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天线与接地

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天线与接地

 
     
 

适用于ICOM短波SSB无线电收发机IC-M710、IC-M700PRO、IC-M802

  这份特别插页在您的海事专用单边带无线电收发机使用说明书与安装说明书中,可以协助您选择正确的天线以及从接地良好的单边带无线电收发机安装方法获得最佳的通讯距离。良好的天线与良好的接地是优越的单边带无线电收发机之必要条件,这就是为何这份特别报告会内含在您的单边带无线电收发机包装中。

 

  天线与调谐器:如果要安置IC-M710在船舶上,您可以使用绝缘的后支索或侧支索,或是架在船尾的一只非共振的白色玻璃纤维鞭形天线,以架设您的天线系统。您的最佳通讯距离将会是来自于绝缘的后支索,因为它的天线「辐射器」长度够长,也就是顶端与底部的绝缘碍子之间的部份。用摇轳将顶端的绝缘碍子自桅杆顶端降下约一尺。用摇轳将底部绝缘碍子调至您站立船尾时的眼睛高度(这个绝缘碍子之间的长度不应超过120呎或少于30呎)。如果您决定选用非共振的鞭形天线,像是Shakeseare 390或Morad WH28,通常是先将天线拉到船尾再以45度角倾斜折回。

  这些非共振的鞭形天线可以用ICOM AT-130自动天线调谐器来调谐以匹配IC-M710无线电收发机使用。调谐器安置船尾,在食粮储藏室里;它是全天候使用型的,可以不畏考验地安置在船尾以及您可能储放各类干湿生活必需品,污秽的天候用俱等等的下甲板。AT-130可以轻易的连接至ICOM对讲机的IC-M710。所有详细的资料都在AT-130的使用/安装说明书里。我们建议您采用「GTO-15」型的高压铅导线,从AT130的单线输出接点连接到绝缘的后支索或您的不共振鞭形天线,再用不锈钢管钳将导线固定在绝缘的后支索。如果您决定选用非共振的鞭形天线,请将导线端接上固定端子再连接到鞭形天线基部的馈电点。

  接下来还有更多有关接地的重要资料。

  对于拥有快速汽艇的个位,一根20呎长的鞭形天线将会是您用于ICOM IC-M710的天线。最普遍及广受喜好的安装方式是以白色玻璃纤维材质、21呎长、非共振的鞭形天线搭配ICOM IC-AT130自动天线调谐器来作自动调谐。和帆船的安装的方式类同,调谐器可以不碍路地隐藏于浮桥区域或是下甲板靠近鞭形天线基座的地方。GTO-15导线连接鞭形天线至自动天线调谐器。调谐器本身是以同轴电缆及控制线来连接IC-M710的背部至您要安置调谐器的场所。要记得的是,AT-130的ICOM自动天线调谐器是完全自动的,所以您可以安置在完全看不到的地方。

  另一个供动力小艇操作的天线系统是Morad公司(地址:1125 N.W.46th Street, Seattle, Washington)的23呎长铝质鞭形天线,它是预调式的陷波天线,型号MB4、6,8,12,16。这只400美金元的天线不需要自动天线调谐器---只要从IC-M710的背部以以同轴电缆连接,即可在所有预调的海事无线电频率上良好的地工作。这组天线系统必须经常由专业技师来做调整,不像非共振、白色玻璃纤维鞭形天线搭配AT-130调谐器要来的普遍受到欢迎。虽然二者的表现都不错,AT-130搭配白色玻璃纤维非共振鞭形天线还是较为简易实用。

  如果您要购买自AT130动天线调谐器作为共振或非共振式的鞭形天线组合,我们建议您洽询售于无线电器材的经销商。贩卖ICOM器材的经销商通常都有这类附件的库存。

 

  接地的重要性:请阅读本文!如果您要用ICOM的IC-M710来探寻「超级距离」,我们也有一些诀窍提供给您拥有橡还环游世界船只、超级油轮、单人航行、海军、海岸防卫队一样的通讯距离。平面区域到海水以及接系统的全面使用铜箔,正是给予您商用型式「超级距离」,的组合。海水的作用对潜水员及游泳来说正有如跳水板或池边---让您的无线对讲机电波能够有推离凭借的固态平面。其术语叫做「平衡点」,是您达成全面SSB单边带无线电通讯的天线系统所绝对不可或缺的另一半。

  以一天的工作时间来进行您自己的单边带接地系统并不困难,您还可能发现到大部份的接地系统皆已安装,所以您也没有什么事项可以做,只需以铜箔将各部连接再一起。请再继续看下去,让我们为您说明接地系统有多么的容易。

 

  从非技术层面来讲:如果您计划请专业技师或有技术专长的朋友来安装您的单边带系统,请略过此一部份并从「天线接地原则---从技术层面来讲」开始阅读。如果您计划自己来安装,而且这是您计划中的第一步,请继读下去!

