如何制作一根降噪无源小环(NCPL)天线
文:Thomas

我收到SWLing Post读者的大量咨询,要求我逐步提供构建无源环形天线的分步指南,我在之前的许多文章中都提到过。该天线是市售Airspy Youloop的自制版本。

它效果不错。而且……这很有趣。

这里有许多环路设计,为了与众不同,我将在以后继续使用上面的标题中提到的这种环路:降噪无源环路(NCPL)天线。

在开始构建之前,请先了解一下天线原理…

我既不是工程师,也不是天线专家,所以我实际上求助于Airspy总裁兼工程师Youssef Touil,以了解这种无源环路天线的工作原理。Youssef曾尝试过几种环路设计,并最终启发了我构建此环路,以与他的HF + Discovery SDR和SDRplay RSPdx配对。Youssef指出:“该环路的主要特征是,其消除电噪声的能力比简单的环路设计要好得多。”请参见下面的天线图。

天线图

“这种环形天线的第二个特点是它是一个高阻抗环路,可能看起来违反直觉。这意味着它可以直接与许多具有低噪声系数的接收器一起工作,以减轻阻抗失配损耗。

频率图

注意4MHz附近的谐振波瓣。谐振频率由环路直径,电缆的寄生电容以及变压器的负载控制。它恰好位于我们最需要的位置。

变压器基本上是1:1 巴伦,它以最小的损耗覆盖了整个HF频段。我们的巴伦通常具有0.28 dB的损耗。

通过将此外部屏蔽的中心连接到传输线的接地,可以有效地消除所有的电子噪声。需要巴伦来平衡电噪声,而不是调整阻抗。

如果要提高VLF,LW和MW的性能,可以尝试使用不同的阻抗比,但这会使得更高的频段失效。

(对我而言)小环天线如此吸引人的原因是,它可以用很少且通用的零件制成,我们中的许多人已经将所有物品放在垃圾箱中。顾名思义,它是一种无源设计,因此不需要电源,这在您便携式操作时非常方便。

与Airspy HF + Discovery或SDRplay RSPdx等高动态范围SDR搭配使用时,您会为这款天线的宽带宽和降噪特性而感到满意。

如果您不想制造此天线,Airspy会以$35美元的价格出售他们自己的此小环天线版本。

但是制作天线很有趣,您可以调整设计以自定义性能,因此让我们开始吧:

零件清单

  • 回路的同轴电缆的长度*(有关长度,请参阅以下注释)
  • 另一段电缆的一端端接,您选择的连接器作为馈线
  • A BN-73-302宽带2孔铁氧体磁芯
  • BN-73-302上的涂漆电磁线总共八圈
  • 热缩管或其他一些方式来封闭和固定电缆的交叉点和不平衡变压器。(例如,您可以将这些连接点封装在PVC或小型电气箱外壳中)
  • 电工胶带

工具类

  • 电缆剥皮器,刀和/或箱式切刀
  • 烙铁和焊锡
  • 热风枪(如果使用热缩)
  • 有些耐心

*关于环路电缆长度的说明:Vlado和我用1.5米长的电缆进行了环路。Airspy Youloop带有两个1米长的支腿,这些支腿相结合,可以为您提供大约63.6厘米的总环直径。

分步指南

当我最初决定构建此小环天线时,只是在去南卡罗来纳州海岸旅行的前一天,我计划进行一点DXing。我并没有所有的组件,所以我突然去看了我的好友弗拉多(Vlado N3CZ)。幸运的是,Vlado具有所有组件,并渴望帮助构建此环形天线。正如我在之前的帖子中提到的,Vlado是一位了不起的工程师和维修技术员,所以当我说“我们”制造它时,我真正的意思是Vlado做到了!但我本来可以做到的。

