全文图解十五种简易抗干扰外接收音机天线的制作(3)

2018-11-28 19:07

地线是很多用户容易草率处理的问题。短波通信台站的地线是至关重要的,地线实际上是整个天馈线系统的重要组成部分。我们所说的地线,不是交流供电系统中的电源地或保安地。这里所说的地线是信号地,也称高频地。信号地一般不能接到电源地或保安地上,必须单独埋设。埋设接地体时,必须按有关标准进行,接地电阻不应大于4欧姆。电台的接地柱和接地体之间,必须用多股线铜、编织铜线或大截面优良导体连接,才能起到良好的高频接地作用。而良好的高频接地是减小发射驻波和减小接收噪声的必要前提。

1.3 选用先进优质的电台和电源

工作频率和天线地线搞好了,相当于铺了一条“好路”。好路上还要跑“好车”。好车就是先进优质的电台和电源等设备。 (1)选择电台的原则和标准

怎样评价电台的先进性和优质呢?先进性体现在两个方面:一是电气特性和工艺结构,这方面先进与否决定了性能指标的优劣和设备的可靠性;二是使用功能,具有多种先进功能的电台不仅用途更广泛,而且也说明制造者的科技实力。 电气特性涉及的内容很多,这里只简述三个方面:

①频率特性。好的电台频率稳定性比差的电台高几倍、几十倍甚至几百倍。频率稳定性高的电台,不但话音清晰,信号等级高,而且是支持高速数传的必要条件。在评价频率稳定性时要注意两点:一是全频段各频点的稳定性要一致;二是要在很宽的温度范围内稳定,不能机器一发热就产生频漂。

②通道特性。这一特性描述信号在通过高频、中频、低频几个通道后的畸变程度。当进行短波数传时,这一问题非常突出。使用通道特性差的电台,无论怎样改造,数传速率都上不去,原因之一就是高速数据脉冲通过不佳的通道后发生明显畸变,使其难以被识别。

③干扰和抗干扰特性。这方面的性能在技术说明书上都是以dB(分贝)值表示的,我们统称为dB指标。电台发射方面的dB指标不好,说明你传给对方台的信号不好,而且干扰其它台;电台接收方面的dB指标不好,说明自身容易被别人干扰;二者都是不能容许的。

工艺结构方面,主要看电路集成度和模块化程度。集成度高,可靠性必然高。模块化除了提高设备可靠性外,还使扩展功能和维修十分便利,是当今电台工艺的主流趋势。 再来看使用功能。社会需求的发展和科技的进步,使短波通信日益向多功能化方向发展。像用于半自动优选频率的自适应功能和全自动优选频率的自优化功能,用于计算

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机和传真机的数据传输功能,用于保密和抗干扰的跳频功能,用于组网通信的数字选呼功能,用于卫星定位的GPS监控功能,用于连接有线网的有线无线转接功能,等等。在具有这些现代化功能的电台面前,那些只能进行简单通话的电台就显得太原始了。目前在国内有一种现象,就是很多单位致力于在一些单功能电台上添加数传、自适应等功能。这固然是由于有大量旧式电台要改造,可能还有造价方面的考虑。但可以肯定这种现象是过渡阶段。正像现在大家都用GSM手机,再也没有人使用土造的手持电话一样,未来的短波领域也势必普及先进的多功能电台。此外,先进优质电台的售价呈下降趋势,也越来越接近我国用户的经济承受能力。

哪些电台先进而且优质,要具体分析,但有一点可以肯定:目前国内常见的多数日本电台,其电性能、可靠性、功能等与欧美和澳大利亚名牌产品不在一个等级上。 澳大利亚柯顿公司首创的NGT自优化短波电台,正是先进电台的代表。 (2)电源质量与通信效果的关系

