以“鉆石天線”品牌而聞名的天線制造商第一電波工業(yè)株式會社于2020年2月，面向媒體相關(guān)人士召開了說明會，以讓大家知道該公司是如何測量、調(diào)整對講機用天線的。本文后半部分還介紹了對講機用箔天線的測量和調(diào)整。 第一電波工業(yè)的產(chǎn)品涵蓋從業(yè)余無線電到業(yè)務(wù)用，根據(jù)用途和頻帶進行各種各樣的天線的制造銷售。他們制造的業(yè)余無線電天線有從HF到UHF、波束天線、GP天線、充氣天線等各種各樣的種類，僅在該公司主頁上刊登就有約160種商品。此外，諸如天線底座、天線桿、電纜、電源、揚聲器、麥克風(fēng)、分離器、切換器等業(yè)余無線電通聯(lián)不可或缺的外圍設(shè)備也上線了。 第一電波工業(yè)制造銷售多款天線 在業(yè)余無線電展的第一電波工業(yè)展位上也展示了很多產(chǎn)品 但是，該公司每天都收到很多用戶的咨詢和咨詢，最近有特別增加的問題如下： “在市面上銷售的天線分析器中，試著測量了對講機的天線，SWR的最佳點大大偏離了業(yè)余頻帶的中心（例如：145.0MHz）。這不是次品嗎？” 據(jù)說是這樣的內(nèi)容。 但是，調(diào)查的幾乎100%用戶都是因為“用戶自身的測量方法有誤”，實際上如果連接手持機使用的話，SWR在規(guī)格相同的頻率下是最小的，可以發(fā)揮設(shè)計的性能。 該公司表示，“希望大家能借此機會知道第一電波工業(yè)在怎樣的條件下對手持機用天線進行測量和調(diào)整”，并于2020年2月的某一天，在日本埼玉縣川越市的該公司事務(wù)所舉辦了面向媒體的說明會。 第一電波工業(yè)的川越事務(wù)所舉辦了面向媒體的說明會 首先該公司的工作人員說明了天線的基本原理。1/4波長的對講機天線需要良好的接地（接地、高頻接地），該公司的手持機用的天線大多以1/4波長為基礎(chǔ)設(shè)計，為了縮短全長，或通過多個頻帶進行調(diào)諧，在底部設(shè)置線圈或匹配電路有這樣的說明。 另外，在mobil hope中，電壓供給電中不需要接地的非徑向型天線很受歡迎，但非徑向型天線的“結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格變高”“與頻帶1/4波長型的天線相比稍微窄一些”“全長變短的話，頻帶會變得非常窄”有這樣的點。因此，手持機用的可收回天線不怎么采用。 接著，進行了測量、調(diào)整手持機用的可收回天線的方法的演示。該公司在測量時，在連接天線的部分使用了與手持機構(gòu)造相同的“虛擬模型”（與實際手持機相同的位置上有天線連接器，與底部設(shè)置的測量機連接用天線端子接線）。 “虛擬模型”準(zhǔn)備了“業(yè)余無線電用手持機”、“數(shù)字小功率社區(qū)無線用手持機”、“一般業(yè)務(wù)無線用手持機”等與用途和頻帶相適應(yīng)的裝置。除了從客戶那里借來的東西之外，也有在自己公司購買產(chǎn)品并拆開新產(chǎn)品制作的情況。 該公司用于測定、調(diào)整的“虛擬模型”的一個例子。中央上的金屬筒也是“虛擬模型”。 首先，用專用電纜將測定器（羅德與施瓦茨ROHDE&SCHWARZ公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)分析器）連接到“虛擬模型”。為了不影響該電纜的測量結(jié)果，在與“虛擬模型”的連接側(cè)加入了濾波器。 使用ROHDE&SCHWARZ（羅德與施瓦茨）公司制造的網(wǎng)絡(luò)分析器。對應(yīng)于廣泛的頻率，不用說使用了史密斯圖的阻抗表示和SWR測量，還可以直觀地把握插入損耗、電流分布、電流相位等。測定器每年進行一次基于ISO標(biāo)準(zhǔn)的檢查校正。 為了準(zhǔn)確測量，在測量用電纜的“虛擬模型”側(cè)裝入了濾波器。在測量前，在天線端子上安裝虛載（用于測量儀器），對測量儀進行校準(zhǔn)。 接著在天線端子上安裝假負載，對測量儀進行校正（校準(zhǔn)）。通過執(zhí)行該操作，可以校正（取消）線路，并且可以看到外殼連接器前端的測量值。然后將進行測量的折回天線安裝到偽框體上，用一只手拿著框體接近口，以使天線應(yīng)垂直的方式進行測量。 順便說一下，校正（校準(zhǔn)）被稱為“OSM（OPEN SHORT-MATCH）校正”等，通過開放式短距離校正相位，通過匹配（虛擬負載）進行阻抗校正?！