總所周知,當天線,按照理論尺寸製作並假設好了以後,如果,不進行檢測,很難知道駐波情況。
如果天線的駐波很大,表明反射回來的功率就會很大,對於功率大一些的發射機,輕則自激,重則損壞功率管。對於功率有限的QRP來說,駐波大,就意味著發射出去的有效功率就大大降低了。
QRP:是無線電通訊簡語中的小功率通訊的代詞,極小功率的無線電通訊也叫低功率通信,國際上規定,功率5瓦以下的無線電通訊叫QRP。
下面將要介紹的駐波表,電路簡單易於製作,適用於輸出功率在1~150W的發射機,適用頻率範圍1.8~30MHz。
一、電路原理與製作
一般的駐波表,通常適用一根導線穿過磁環的中心孔,作為信號變壓器的初級。
將要介紹的駐波表,則是讓初級導線,在磁環上繞了2圈,這樣可以提高測量的靈敏度。
如下圖1所示,是駐波表的電路圖。
表頭M1,是用靈敏度為100uA的指針電流表,滿刻度為1mA。
單刀雙擲開關S1,是用普通小型滑動或者撥動開關。
調零電容C1、C2,是用小型空氣微調電容,也可以使用活塞式微調電容,選用時需要考慮可調電容的調節機構,是否能承受87Vrms(Vrms是電壓的均方根,這個值是150W輸出功率,在50Ω負載上的典型電壓),當在失諧狀態下,這個電壓會更高一些。,此外還要考慮微調的最小容量。當負載為50Ω時,調零所需容量位1~2pF。
RFC1,是1mH的色環電感,與它並聯的330pF電容要用雲母電容。
傳感變壓器T1,是用T68-2鐵粉磁環,次級用30號漆包線(裸線直徑0.31mm,含漆最大直徑0.35mm)均勻繞60匝,次級先繞,初級在次級的上層用絕緣皮導線繞2匝。
外殼,利用雙面覆銅板製作,用電烙鐵沿著覆銅板的內壁邊線焊接,把前後左右和底板焊接起來,形成一個盒子,電路調好後,再把頂板卡在盒子上,用電烙鐵,在前後左右各找一點焊接起來。
主電路板,可以用支架,或者藉助J1、J2、M1的安裝位,把電路板固定在外殼內,但是一定要把電路板的“地線”覆銅與外殼的覆銅用粗導線連接起來,形成等電位。
主電路的調試
在天線接口J2接50Ω負載,在發射極接口J1輸入RF信號。
把S1置於FWD(正向),調節R1使表頭為滿刻度。
把S1置於REF(反射),調節其中一個微調電容,使表頭指示為零刻度。
注意,這時,有一個微調電容調節時麼有反應。
然後,把發射機和負載,調換接口。
把S1置於REF(反射),此時表頭指示應為滿刻度。
把S1置於FWD(正向),調節那個沒有反應的微調電容,使表頭指示為零刻度。
此時,駐波表,對於50Ω的負載來說,就是平衡的了。
這個調整,應在20M或15M進行,以保證高段的工作性能。
二、元件選擇與代換
譯者自制了一個這樣的駐波表,使用效果不錯,能滿足業餘使用的需要。
表頭,如果找不到何時的,可以用體積大些的1mA表頭,也可以提高觀察分辨率。
C1、C2最好用活塞式的微調電容,如下圖2所示。
因為這種可調電容除了耐壓高之外,最小容量能到1pF。如果找不到活塞式可調電容,再加上發射機功率也不大,也可以用陶瓷可調電容。這個可調電容如果沒有選擇好,會出現調零很困難。
R1可調電阻用普通的25Ω左右的電位器。
最難的應該是T68-2鐵粉磁環,它的外景位0.69英寸,內徑0.37英寸,厚度0.19英寸,μ=10,譯者採用了國內類似的NXO-100磁環代用,外形尺寸不是關鍵,但不能太小,不然次級線圈繞不下。
繞制T1磁環變壓器,漆包線不能堆積,應該均勻分佈在整個磁環上,初級用絕緣皮導線在次級的中斷繞2匝,如下圖3所示。
因為原件少,可以在覆銅板上簡單雕刻銅箔,無需打孔,直接焊在銅箔上,可以參考下圖4的原件佈局圖。
下圖5,是原件選型參照表。
三、駐波表的使用
J1接發射機RF輸出。
J2接天線。
讓發射機發射一個載波。
S1置於FWD(正向)。
調節R1使表頭為滿刻度。
S1置於REF(反射)。
觀察表頭指針,如果表頭指針,在一半的位置,表明天線駐波很大,如果架設的是雙極天線,就應該對天線的兩個振子進行修剪,每一次只修剪一點點,邊修剪邊測試,最終目的是使表頭讀數儘可能最小。
如果表頭指針,基本不動,表明SWR很小,接近1:1。
駐波比:全稱為電壓駐波比。又名VSWR和SWR,是英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫。
SWR,是指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比,又稱為駐波係數、駐波比。
當駐波比等於1時,表示饋線和天線的阻抗完全匹配,此時高頻能量全部被天線輻射出去,沒有能量的反射損耗;
當駐波比為無窮大時,表示全反射,能量完全沒有輻射出去。
這個SWR表,平時可以串在發射機和天線之間,以便隨時觀察天線的駐波比,保證最大的發射效率。
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