很多人认为只要稳压电源的输出电压和电流的数值符合要求就可以用,这种认识不够全面。其实有些干扰可能来自电源,有些话音失真也可能是电源动态范围不足所致。数据传输对电源的要求更严格,如果电源的电磁屏蔽特性不好,输出纹波大,将直接导致数传工作不正常。功率容量和设计余量也是考核稳压电源优劣的重要依据,有些电源为了降低生产成本,加强价格竞争能力,把功率容量设计在临界状态,并尽量简化电路,选用低指标元器件等等。这类电源的技术性能和可靠性肯定是做不高的。 好汽车要用好发动机,好电台要用好电源,道理是相同的。

在选购电源时,一定要挑选功率容量大、输出电压纹波小、电磁屏蔽特性好、电路设计余量大的静化电源产品。 2、短波通信的常见难点及解决方法 2.1 近距离盲区及解决方法

前节已介绍了天波和地波二种传输途径。一般来说,地波最远可达30公里。而天波从电离层第一次反射落地(第一跳)的最短距离约为100公里。可见30至100公里之间这一段,地波和天波都够不到,形成了短波通信的“寂静区”,也称为盲区,如图 2.1

所示。盲区内的通信大多是比较困难的。解决盲区通信主要有两个方法:一是加大电台功率以延长地波传播距离;二是常用的有效方法就是选用高仰角天线,也称“高射天线”或“喷泉天线”。仰角是指天线辐射波辨与地面之间的夹角。仰角越高,电波第一跳落地的距离越短,盲区越少,当仰角接近90°时,盲区基本上就不存在了。前文

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提到的三角组合型全向全角天线就属于这一类。 2 车载台的通信困难及解决方法

车载通信一直都是短波通信中的一个难题。车的体积就那么大,没办法架长天线,其辐射能力怎么也比不上固定台。因此必须从合理设计天线形态和合理选择架设位置等方面来弥补,尽可能利用车体的反射效应,尽可能增加天线的“电长度”。 车载天线有多种,现在国际上多认为鞭状天线更适合车辆运动中通信,而自动天调应该安装在车外,最好是与天线鞭结合为一体,也就是常说的自调谐鞭状天线,这种天线因天调输出端与天线连接的馈线很短,故效率比较高。美军现在就大量使用这种天线。

鞭状天线可选择两种架设形态:

①远距离通信时多用直立形态,这时可以利用地面以下部分的“镜象天线”效应,使天线鞭的电长度比实际架高增加将近一倍。

②近距离通信时通常将天线鞭拉弯俯卧,利用车顶的反射作用增加高仰角辐射分量,改善盲区通信效果。

不管采取何种措施,车载台因天线长度的限制,发射效率肯定不如固定台高,因此实际通信中常常发现车载台收固定台的信号好,而固定台收车载台的信号不好的现象,为了弥补这种差异,建议车载台备份野外应急软天线供停车时使用。

国外目前还建议采用加大车载台功率的方法延长地波通信距离,改善盲区。提高车载台功率需要在原有100W电台基础上接续500W功率放大器,并相应改用大功率车载天线和大功率车载电源,这种大功率车载系统是行之有效的。

比较而言,船载通信比车载通信困难少得多。一是因为船体长,有围杆,便于架设天、地波兼顾的斜天线;二是海面地波传得远而且船离基地台距离也较远,不容易形成通信盲区。但是船载天线要求抗风强度高,抗腐蚀能力强。 2.3 延长个人携带台通信距离的方法

个人携带台在行进中通信时只能使用短的鞭状天线。一副3米长的鞭天线配合25~50W电台,一般最远只能通20公里。如果要求通得更远,必须换用野外快速型长天线。一种快速天线是20米斜拉型,以最简洁的方法沿地面斜拉架设,最大通信距离可达1000公里以上。如果使用全长30米的三角形快速天线,通信距离更远。

以上两种天线也可以用作车载台的备用天线,在停车时换用,能够明显改善盲区内和远距离的通信效果。 3、短波噪声及消除方法

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3.1 插入噪声

在两段话音之间涌现的噪声称为插入噪声,这种噪声消除起来比较容易。现在多数短波电台和超短波电台都提供可选用的“静噪”功能。打开静噪开关,插入噪声就被抑制了。但是“静噪”功能不能解决与有用信号混杂在一起的噪声。 3.2 背景混杂噪声

