋源 、2。3G饋源、3。4G饋源(其中2。3G和3。4G饋源包括了LNA、變頻器和功放)。1。2G和3。4G都完成了,只可惜在13cm段(2。32G)本地有59+的本底,看這情形估計是很難進行QSO了,已經試了很多次了,都沒能成功,只能等有機會的時候再試試了

制"瓢"工程 ——自制天線系統

制"瓢"工程 ——自制天線系統

3。4G的近照,手工實在太差,都不好意思解剖。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

終於把13cm也搞定了,在昨天完成了9cm後,HB9Q希望和我測試13cm(2320。100MHZ),本來沒抱什麼希望,因為在2。4G頻段,強大的干擾在59+20以上(開電臺的前放),不開電臺前放是55。不過出人意料的是更為強大的HB9Q居然就在干擾訊號的縫隙中給了我完整的訊號報告,不服不行啊。

制"瓢"工程 ——自制天線系統

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已經12月了,大家都該寫年終總結了吧,我也該把這一年來在EME通訊上所做的事記錄一下了。總的來說,這一年成績還是不錯的,一年內把13cm和9cm兩個頻段都拿下了,不過,也為此付出了許多精力、物力、財力。整個一些製作過程也沒有認真做好記錄,主要還是因為不喜歡在不知道結果的情況下就在那嘮叨,因為那樣一點用也沒有;其次,我這個急性子,通常在做一樣東西的時候,總是想一口氣做好,沒有養成勤於記錄的好習慣。沒辦法,就只能這樣了。

現在的業餘無線電活動已經不象90年代那會了,現在的HAM已經不再是單純的愛好者了,大家都在開發產品,小到一個模組的穩壓板,大到全模式短波機、功放、SDR等等,我打心底裡佩服這些愛好者,他們的理論水平和創新水平,我是坐著火箭也趕不上了。我只是一個拿來主義、實用派,並不是真正意義上的DIY派。基本上理論的東西很少去學習研究,很多知識只是現學現用,而且還是學過就忘的那種,通常就只是知道點皮毛。因此,大部分的設計資料,都是照般人家的,最多就是用我的方式去實現別人的設計而已。

記得之前曾經有位HAM問過我一個問題:在2。3G、3。4G上你用什麼裝置收發訊號的? 我是這樣回答他的:在微波段,EME系統的組成基本都差不多,就是用一個變頻器,把天線接收的微波訊號轉成U/V訊號,然後用普通的電臺接收,同時也把電臺發射的U/V訊號轉成2。4G訊號,經功放後送天線發射,從面實現微波訊號的雙向傳輸,說白了就是給你的電臺加了 一級變頻,原來二次變頻的電臺變成三次變頻的電臺,把三次變頻的變成四次變頻……。 。

系統的組成:電臺+變頻器+功放+LNA+饋源+拋物面天線,大致如圖所示:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

圖中所示的頻率,是我現在用的,當然除了400MHZ還可以有2m,23cm等等很多選擇,就看你準備的變頻器是什麼樣的。下面這個是我準備上的雙段的系統圖,準備一個個部件組裝起來,應該不算複雜吧:

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這段時間深刻體會到了身體是革命的本錢這話的意義,身體不舒服幹啥都提不起精神,本來想在年內完成的總結,看來只能到明年了

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。今天就看一下饋源吧:

有了之前23cm段的經驗,做13cm 和 9cm的饋源就比較簡單了,圖省力還是用了OK1DFC的方形隔板加環的形式,具體尺寸如下:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

具體結構圖:

制"瓢"工程 ——自制天線系統

半成品:

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成品:

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有段時間沒上HELLOCQ了,有愛好者留言要一個2米EME系統的整體框圖,我看了一下之前發的2米EME的內容,好象是沒有,所以今天特地補一下

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。 下面的圖中有兩種基本形式:

1、電臺收發分離型,一般我們都是用一根天線進行收發,也就是天線介面是收發共用的。所謂收發分離型,是指我們要將電臺天線介面先進行分離,將接收和發射分開,由原來的一個介面變成收、發兩個介面,每種電臺的分離方法不同,具體參考相應的電臺改造方法。這樣的好處是減少一個同軸繼電器,減少損耗,同時也可以確保LNA安全。當然不一定都要這麼改,這個看個人喜好。

2、基本型,這種形式的就不需要對電臺進行改動,直接連線就行了。

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注意 : LNA一定要安裝在離天線最近的地方,LNA和同軸繼電器之間以及同軸繼電器和功分器之間的連線線越短越好,最好是直接用質量好一點的同軸接頭直接連線。