皣?yán)格來說，電纜在外部空氣溫度下多少會有伸縮，所以隨著時間的推移校正也會發(fā)生偏差。這個特別是在高頻帶越顯著。如果是業(yè)余頻段的話，430MHz以上的修正值會隨著電纜的伸縮而發(fā)生變化”。 準(zhǔn)備好了，現(xiàn)在開始測量 在本次說明會上，我們用為數(shù)字小功率社區(qū)無線（142.934375～142.984375MHz、146.934375～146.984375MHz）用手持機設(shè)計的回波天線“SRH 140DH”（1/4波長型、全長36cm）進行了實驗。使用的“虛擬模型”當(dāng)然是以數(shù)字小功率團體無線用的手持機為基礎(chǔ)制作的，在該框體內(nèi)部裝有與實機相同的框架和主要基板。 在通過上述方法正確測量的情況下，在作為設(shè)計上的天線的中心頻率的145.00MHz附近，SWR為1.2以下，得到了該社區(qū)無線的分配信道的全部1.5以下的良好的數(shù)值。在該測量過程中，試著將“虛擬模型”遠離口部，或高舉起，中心頻率和SWR的最佳值等發(fā)生了相當(dāng)大的變化。 將安裝有SRH 140 DH的“虛擬模型”靠近口，進行測量。天線盡量垂直 在網(wǎng)絡(luò)分析器上顯示史密斯圖的同時測量SWR。設(shè)計上的中心頻率（145.00MHz，圖表中央的“▼1”部分）附近漂亮地降低了SWR 接著，準(zhǔn)備業(yè)余無線電愛好者也經(jīng)常使用的市售天線分析器，在該天線端子上直接安裝了相同的SRH 140DH的狀態(tài)（使用N→SMA的轉(zhuǎn)換連接器）進行測量，中心頻率下降到139.95MHz附近，145.0MHz附近為SWR 1.9左右測定結(jié)果。 據(jù)該公司工作人員稱，“用戶向本公司寄來的‘天線是不是壞了’‘無法協(xié)調(diào)’的詢問，可以認為是這樣測量的”。
向業(yè)余無線電愛好者也經(jīng)常使用的市售的天線分析器直接安上SRH 140 DH
天線分析器的測量結(jié)果。SWR的最低頻率為139.500MHz，在145.0MHz的情況下，SWR上升到1.9左右 雖然是調(diào)諧頻率偏差測量的原因，但是說明“市販的天線分析器，因為只使用了天線連接器部分的一部分金屬，所以電容不足，沒有充分的接地的情況比較大”。再加上“用手拿著無線機，靠近嘴巴”等，沒有在接近實際的手持機使用方法的狀態(tài)下進行測定，這也和測定結(jié)果的不同有關(guān)”。
在直接安裝到天線分析器和使用“虛擬模型”的狀態(tài)下，即使是相同的天線測量結(jié)果也出現(xiàn)了差異 另外，負責(zé)人還表示，“140MHz頻帶的數(shù)字小功率社區(qū)無線由于頻帶與業(yè)余無線電極為相似，所以‘不能將該天線用于業(yè)余無線電設(shè)備嗎？’或者‘不能將業(yè)余無線電天線用于該社區(qū)無線嗎？’”。 但是，從上述結(jié)果可以看出，僅僅是測定樣機不同，測定值就會大幅度變化，因此有“不能使用”的說明。順便說一下，SRH 140 DH等數(shù)字小功率社區(qū)無線用的天線是140MHz頻帶的單頻帶規(guī)格，不支持業(yè)余無線電的430MHz頻帶。另外，由于有“空中線增益在2.14dBi以下”的法規(guī)，理論上只能使用1/4波長或1/2波長的天線。如果使用業(yè)余無線電天線的話，由于形式和增益的不同，有可能違反法律。
（1）通過該公司標(biāo)準(zhǔn)方法測定SRH 140 DH時的天線特性。在圖表的縱軸中央145.00MHz處，SWR漂亮地落下
（2）使用安裝有SRH 140 DH的“虛擬模型”、將手臂向上延伸的“自由女神風(fēng)格”進行測量時的天線特性。與（1）相比，調(diào)諧頻率的中心上升了6MHz以上
（3）數(shù)字小功率社區(qū)不是無線用的、在其他“虛擬模型”上安裝SRH 140 DH而測定的天線特性。這與（1）也大不相同，調(diào)諧頻率的中心降低了8MHz以上 順便說一下，雖然是手持機用的可收回天線的設(shè)計，但在試作和實驗水平上，用模擬框體一樣的測量治具進行調(diào)整，在規(guī)格決定后，用在1米見方的鐵板中央設(shè)置了天線連接器的接地板進行測量，確認相關(guān)關(guān)系，以該數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在批量生產(chǎn)現(xiàn)場（工廠）正在進行組裝，“理論上用1m板進行同樣調(diào)整的話，即使再次用測量夾具進行測量，特性也不會有差異。因此，工廠基本上只放置1米板”。
