鍋蓋的選擇 :小鍋蓋主要是用來接收大功率Ku波段的節目,由於是當偏饋天線使用,其焦距不在鍋的中心,所以要求鍋面的曲面比較平坦,如曲面過深,其效率壹定很低,如0.6m的偏饋天線,其鍋面深度只有6.5cm左右。進口的0.6m天線的曲面更平坦,鍋面深度在5.5-6cm左右。通常的鍋蓋均有3-6個圈,用來加強鍋蓋的強度,圈的過度曲面越平越好,如有明顯臺階的圈,不宜使用,因為這樣會使信號無法全部反射到高頻頭的饋源盤上。
另外要註意的是鍋面要平整光潔,用料厚實。至於鍋面的大小,建議在28-35cm之間,鍋面大其效率肯定會好些,但大了也失去了自制的意義,而且若曲面不對,其效率會適得其反。在試驗中,1個直徑為45cm的鋁鍋蓋,其效率還不如35cm的搪瓷鍋蓋,就是曲面近似度不高的原因,本文推薦選用三種鍋蓋及自制的天線,前者省事,買來就有用,後者費時費工,但天線的效率不錯。
關於LNB與天線的焦距 :
通常情況下,正饋天線采用的計算公式是天線半徑的平方除以4倍天線的中心點到鍋面的深度,如以常用的1.5m天線為例,其半徑為75cm,鍋面的深度為25cm,求焦距A,半徑Y=75,天線深度H為25,代入公式A=752÷(4×25)=56.25(cm),由於各廠家天線的設計不壹定相同,生產工藝也不完全壹樣,故該焦距僅僅是近似值。尋找焦距有個快捷方法,就是在已經調好的偏饋天線上,將鍋面拆下,手持鍋蓋,放在原天線面的位置上,上下前後移動,尋找最佳的焦距與仰角,測量記錄下來。根據這些數據再制作支架,就可將鍋蓋固定在支架上,采用此法免去盲目尋找之苦,節省了不少時間。
安裝方法 用鍋蓋作天線,適宜倒裝比較好,因其仰角高,借天不借地,占用空間小,容易固定,從而提高了天線的穩定度。 支架的材料選擇與制作 支架制作時,可根據不同擺放位置及選材方便來考慮,下面介紹幾種制作方法及相關尺寸數據。 ctvro.cn
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1、用貨架角鋼來制作天線的支架 ctvro.cn
采用此材料的特點是選購方便,此角鋼全是條形孔,只需用螺絲連接,使調試非常方便,且加工容易。尺寸定好後,商店可代為切割,提供了LNB與鍋蓋的焦距與位置,尺寸僅供參考,因為采用不同的鍋蓋時,其焦距是不同的,安裝尺寸及仰角也不相同,鍋面直徑為35cm,選用30×30mm的角鋼,每條角鋼均用6mm的螺絲連接,低盤做成T字形,並在角鋼下做三個三點式的腳,腳的高度10—15mm,使放在地上或桌櫃都非常平穩。用來固定鍋蓋及調整仰角用的壹根角鋼前端與前端角鋼之間用。鉸鏈固定,後端用M6螺絲固定在後面壹根角鋼上,改上下座支架制作變得非常簡單,最好尺寸切割後就可組合,這種三角形底座結構的強度足夠,移動方便,陽臺內外均能擺放,使用中的此款天線。 ctvro.cn
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2、選用PVC管制作的支架 ctvro.cn
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采用此材料做支架,其特點是取材方便,加工簡單。做成落地式的,移動與調試均很方便,適合放在陽臺內擺放,所有PVC管的連接均通過PVC三通或彎頭用PVC專用膠粘連,在T字形三點上也可裝上三個10-15mm的底腳,使放在地上時更加平穩,在需要調整的關節上,如仰角與焦距等,可用M6的膨脹螺絲巧妙固定在關節處的彎頭內,具體方法是:將膨脹螺絲上的膨脹管取下不用,在螺絲尾部打個3.2mm的通孔,在PVC彎頭上開壹個3.2mm的對穿孔,豕M3的長螺絲固定,此款天線的美中不足是占用室內或陽臺的空間較大。 ctvro.cn