今天我們研究一下這個工程中的關鍵部件——變頻器,在13cm、9cm工程(第一篇)裡已經提到過了變頻器,為什麼要變頻器呢,很簡單,就是為了將天線接收到的微波頻率訊號轉為V/U、HF,並將電臺發射的U/V、HF頻率的訊號轉為微波訊號再從天線發射出去。以2320mhz——430mhz為例:

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在網上找了一段時間,發現比較成熟的變頻器電路、套件、成品等也有一些,例如DB6NT(Kuhne Electronic

https://

shop。kuhne-electronic。de

/kuhne/en/

)這裡的品種多、效能好,不過價格比較貴,一個變頻器就得大幾千,上萬的。除了變頻器外這裡還有功放、LNA、訊號源等,如果不差錢的話可以直接配一套EME系統出來。另外還有W6PQL、 Mintkits、VK3XDK 等等,因為價格原因,我最終還是選擇了VK3XDK的套件,包括13cm和9cm兩個套,另外還帶了一塊PLL板。套件裡的東西很全,也很好認,需要焊接的元器件都粘在一張紙上,一目瞭然。

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變頻器框圖: 一共四個部分,PLL板、濾波器、緩衝放大、變頻器主機板。 除了濾波器外其餘三個部分均包含在套件中了。

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變頻器主體

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緩衝放大

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PLL板

上面這幾個是套件提供的,下面的是自個另外準備的,一個是管帽濾波器,一個是10mhz的頻率基準。

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濾波器( 管帽濾波器)

管帽濾波器:這個是濾波器的最大特點是,簡單、效能優良,具體制作方法網上有很多,我們另文詳述。

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10mhz頻率基準

10mhz的頻率基準,為了保證頻率精度,特地去淘了一種天寶的GPS板子,只要外接6V電源和GPS天線就可以了。為什麼要10mhz的基準這個應該不需要多說了,因為我們要在微波段工作,PLL頻率基準10mhz如果差+1HZ的話,在3400mhz上這個誤差就可能會被放大到+340hz。板子上的恆溫晶振對系統的噪聲有較大的影響,可惜找不到更新年份的了,只有這種06年的。

板子上自帶兩個指示燈,一個是電源指示,一個是GPS 鎖定指示。 接上GPS,給板子通電後,恆溫晶振會預熱一段時間,GPS指示燈先是常亮,再是慢閃,經過一段時間後GPS會自動鎖定,這時GPS鎖定指示燈變成快閃,10mhz輸出端輸出10mhz的正弦波訊號(約400mvp-p左右)。

需注意的地方:

1、板子的電源供結是+6V ,電源電流需要在3A以上。

2、第一次GPS鎖定可能需要的時間會比較長(約20-30分鐘),以後再通電使用的話約5-10分鐘,這個要看晶振的預熱情況,如果在晶振預熱好的情況下,只要幾分鐘就可以鎖定了。

3、有需要的的話可以看一下板子的輸出情況,如果輸出輻度小於200mvp-p的話,說明板子被閹割了,要恢復的話也很簡單,只要將下圖中的那個過橋焊錫點斷開就可以了。

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經過半年多時間的準備、製作、除錯 ,在失敗了無數次後,今天約了HB9Q超級大臺,進行6cm的試驗。沒想到這麼輕鬆,他給我 -17dB的訊號報告,說是音訊聲音很響亮。我收他-15dB同樣也是超強的訊號,不愧為超級大臺

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上週五完成了第一次6cmEME, 一個星期來一直在改進,特別是太陽噪聲和月球回聲的測量。按理應該是測量太陽噪聲和月球噪聲,不過本地的干擾實在是無處不在(看看太陽噪聲測量的曲線) 唉 真是無話可說了! 之所以要急著把5G段搞定,就是怕5G網路的建設會對5。7GHZ業餘頻段造成災難性後果,不多說了,言歸正傳。

可能有人要問了,什麼是太陽噪聲?不要問我,其實我也知道的少的可憐。我只知道太陽是個強電磁輻射源,在微波段輻射要比短波段強的多,將天線對準太陽和對準冷天空(低空間噪聲),比較接收訊號的差值就是所謂的太陽噪聲,這個太陽噪聲可以透過VK3UM的EME Calc 軟體計算出得來,然後將自已測量到的值與計算值 相對比,就能知知自已的接收系統的大致效能了。下圖顯示了我現在能測到大概7。5dB的太陽噪聲,不過我測的並不準,一是因為我沒有對準冷天空,二是因為地面噪聲實在太大,不過這個還是大概能看出裝置比較正常。現在有很多人都在玩432MHZ EME,用你的裝置測量一下太陽噪聲試試,相信你會有很多驚奇的發現