实际上,这是一个非常简单的DIY,只要初学者可以使用烙铁,即使初学者也可以做到。确实需要耐心准备好环路电缆。一开始就要花点时间,一两个小时后就可以使用了。

1. 剥开环形电缆的末端。

步骤1

尽管电缆的类型和直径可能会有所不同,但大致将电缆末端剥开。

微信图片_20200429170617.jpg

为了使找到电缆的中间位置更加容易,我们用胶带将其两端粘住。

微信图片_20200429170658.jpg

2. 在电缆中间开一个孔,以将Balun导线连接到中心导体。

这是整个操作中最棘手的部分。目的是创建一个开口以接入电缆的中心导体。

您需要通过以下方法在电缆中间开一个孔

  1. 切掉外套的一部分;
  2. 仔细分离并打开屏蔽层;
  3. 挖掘介电芯,最后
  4. 暴露电缆的中心导体

尝试将开口做得足够大,以接近电缆的中心导体,但不要更大。不允许任何屏蔽层接触中心导体。

当您到达中心导体时,应将其露出的足够多,以便可以将其夹在中间并创建一个开口,以将巴伦引线焊接到导体的两端。

完成此步骤后,电缆应该看起来像这样……

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在上面的照片中,请注意,屏蔽层已被完全拉开,介电芯已被切开,并且我们已经剪裁了中心导体,留下了足够大的间隙以进行焊接。

3. 制作1:1巴伦

拿起您的BN-73-302,然后使用涂有漆包的电磁线,在一侧缠绕四个绕组,在另一侧缠绕四个。它看起来应该像这样:

微信图片_20200429170822.jpg

4. 将巴伦连接到馈电线。

弗拉多(Vlado)的棚子里恰好有个BNC辫子(他就是那种家伙),所以我们切开并剥去一端,然后将中心导体和屏蔽层连接到巴伦的一侧。然后,我们将巴伦封装在热缩管中,以使其稍后更容易连接到环路:

微信图片_20200429170855.jpg

当然,您也可以在一个小的外壳盒或短截面的PVC中创建此连接。您可以通过多种方法来确保这一点。

Youssef还添加了以下关于Feedline的注释:

要使用不带前置放大器的NCPL天线,建议将电缆长度保持在10米以下。例如,附带的Youloop 2米电缆足以使天线远离计算机或平板电脑的电磁干扰,并且损耗和寄生电容非常低。

微信图片_20200429170919.jpg

5.将Balun连接到同轴环路。

微信图片_20200429170947.jpg

要进行牢固连接,请在中心导体的两面进行镀锡。接下来,将不平衡变压器的另一端连接到中心导体的每个部分,如下所示:

微信图片_20200429171014.jpg

6. 固定巴伦/电缆接头。

由于打算在现场大量处理此回路,因此请确保巴伦和同轴电缆回路的连接点牢固。同样,我们在棚子里使用了几层热缩管。

7. 焊接并固定交叉点。

接下来,只需将电缆一端的中心导体连接到另一端的屏蔽层上,即可创建小环天线的交叉点,反之亦然。

但是,在抓起烙铁之前……如果像我们一样,在下一步中使用热缩管来固定回路的交叉点,则首先需要将一段管子滑到在将两端焊接在一起之前先哄。弗拉多当然已经事先想到了……我不确定我会不会!

微信图片_20200429171056.jpg

花点时间焊接此连接,并使其尽可能牢固。如果正确焊接,并且像我们一样使用高质量的电缆,交叉点将非常耐用。如果您使用的是较细的电缆,只需确保连接牢固,然后使用某种方法使连接处不易断裂,例如,考虑在此点附近密封一段半刚性的热缩管。

微信图片_20200429171123.jpg

Vlado巧妙地在交叉点附近添加了热缩管,以保护和固定它。

你完成了!

就是这样,伙计们!现在,您可以开始使用了。

微信图片_20200429171148.jpg

根据用于此小环天线的电缆的类型,您可能需要或更喜欢某种介电结构来支撑回路,以使其保持理想的圆形。我的循环无需支持即可很好地保持其完整性。我多次从两侧钓鱼线/细丝来支持它(在小环的10点和2点位置绑定)。看来效果很好。

微信图片_20200429171216.jpg

在这种设置中,我只是用摇椅的背部来固定天线。如您所见,小环天线保持了很好的形状。

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/Ol7OrDGQmaXXbvgvnDwxFg
英文原文:https://swling.com/blog/2020/04/diy-how-to-build-a-noise-cancelling-passive-loop-ncpl-antenna/

Last modification:April 29th, 2020 at 05:24 pm
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