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3、臺燈式支架 ctvro.cn
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參考臺燈及顯微鏡的外形,選用開路電視用室內天線的支架,將原有的拉桿天線等拆去,用其底座與仰角調整件。這種支架成品的選擇有好幾種,只需考慮其仰角調整是否輕巧靈活,外型美觀即可。這類支架均用塑料外殼,自重很輕,改用為衛星天線後容易翻倒,不穩,必須在外殼底部內加壹塊鐵板,以增加其自重。這種支架上調整仰角的螺絲大都是塑料的,很容易滑牙,必須換上金屬的螺絲。 為調試仰角定位方便,可在螺絲兩邊各墊壹塊橡膠皮,如車胎等,以增加其摩擦力,使仰角螺絲收到八成緊時,用手改變鍋面仰角時不會下滑,這種款式的支架非常小巧靈活,做得好就像工藝品壹樣,適合放在桌櫃上或室內飄窗的窗臺上。 ctvro.cn
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這種支架制作特別簡單,自制作很少。 ctvro.cn
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(1)天線固定支架 ctvro.cn
選用寬20mm,長500mm,厚1-2mm的鋼條,在180mm處折彎,兩邊均有些弧度,分別用來固定天線與高頻頭,支架就地取材,采用兩根鋼條連接。 ctvro.cn
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(2)加強邊條,當天線調試好後,測量好鍋面與高頻頭夾具的距離,用10mm的金屬條,厚度在0.8-1mm,壹端固定在高頻頭夾具上,另壹端固定在鍋面上,主要是為了防止高頻頭的晃動,加強邊條是用有機玻璃做的,其折彎處用烙鐵加溫而成。 ctvro.cn
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用膠木的自制臺燈式天線支架 c
tvro.cn4、用鋼板制作支架
選用這種方式制作的特點是調試焦距、仰角特別方便,因為采取了在各調整部位上開條形孔及多點圓孔的方法,結構簡單而且結實,取材方便,但結構件均需自制,較費時間,陽臺內外均能使用。
(1)固定天線的主鋼板厚1-2mm,寬100mm,長450mm,在與調節仰角鋼板的連接50mm處折彎45o,攻上2個M4的孔,在主鋼板前端16mm處折彎45o,並攻上2個M4的螺絲孔,與固定在底座上的支架連接,該支架為40mm寬,80mm長,在15mm處折彎90o。
(2)仰角調整鋼板厚1.5mm,寬100mm,長180mm,在離兩邊28mm處各開壹個條形孔,孔寬4.2mm,長95mm,此孔用調整天線仰角用。
(3)仰角調整鋼板與底座連接件,用25×25mm的角鋼,長200mm。也可用鋼板折彎90o或在立柱鋼板上加長20mm 後折彎90o,這種便可省去此組件。
(4)立柱選用1-1.5mm厚,25×25mm的角鋼制作,長220mm,也可用鋼板折彎90o自制,在與固定天線主鋼板連接處壹端傾斜10o再折彎90o,另壹邊折彎90o,折彎處各開壹二M4.2的孔,與主鋼板連接,傾斜10o是因為高頻頭焦點不在鍋面天線的中心,是偏的,偏多偏少就要根據不同的
“鍋”調試而定。
(5)固定高頻頭調整支架,選用厚1-1.5mm鋼板,寬40mm,長210mm,兩邊各10m處折彎90o,支架中間開壹排M4.2的圓孔或條形孔以便調整高頻頭的焦距。
(6)高頻頭支架,用1mm鋼板按高頻頭固定處做個夾箍,此夾箍與調整支架連接,也能用來調整高頻頭的焦距。
當用此天線壹鍋多星接收138oE與146oE時,高頻頭的夾具不能采用成品的塑料夾具,因為兩個高頻頭緊緊靠在壹起,只能用鋁合金條或鋼條自制。天線放在陽臺外的花架上,底部用個報廢的電腦機箱外殼固定。如此小的天線,風阻很小,很平穩。