与信号混杂在一起的背景噪声是最令人头痛的,消除起来也是最困难的,必须通过DSP数字消噪技术加以解决。从使用类型来看,DSP数字消噪分为对端消噪和单端消噪两种。

(1)对端消噪

所谓对端消噪,就是需要发方电台和收方电台互相配合进行的消噪。其过程是:在发方,电台对信号和噪声进行大倍率的平等压缩;在收方,电台对信号和噪声进行不平等的解压,通过这一过程,强化了信号,弱化了噪声,实际消噪效果是比较明显的。但是对端消噪在实际用中遇到两个困难:一是消噪器要单独适配电台,设备互换性差;二是不配消噪器的电台参与通信比较困难。这两个问题制约了对端消噪器的推广。 (2)单端消噪棗噪声滤除技术

单端消噪只处理本机收到的信号,无须对方台配合,因而完全克服了对端消噪的弊端,成为消噪技术的发展主流。单端消噪的原理是根据有用信号的声谱对话音进行数字化处理,从而滤除噪声分量,因此也称为滤噪。目前有单独的滤噪器产品,还有像柯顿NGT电台,已经把滤噪器做成了电台的标准功能,消噪效果比较理想,不但滤除了讨厌的噪声,还可以将几乎被噪声淹没的微弱信号提升1~2个等级。 3.3 附加噪声

附加噪声不是来自传播路径或电台本身,而是由于安装电台的地点、位置、安装条件等方面的原因所产生。例如设台地点周边电磁环境太乱,存在干扰源;地线不合格,导入本地噪声;车载电台因接地和屏蔽不良而引入本车噪声源等等。附加噪声种类很多,要具体问题具体解决。

五、天线种类制作之一:平行天线

一、使用前提 收音机本身要有“外接天线输入”插口。如德生PL-230、550、600、660,德劲DE1102、1103等。如果收音机基本性能指标不错,但没有“外接天线输入”插口。如德生PL-200,可以加装,方法:

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在合适的地方安装3.5mm单声道插口;

把原机上金属拉杆天线与电路板分开后接在3.5mm单声道插口的内簧片上,用一根导线把3.5mm单声道插口的外簧片和电路板中的“天线输入”端(就是原来与天线相连的地方)相连;

找出电路板中“输入回路”的“地”,与3.5mm单声道插口的“地”相连。建议网友请勿草率改装。

二、使用效果

对改善短波接收效果较明显,对改善调频接收没什么效果(调频波本身就不容易受电磁干扰)。能较明显降低室内电器干扰;能在一定程度上降低周围大环境的干扰;对无线电波本身受到的干扰(如同频干扰)和收音机内干扰(如镜像干扰)无效。

三、制作材质 (一)、3.5mm单声道插座 + 小信号屏蔽线 优点:效果最好 缺点:元件、线材难购 (二)、“莲花转3.5mm”插头 + 莲花插头 + 小信号屏蔽线 优点:效果很好 缺点:线材难购 (三)、“6.5mm转3.5mm”插头 + 6.5mm插头 +话筒线 优点:元件易购 缺点:优质线材难购 (四)、“电视天线输入转3.5mm”插头 + 电视天线输出插头 +有线电视同轴电缆

优点:制作简单,不用烙铁 缺点:“电视天线输入转3.5mm”插头难购

四、设计原理 (一)、确定接收部分的长度

接收部分的长度 = 米波段波长 ÷ 4

例1: 想让天线主要在22米波段上良好接收,那么该天线接收部分的长度 = 22米 ÷ 4 = 5.5米

如果想让天线在几个米波段都能好接收接收,就要先算出中心波长。中心波长=想接收的最长波长 与 想接收的最短波长的积的开平方。然后套用上面公式:接收部分的长度 = 中心波长 ÷ 4

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