【参赛】全自动调谐的短波磁环天线

mszxgray · 发表于 2012-10-31 20:46:21

本帖最后由 mszxgray 于 2012-10-31 21:17 编辑

全自动调谐的短波磁环天线

功能介绍：
用于短波电台的小型收发两用磁环天线，可完成自动调谐。传统的磁环天线与自动控制的完美结合。
磁环天线（LOOP ANT）原理在这里不再累述，着重介绍自动调谐部分。发射时有功率输入就可完成调谐，
调谐后持续监测驻波情况，若变坏，则重新调谐，若无法完成调谐则自动报警。该天线属于高Q值天线，
谐振时候有高压，注意安全。

相关参数：
功率<50W
调谐时间<2s
调谐范围7-14.5MHz连续可调谐，覆盖多个业余频段
调谐后SWR<1.5
调谐后频带：很窄<20KHz

设计思路：
通过单片机（MCU）控制步进电机通过调节空气可变电容器，在步进过程中检测磁环天线驻波（SWR），
通过比较每点SWR大小找到SWR最小的点，通过步进调节空气可变电容器回到最小SWR点上，完成自动调谐。

制作过程：
制作步进电机与空气电容之间的连接架
条件简陋，材料木头，工具只有美工刀、砂纸、锤子和电钻
关键点1：加装限位开关

制作磁环天线体本身
直径10MM空调管，弯成直径1米的大圆，两端串联空气电容（365P*2电容，拆片一半，电容量约90P）
用-5馈线弯成1/5大圆直径的小圆，用芯线匹配方式见下图。
由于属于高Q天线，连接部分应使用大面积接触，其电阻需要尽量降低以提高效率。

PCB使用感光法自制，由于页数比较多，电路图见下压缩包。驻波检测电路没有画，普通驻波表电路即可。

美中不足与改进方法
美中不足很简单朴素，由于使用减速机，有回程差，我使用的电容是收音机用的不可以往一个方向一直转下去，所以程序设计时候调谐是往回转到最小点的，所以自动调谐有一定偏差，在我的硬件平台上表现为10khz左右的偏差（只需在调谐完成后调节电台频率10KHz可谐振）但并不代表具有普遍性。

改进方法也很简单，换可以360度旋转的可变电容，修改程序让电机往通一个方向转一圈到调谐位置即可。
由于我手上没有这样的电容，所以无法实现，请包含。

郑重申明：
电路以及单片机BIN见压缩包
电路及MCU固件不得用于商业目的。
大功率发射时谐振状态下线圈具有数千伏高压，注意安全。
测试版本仅供参考实验使用由此带来的损失和一切后果本人概不负责。

电容逆时针转到低的位置需要安装限位开关才可工作
本测试版本 swr门限设置的非常高计算出的最小点的swr也可能大到损坏设备
仅供实验使用回程差在我的硬件平台上表现为10khz左右的偏差但并不代表具有普遍性

LOOP_ANT_beta.rar (76.42 KB, 下载次数: 1815)

mszxgray · 发表于 2012-10-31 20:49:17

本帖最后由 mszxgray 于 2012-10-31 20:52 编辑

小环的匹配形式，任选其1即可。

补充一下，我使用的步进电机，减速后为0.125度/步

密码 · 发表于 2012-10-31 21:37:00

这个不错，值得借鉴。
有个问题：是不是每次调谐都要把电容转一圈？这样才能知道SWR最小点，然后再转到这个点上？

天线迷 · 发表于 2012-11-1 16:43:25

严重关注
比较耽心的是发射时的高压和效率问题

HQP · 发表于 2012-11-2 07:03:57

好东西，电机会干扰射频信号吗？

mirage888 · 发表于 2012-11-2 08:30:38

驱动步进电机去完成调谐,不错

mirage888 · 发表于 2012-11-2 08:31:41

楼主能公布资料吗

mszxgray · 发表于 2012-11-2 19:30:50

HQP 发表于 2012-11-2 07:03
好东西，电机会干扰射频信号吗？

调谐完成后电机无动作的。。。

mszxgray · 发表于 2012-11-2 19:31:48

密码发表于 2012-10-31 21:37
这个不错，值得借鉴。
有个问题：是不是每次调谐都要把电容转一圈？这样才能知道SWR最小点，然后再转到这个 ...

调谐时候需要转180度然后回转到SWR最小点完成后静止

mszxgray · 发表于 2012-11-2 19:32:06

mirage888 发表于 2012-11-2 08:31
楼主能公布资料吗

见压缩包。。。

mirage888 · 发表于 2012-11-2 19:39:46

资料下载了,谢谢楼主

我不是火腿 · 发表于 2012-11-7 09:00:34

楼主限位开关有个行程，而且冬夏时节变化很大，也有机械弯曲现象，一段时间后很不准滴，最好还是采用３６０°旋转滴空联。（可以低矮歪）

我不是火腿 · 发表于 2012-11-7 09:06:22

俺也想过，如果不差钱滴话可以考虑脉冲计数的光码盘检测天线调谐位置尽量采用手动（效率高，故障率小）调谐，当然可以更加准确滴实现自动调谐。

dingwenlon · 发表于 2012-11-7 10:03:10

不错，驻波自动调谐的，你这电容用大功率发射打火吧？

mszxgray · 发表于 2012-11-12 21:57:10

dingwenlon 发表于 2012-11-7 10:03
不错，驻波自动调谐的，你这电容用大功率发射打火吧？

50W以下正常，70W开始拉连续电弧。。。哈哈

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