5、上墻式支架的制作
采用上墻安裝小型天線時,普遍是裝在室外,這種安裝方式是很受歡迎的,因為不占用室內的空間。自制的這個支架落地式或上墻安裝均可。
主要工作是做壹套上下左右調整方便的萬向結構件,本支架的萬向結構件是用塑料棒或膠木棒做成,仰角與方位角調好後均可用M6螺絲收緊,天線與萬向結構之間用M4螺絲連接,用寬20mm,長400mm,厚 1-2mm的鋼條在160mm處折彎,兩邊地均有些弧度,分別用來固定天線與高頻頭。
管子可采用自來水管或不銹鋼管,其內徑能與萬向轉動件的外徑吻合,在管子外兩頭用螺絲與其固定,在管子底部焊接壹個100×100mm的方板,在四個角上開m7的孔,用來固定天線,管子的長度與天線大小有關,若天線為300mm時,管子長度160mm就夠。
自制天線
1、300mm“正饋”天線的制作
(1) 先用鋼板做壹個鐵箱,用厚度4mm,寬50mm,長1010mm,用卷彎機卷成壹個正圈,二頭焊接。
(2)做壹個天線曲面板準模板,此模板的弧度參考了臺灣中衛350mm的偏饋天線,取其橫向的曲面,用塑料板材裁挖刨銼制作而成,邊做邊試邊修,直至與臺灣中衛350mm偏饋天線的橫向曲面吻合。
(3)裁壹塊320×320mm的鋁板,鋁板的厚度為1-2mm,也可選用0.5mm-0.7mm厚的鋼板,放在鐵箍上用木榔頭敲打,進行粗加工,待基本成形後用校準模板進行細加工,此時應選用橡皮榔頭敲打,邊敲邊試,最後使天線的曲面成校準模板吻合,用手工敲打天線的曲面是需要有些經驗的,最好是請鐵金工或白鐵匠來做,既快又準確漂亮。
(4)在加工好的天線中心上,用上圓規以半徑為150mm畫個圓,用大剪刀沿外圓將多余的邊緣剪去,用銼刀銼去毛刺並修正,也可在天線面上噴上自己喜歡的顏色或圖案,這樣天線大體上就加工好了。(感謝宋幼泉老師提供上述資料)
小型鍋蓋天線的實際使用效果
自制鍋蓋天線的成本並不高,鍋面在日雜百貨店能買到,普通的搪瓷炒菜鍋蓋3-4元,支架鋼板用料在廢舊商店能買到,3-10元左右。但是,自制天線最重要的是要達到小型化及實用性,而並不是價位與成本。總體來講,這類小型天線適合用在大功率的直播衛星上,用眾多鍋蓋做過試驗後,我們選用幾款具有實用性的鍋蓋來做天線,首選鍋蓋,其直徑這296mm,有效接收直徑為280mm,其鍋邊有8mm,是平面的,信號無法反射到饋源。這種鍋蓋的曲面比較平坦,鍋面的深度為26mm,中間只有1個加強圈過渡。若買不到這種形狀的鍋蓋,可選購另鍋蓋,其直徑為324mm,“有效直徑”為294mm,若壹鍋多星時,其效率接近前者,但很容易買到,單星接收時超過296mm鍋蓋。
這裏需要說明的壹點是:以下各表中的參數均為實測,只供參考,但可用作比較。應註意的是,所記錄的參數與天氣、接收機門限、高頻頭、當地的信號場強、天線安裝環境及調試精度等有密切關系。
天線,是以138為主焦,146為副焦,在壹般陰雨天氣均能正常收看,畫面流暢。下雨時,若鍋面不累積雨珠時也能正常收看,此時可將此天線放在無遮擋陽臺內使用,晴好天氣時在陽臺內,通過1層厚5mm的窗戶接收時,信號品質下降8%,畫面仍然能流暢收看;當通過2層厚5mm的窗時,信號品質下降14%,有的轉發器出現馬賽克,但強信號的轉發器仍能正常收看。天線在晴天接收雙星時的具體信號品質。接收機為CP-7885,
信號質量滿格時為100%,幾個月下來,使用情況均很正常,達到了實用性及小型化的目的。
天線,其直徑只有230mm,是在原直徑290mm的鍋面上,用剪刀剪成,其鍋面的深度為18mm,目的是試驗天線最小直徑的極限。單星接收138oE或146oE這兩個衛星時,信號質量還有些余地,畫面流暢;放在不封閉的陽臺內或室內窗臺上,單星接收138oE或146oE這兩上衛星時,晴天能正常收看並還有些余量,畫面流暢,其具體信號品質。接收機為CP-7885,高頻頭為百昌525,本振11.3GHz。