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,這裡是一篇關於太陽噪聲測量的文章,

http://www。

2ingandlin。se/Sunnoise_

Measurements。pdf

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Sun Noise test 月球噪聲:其實就是月球反射的太陽上的電磁波,月球噪聲和太陽噪聲在數字上會差1-2個數量級,太陽噪聲如果有10dB的話,月球噪聲可能會達到0。2-0。3,VK3UM的EME Calc 軟體也有相應的計算值。我也試圖測量月球噪聲,可惜的是 本底噪聲的原因,在測量過程中,天線對著冷天空的時候都有上下0。5-1dB的幅度。所以根本看不出來

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月球回聲: 這是測試裝置的最後一步了,能聽到自已的回聲就表明裝置可以正常工作了。

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Moon Echo test整個6cm變頻系統和之前的13cm、9cm的都差不多: 饋源還是用的OK1DFC的設計,經計算表明,用在我的3米鍋最合適、效率最高。

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LNA是RA3WDK的設計

http://

ra3wdk。qrz。ru/LNA。htm

,某寶打的板子,不要笑話我,我還是第一次打樣板

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,之前都是自個做的,這次沒辦法了必須要用羅傑斯的板子,自個沒法做。

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功放走了歪路,花的時間也最長,前後換了三四種板子,包括驅動放大器,都是某寶上的,開始用FLM5964-8,後來改用5964-35,大功率的板子是真不好找,最後用了這種,原本是FLM5964-4和FLM5964-18的,自個換上了TIM5359-8和TIM5359-45,只能湊合著用了,這樣搞最多也就出25W,不過這樣也好,終於可以在操作證規定的範圍內工作了

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。這裡一定要感慨一下,TxxD 功放是真真不便宜啊,一個管子就好幾百上千的,我可是賺工資的,看來以後要玩不起了!

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下面這個是全部的組裝在一起,僅四個介面,GPS天線、電源、PTT、中頻輸入輸出(432Mhz)。

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雪地裡的天線!

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變頻器和訊號源還是VK3XDK的板子,本來有ADF4350板子的訊號源,不過想想還是整合在一起了吧,反正我始終不知道哪個板子的相噪低,也許XDK的板子的相噪沒有ADF4350的低。參考10Mhz訊號還是用的原來的天寶GPS板,接上GPS天線,直接輸出10Mhz訊號。 這些就不再上圖了

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前段時間在試驗6cm接收太陽噪聲的過程中,曾經試想過一個方案,一種簡單的組裝形式的變頻系統,我只試過放大器和混頻器,LNA、本振訊號源和倍頻板都用的我原來的,系統性能雖然不是太好,但可以用,接收太陽噪聲比我原來的系統少了2-3dB左右,有興趣不怕失敗的可以試一下。可以參考一下網上的

https://

m。youtube。com/watch?

v=2kMCydbugtM

Poor guy 6cm變頻系統。

這種簡單的系統不光是對5。7G有用,在其它頻段一樣能用,唯一的也是致命的缺點就是沒有濾波器,但這也正是它的優點,你不用做濾波器,所以你可以在沒有合適的測量裝置的情況下,搭建出來整個接收系統,當然那些什麼噪聲、互調啥的就不要去考慮了,我想應該是這樣的吧

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簡易5。7G變頻接收系統

整個系統除了饋源和LNA以外,其它部件均能在某寶上找到(二手的或是新的)。訊號放大器可以試下這種效能比較好的放大器,也可以試試這種便宜的放大器。 混頻器,本振訊號發生器, 倍頻器,10Mhz GPS DO。

以上這個應該算是便宜的6cm系統了,當然如果10M的GPS板不用的話會更便宜,用個OCXO應該也行了。另外某寶上有很多二手的微波器件,增益、噪聲什麼的效能應該是不錯的,不過價格相對就要高很多了。

如果考慮到SDR的效能, 如果SDR可以接收1。36G以上的頻率的話,那麼頻率合成板可以直接出4。4G或更低的本振訊號(3-5dB)再加個放大器放大到10-15dB後直接進入混頻器,混頻器中頻出來就是1。36G了,這樣一來倍頻器都可以省了,整個系統就可以更簡潔了。

最後,如果在變頻器兩邊加上適當的同軸繼電器,反轉混頻器,並用全模式機給混頻器一個144 或435的中頻訊號,後面再加上功率放大器的話,應該就可以實現上下變頻了。

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最後一個部件 收到啦!開工組裝,離年度目標越來越近了。

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標簽: 饋源  天線  訊號  變頻器  功放