用于調(diào)整手持機用的回波天線的1米見方的鐵板。中央安裝有天線連接器（從鐵板下部用電纜連接） Special Session：關(guān)于移動天線的測量和調(diào)整 接著該公司的工作人員說：“從這里開始只是參考一下……”作為測量結(jié)果，通過與先前相同的市售天線分析器連接（N→M轉(zhuǎn)換連接器使用）來測量144MHz頻帶的移動回收天線“CR-77”（144MHz頻帶是1/4波長型，全長29cm）。然后在145.00MHz的情況下，SWR達到了4.0，數(shù)值非常高…。這也符合該公司的設(shè)計和測定條件進行了正確的測定，得到了145.00MHz、1.2以下的良好SWR。
將144/430MHz頻帶的Mobil hop、CR-77連接到天線分析器?！昂芏嘤脩舳歼@樣測量Mobil hope，但是不正確?！?/span>
在上述狀態(tài)下進行測定后，145.00MHz附近的SWR惡化。如果考慮到地球和使用環(huán)境進行正確的測量的話，將在1.5以下
用該公司標(biāo)準(zhǔn)方法測定CR-77時的天線特性。144MHz頻帶和430MHz頻帶的SWR都只有1.2左右，很好 該公司大部分情況下都是利用汽車車身來調(diào)整機動可收回天線。而且，在非徑向型天線的情況下，為了確認其“非徑向性”，使用放置在木板上的磁鐵底座，故意制造出沒有接地的環(huán)境，確認其環(huán)境下是否與有接地時的特性不同，或是供電部（天線的根本部分）也像小提琴弓一樣移動代替搖臂的金屬棒，確認諧振點是否大幅偏移。“如果沒有保證‘非徑向性’的話，移動徑向棒的話諧振點會大幅度紊亂，所以會成為設(shè)計還沒有完成的判斷材料”。
川越事業(yè)所的屋頂上設(shè)置了天線測量用車輛。在那個車頂側(cè)面安裝CR-77。在開發(fā)144/430MHz頻帶的Mobil hope等時，通過該方法進行測量 順便說一下，144/430MHz頻帶的天線波長短，受大地間浮游容量的影響小，所以只測量放置在川越事務(wù)所屋頂上的測定用車輛就可以了。但是HF波段的天線波太長，接地狀態(tài)非常深，影響特性，所以車頂（因為從地表大幅浮起）得不到正確的測量值。 “重要的是和電容器一樣，車輛和大地之間的浮游容量產(chǎn)生了阻抗降低。這種情況下，本公司將安裝到實際使用的車輛（員工的私家車）進行調(diào)整。但是，根據(jù)天線底座的設(shè)置場所的不同，測定值也會有微妙的變化，所以以設(shè)置獨自的基準(zhǔn)進行測定為標(biāo)準(zhǔn)”。 負責(zé)人列舉了“在車頂操作人員上設(shè)置HF移動天線，用MAT 50和平編線等取得了接地卻無法調(diào)整”的現(xiàn)象?！皬能図?shù)哪撤N意義上來說，這是因為車頂成了地面（模擬地表），由此產(chǎn)生了車頂載物上懸浮高度的浮游容量，阻抗降低，無法調(diào)整?！?/span> 這種情況下的改善對策是“在電路的中途插入串聯(lián)電容器進行阻抗修正，或者調(diào)整天線安裝角度嘗試進行阻抗修正的話會有所改善，但是如果在理解基本動作原理的基礎(chǔ)上不積累經(jīng)驗的話，可能會很難實現(xiàn)。老師…”他說。而且，“HF帶移動式天線‘無法調(diào)整’的事例大部分都是因為接地容量不足，所以請再研究一下安裝方法和接地方法。話雖如此，將HF波段的天線直接安裝在市場上銷售的天線分析器上進行測量，這是不可取的…”他補充道。
第一電波工業(yè)在非徑向型的回波天線的袋子里寫著“VSWR：1.5以下”，但是1/4波長型等需要接地的回波天線沒有標(biāo)記 在約2小時的說明會上，了解到該公司的天線設(shè)計、制造時的測定是在嚴(yán)格的基準(zhǔn)下進行的。最近天線分析器變得比較容易入手，不過，需要注意根據(jù)測量方法和使用環(huán)境得到的數(shù)值會有很大的變化。 協(xié)助采訪：第一電波工業(yè)株式會社 source: hamlife.jp  |
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