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用铝管制作Youloop环形AM天线

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发表于 2023-3-1 15:02:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
玩收音也有一段时间了,就是没有一副像样的天线,尤其是AM波段的天线,去年在群里了解到一种叫youloop的环形天线,有人也叫它莫比乌斯环天线,天线直径约70CM,频率范围是10KHz—30MHz,覆盖了长波、中波和短波波段,结构简单效果不错,于是便有了自制的想法,原理图如下。
天线是典型的屏蔽环天线,屏蔽环天线可以有效的屏蔽掉环境中的电场干扰,让信号变得更纯净使得信噪比更高。但这个youloop天线又和普通的屏蔽环天线结构上又有所区别,它的信号输出不在环形的缺口上,而是在天线中间位置钻孔引出信号经巴伦变压器输出,可以使得在环形天线金属两臂上感应到的各种信号因相位相反而互相抵消。
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下面开始制作,正好手头上有一根5M长的1CM直径的铝管,很久已经购买的本来打算制作FM八木天线的,就是懒得动手一直放着。
拿个大塑料盆扣地上先弯成个圆,然后再细心矫正一下,让它看上去更圆更光滑。
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接下来就是内部穿线,有制作者用单线制作,有考究的用特氟龙线来制作。俺想试试用别的线,手上有一卷一直没用的上的0.07x7的丝包线,信号在导体传输会有一个趋肤效应,于是才有32股并联,这样应该可以大大增强天线得Q值。
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32股丝包线整理好后就是要开始穿线,线两头上焊锡固定,再焊接上一根漆包线,先穿漆包线然后拉线,过程比较复杂此处省略500字。
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线已穿好,然后就是对接口的打理焊接,环形天线的上缺口处打孔固定好焊接铜片,中空的塑料管可以起到支撑作用。
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下面对天线进行Q值测量,结果是惊人的,将Q表的测试频率设置在1MHz,得出Q值居然超过3000,这严重超出Q表的量程了,已经不准了。但不管怎么样这天线Q值超高,是否和用了多股丝包线有关呢?
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信号引出端的处理,及巴伦变压器的绕制。
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至此,天线已经制作完成,经过简单的测试,中波、短波电台密集,基本上一个步进一个台,甚至长波也能收到来自外蒙的遥远信号。
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将天线挂外面阳台收工。谢谢观看,如有不对之处还请批评指正。
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发表于 2023-3-1 17:10:07 | 显示全部楼层
jackywu_xp 发表于 2023-3-1 16:22
1,应该就是这样的,俺是按图纸来做的。
2,用的是nxo100磁芯,按图4T:4T绕制。
3,75欧姆电缆,外壁接 ...

非常好!

巴伦用的NXO-100磁芯上的四匝恐怕不够,低端10KHz的频响不一定达得到,建议再增加几匝,至少100KHz处可以提升不少。

估算了下大环电感大约在28uH左右,按10KHz到30MHz的带宽和中心频率547.7KHz算,这个电感其实是不够的,不过实际收听范围在100KHz以上的长波和中短波,马马虎虎也对付了。

75欧电缆一般每米长度大约90pF分布电容,2米的话就是180pF,加上大环的分布电容在60pF左右,总电容约240pF,和28uH电感组合,中心频率约1.94MHz,带宽范围大约125KHz~30MHz。不过这个带宽在两端的响应已经远低于-3dB了。

一家之言,仅供参考。

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发表于 2024-4-9 13:23:36 | 显示全部楼层
海河 发表于 2024-4-9 11:54
请教老师,这个外管用铝塑管如何?把铝塑管中的铝层从端处刮出来馈电。
另外,环的直径大小,内穿导线的 ...

您好!海版老師客氣了,我不是什麽老師,一同探討唄。

環形天缐應用管狀金屬導體可能有些誤解,很多人將它作爲外屏蔽層接地,這是把高阻抗範疇的電場屏蔽與低阻抗的磁感應接收混同了起來,使得實際上的屏蔽毫無作用,還浪費了寶貴的管狀導體表面積,實在是得不償失。

我個人認爲,如果擁有足夠的金屬管長度,那麽將它做成若干匝的空芯缐圈,效果會更好一些。但多數情況下這不太容易,我是將單圈的金屬管作爲一匝與穿繞在管子内的几匝缐再串聯起來,作爲一個繞組整體使用,這樣就把金屬管真正用在接收上了。

空芯單層缐圈的計算式是:L=0.01×D×N^2÷(W÷D+0.44)       

其中:電感量L的單位是μH,缐圈直徑D的單位是cm,N是匝數,W是缐圈寬度,單位cm。

鋁塑管的金屬箔内壁當然可以作爲導體使用,我的建議還是將它作爲環形天缐的一匝使用。

可以試著做一個1米直徑的環形天缐。若環形管子的直徑為1cm,則單匝的電感量約2.22μH;管中穿繞10匝導缐后再與管子本身串聯共11匝,則電感量約為269μH,這個電感量恰好可以配合365pF的空氣雙聯可變電容器。

如果想寬帶應用,那麽這個1米的環形天缐除管子本身外,再與穿繞的2匝串聯起來共3匝,并聯一個75pF的電容器,然後通過一個1:1的平衡轉不平衡變壓器輸出,阻抗為75Ohm。這裏有一個現成的案例:

        截图01.jpg

圖中的CL3是一個10x5x6的磁環,三缐並繞6匝,按同名端接缐。設計帶寬為0.5MHz~30.5MHz。這個案例我是用直徑0.225米的德生天缐做改裝實驗並以德生S2000收音機試聽的,除因爲直徑小而影響到靈敏度外,信噪比要比拉桿天缐明顯提高一些。這個案例供海版老師指正。

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发表于 2023-4-6 08:16:54 | 显示全部楼层
ym78321 发表于 2023-4-2 23:44
我理解是在这么大频率范围内,会有几个点的谐振峰,不是一般的平顶或馒头形的。不知对不对

用天分仪测试,完全是你说的情况。不会是平顶或馒头形。甚至是有很多个谐振峰值。制作过标准的莫比乌斯环天线,不止做一个,分别不同直径,最大的2米直径,都一样的情况。

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发表于 2023-3-1 16:54:57 | 显示全部楼层
多股线与单根线绕效果应该没有差别,线圈感应的信号只与圈数有关。还有Q值再高对于不调谐电路毫无意义。
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发表于 2023-3-1 16:33:24 | 显示全部楼层
中间用不同的利磁线应该有不同的效果。无法实践。
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发表于 2024-4-10 07:27:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 longshort 于 2024-4-10 07:30 编辑
海河 发表于 2024-4-9 20:08
感谢您悉心解答、
请问有实物图吗,
只看文字介绍,有些不好联想


海版老師這是在攷我哪。很抱歉不能發全部圖片,只能發個一兩張過過目吧:

改造的德生天缐:
11_改造天缐外觀.jpg
德生改造做了三個頻段,分別是保留原架構(窄帶可調)、長-中波、中-短波。


製作中的直徑0.78米大環:
86_天綫穿繞.jpg

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发表于 2023-3-2 06:35:42 | 显示全部楼层
铝管不把里面线圈的信号屏蔽了吗?
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发表于 2023-3-1 15:50:50 | 显示全部楼层
制作漂亮,有没有和有源的环比较一下?
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发表于 2023-3-1 16:10:02 | 显示全部楼层
巴伦变压器,初级,次级各多少圈?如何接入收音机?中波?
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发表于 2023-3-1 16:13:48 | 显示全部楼层
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你好,我以前也做过一个类似的,效果不好,我怀疑我弄错了哪里。向你请教下,有3个问题:


1、看图片黄线从左侧串入,绕1.5圈 另一头焊接在右侧的铜管上? 同理,蓝线从右侧串入,1.5圈后焊接在左侧铜管开口上?


2、那个阻抗变换的伦巴,需要哪种磁芯,初次级分别绕几圈?


3、那段电缆用同轴电缆吗?75欧姆?,铜管外壁接同轴电缆屏蔽?



麻烦多多指教,十分感谢!!!
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 楼主| 发表于 2023-3-1 16:17:27 | 显示全部楼层
seawind 发表于 2023-3-1 15:50
制作漂亮,有没有和有源的环比较一下?

没有有源环,目前就这么一个环形天线,没条件比
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 楼主| 发表于 2023-3-1 16:18:59 | 显示全部楼层
dianzig 发表于 2023-3-1 16:10
巴伦变压器,初级,次级各多少圈?如何接入收音机?中波?

图上是4T:4T的绕法,通过同轴电缆接入收音机
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发表于 2023-3-1 16:19:59 | 显示全部楼层
以前做过一个直径90CM的环形天线,里面穿了网线的芯线,老头接空气联可变,覆盖在中波,你这个是不调谐全调幅波段吗?
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发表于 2023-3-1 16:22:02 | 显示全部楼层
大作  ,继续关注后面的故事。顶。
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 楼主| 发表于 2023-3-1 16:22:51 | 显示全部楼层
ssffzz1 发表于 2023-3-1 16:13
你好,我以前也做过一个类似的,效果不好,我怀疑我弄错了哪里。向你请教下,有3个问题:

1,应该就是这样的,俺是按图纸来做的。
2,用的是nxo100磁芯,按图4T:4T绕制。
3,75欧姆电缆,外壁接电缆屏蔽层。
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发表于 2023-3-1 16:24:31 | 显示全部楼层
玩,我们是认真的
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 楼主| 发表于 2023-3-1 16:25:28 | 显示全部楼层
95147 发表于 2023-3-1 16:19
以前做过一个直径90CM的环形天线,里面穿了网线的芯线,老头接空气联可变,覆盖在中波,你这个是不调谐全调 ...

不是调谐版,资料上说频率覆盖10KHz—30MHz,没仪器测。
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发表于 2023-3-1 16:30:19 | 显示全部楼层
非常佩服会动手。虽然我有一个,效果确实好。中间是特氟龙线绕的。
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发表于 2023-3-1 16:36:35 | 显示全部楼层
jackywu_xp 发表于 2023-3-1 16:22
1,应该就是这样的,俺是按图纸来做的。
2,用的是nxo100磁芯,按图4T:4T绕制。
3,75欧姆电缆,外壁接 ...

谢谢,还有点疑问。

4T:4T,的意思就是。两股线并起来,两个孔各穿绕4圈对吗?

我看你是两股并起来算作一股,看起来是4股,实际是2股是吗?
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 楼主| 发表于 2023-3-1 16:40:20 | 显示全部楼层
ssffzz1 发表于 2023-3-1 16:36
谢谢,还有点疑问。

4T:4T,的意思就是。两股线并起来,两个孔各穿绕4圈对吗?

俺是两股漆包线并作一股线用,初级次级各绕4圈
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