天線所測信號品質中,“開窗”是在陽臺內開窗時所測的數據。“關閉”為通過1層5mm厚的玻璃窗時測到的。遇到小陰雨時,開窗還能正常收視,基本上達到了實現天線口徑最小極限的目的。
鍋蓋天線時的單星接收數據。
從各種鍋蓋的深度可以總結出壹些規律:通常情況下,鍋面深度為直徑的9%左右,應盡量選擇深度較淺且過渡曲面平坦的鍋面,基效率比較高。這壹款天線,除了收138oE或146oE外,還能接收113oE帕拉帕-C2衛星上的節目,其中11472Mhz這壹組轉發器的信號品質為55%,1132Mhz這壹組為表單星數據35%,這兩組轉發器的數據是在113oE帕拉帕-C2衛星真世界運營商停播前測的,畫面也能流暢收看,還試收過鑫諾1號,其信號質量分別為12780V 41530—44%,12440 V 41530、12500 V 41530、12560 V 41530這三組均為36%,12620 V 32553——44%,此數據也是用接收機CP-7885,百昌525高頻頭(11.3GHz)實測。
這種小型天線,在今後大功率直播衛星中的應用有很好的前景與實用價值。
天線的實測數據,此數據是在陽臺內所測,接收機為航科430,高頻頭為百昌525(11.3GHz)。
天線收視的實測數據,此數據是在陽臺外所測,接收機為CP-7885,高頻頭為百昌525,11.3GHz。
對76.5度亞太2R的試收
天線只能收視到12375Mhz西藏臺壹組,信號品質為55%,其它均為0,只能放棄,筆者選用380mm的鋁鍋蓋作了試驗,大部分轉發器均能接收,但余量不大,其中兩組轉發器的信噪比24、25、26、27,所測數據是在陽臺內實測,接收機為航科430,LNB不百昌525,本振11.3G,這個數據是在2004年記錄拍攝的。這個試驗的目的只是看其效果,還不能用作正常接收。
實驗後的幾點感受
這次用鍋蓋及用鋁板、鍍鋅板制作天線的試驗給我們留下了深刻的印象,也感受到了成功的喜悅,證明了在天線的效益上還是有很多潛力可挖的,如曲面弧度的大小、材料不同的區別、焦距的長短等。筆者見過索尼、東芝、帝霸、松下、愛華、高斯貝爾等品牌的0.45-0.75m偏饋天線與平板天線,其制作非常精美。我們也用過壹些進口品牌的偏饋天線,無論在工藝及包裝上都很講究,無可挑剔。其效率確實比國產的同口徑天線要高,而且焦距也相對短,所配附件等也想得很周到,如高頻頭、電纜、F頭、工具等壹應俱全;夾具也是多用的,適合在許多場合環境中固定,用戶買回去就能按圖安裝。筆者使用過壹個0.45m的進口二手天線,用來收76.5oE亞太2R上的節目,11個轉發器全部正常接收,盡管有的轉發器的信號品質余量不大,但畫面仍很流暢,國產0.45m天線是無法全下的。
我國生產天線的工廠不少於100家,並且還在不斷增加。但是,其中擁有對天線性能及技術指標作測試能力的工廠還不能3%,真是寥寥無幾,同時,各家的生產技術標準千篇壹律,東抄西抄。目前,國內生產的偏饋天線的最小口徑為450mm,焦距為270mm,鍋面口徑只有296mm,焦距只有188mm;鍋面直徑只有230mm,焦距只有179mm,真可謂超小了。國內生產的正饋天線最小口徑為1000mm,滿足不了用戶的需求,且工廠所出精品極少,多數工廠不願投入經費進行科研開發,許多天線的模具都是套用仿制,用料上偷工減料,工藝制作粗糙,效率很低,壽命極短,這也許就是價格競爭的惡性循環的結果。在歷屆質量評比中,不合格的比例不少。但願此文對天線制造廠家能有些啟發:如果制造商能在開發設計上加強投入,從用料上就把關,並在天線口徑與效率上下功夫,改進生產工藝,那麽高增益的精品天線也壹定會出現在國內外市場上,高效小型天線將不是夢想。