  您的船只所在的水面正是绝对的接地平衡点。再也没有比它更好的了。岸边的商业用AM广播电台常常运用地利之便,将其巨大的天线系统安置在湾头的泥地平面以获得良好的广播距离。

  有一些船只供称商将铜箔与地网安置在船舱上头。这种情形多见于昂贵的快速汽艇,在一些帆船上面也可以偶而发现。这种顶头的接地系统型式虽然聊胜于无,但还是缺乏与海洋或湖滨耦合成绝对水面接地系统的能力。更好的接地系统则是下列这些项目:

  ·铅质的龙骨    ·外部的地屏网        ·内部连接的船壳全身
  ·金属的水槽    ·吃水线下的100呎长金箔    ·金箔辐射网
  ·水压操舵系统   ·金属的接油盘        ·引擎支架

  是的,我们最后列出引擎支架为良好的水下平点。理由是因其没有平坦又贴近您船只所在水面的特大片平面区域。整个理念则是平面区域---而这则是为何龙骨螺栓、水面下的水槽、全部船身,以及任何平坦又贴近水面的物品可以做好此一工作的原因。现在我们知道您的下一道问题---良好的接地难倒不需要实际接触水面吗?一点也不需要!对无线电射频(Radio Frequencies)而言,您的水下接地平衡点将水面看成电容性,提供了与实际接触水面一样的良好接地效果!

  这里有另一项非常重要的因素---不需接地线接地!即使您使用粗如姆指的镕接线,还是不能以图形导线达到良好的接地平衡点。在「从技术层面来讲」的段落里,我们会告诉您为什么---可是就非技术层面的术语来说,圆形导线倾向于取消无线电射频的作用,对于接地平衡点的互相连接视若隐形。这就是为什么要用铜箔连接收发机机壳至船身的接地线,连接自动天线调谐器至船身的接地线。圆形导线就是不能发挥作用---只有铜箔才行!

  在您的贩售ICOM通讯器材的海事电机优良商店里也有陈售一种专门接地用的三吋宽、超薄铜箔。您也可以改用一吋宽的水电用铜质扎带,三吋的较好。

  在下甲板处理这个铜箔以及在吃水线下整理任何每一种可能的地线,将会耗去您一天的工作时间。如果您能够在龙骨螺栓取的接地点,或是栓上螺丝至龙骨,您的接地系统便告完成。被覆铅材的龙骨是最佳的接地系统,您不再需要其它的了。 对快速汽艇来讲,既然没有龙骨,在吃水线下您将需要至少100平方呎的接地平面。意即您必须可能地利用吃水线下每一项可能取得的接地物。我们通常以不锈钢管钳来夹紧每一个水面下的金属物。如果您的船只里有一小撮绿色线捆覆直通水面下的船身各处,请将铜箔延着绿色的方向展开,像绿色线一样的利用船身每一部位。您不能只凭绿色线来作为接地线,您必须加倍的处理接地。

  现在我们来梢为以技术层面的观点来探讨接地。不用担心,不会太过专业,很容易阅读了解。如果您要请专业技师或有技术专长的朋友来处理您的设备,请先确认他们已多次读过本文。这里所陈述的事实系基于数以百计钟点的安装、拆除不同型式的接地系统所得的经验。无论如何,遵照这些技巧将会带给您所想要达到的效果---最远的距离与强大的讯号。

 

  天线的接地原则---从技术层面来讲:应用于低频、中频、高频的海事天线系统会

  在无线电操作中利用到海水与闪亮的白色玻璃纤维天线辐射器二者。就像两个小孩在玩翘翘板一样,如果天线辐射器与海水地线之间能够取得平衡,整个系统就能够完好的工作着。这个平衡的天线系统可以电子化地与偶极天线系统相比---电压与电流相位环路均分整个半波长系统时所操作频道频率的二分之一波长长度。在应用垂直天线的海事通讯里,这种系统更正确的讲是一种赫芝天线的设立。白色玻璃纤维鞭形天线是以电子化地调谐至四分之一波长,而其接地系统则补足另外四分之一的波长。我们技术的地称呼其接地系统为「平衡点」,天线则为「辐射器」。 如果四分之一波长的天线或接地系统缺少其中一样或不足,无线电的收讯与发讯距离将会大幅减少。当您的车用鞭形天线被破坏时广播收讯会有多好?安装海事天线时如果接地系统不足或甚至于没有的时候,一样会导致通讯距离的衰减。

  想象一位泳者在做大回转,但却没有池边的反弹力。同样的情况发生在单边带的无线电波发射。最强大的天线如果没有此一平衡点以推离电波也是不会辐射讯号出去的。 在LORAN接收天线中,一个不足的接地系统会使得船上电机所产生的噪声增强,使导致收讯变得微弱。

  就技术层面来讲,接地的部份越少,天线系统的辐射阻抗就越高。这个辐射阻抗会导致重大的功率损失,而单边带无线电机不但性能打折扣,发射机部份也会变得高热。一个接地欠佳的单边带系统有时也会导致「热麦克风」,操作员在每次将麦克风靠近嘴唇时会实际收到无线电波的灼烧。拙劣的接地也会在发射单边带无线电机时导致模拟式拨号器具动作异常、自动导航系统表现反常,有时也会烧毁装在船上的海事电子装备中的小型集成电路零件。说得足够了吧?

 

  表面区域:对海事无线电与LORAN应用来说,一个良好的无线电频率接地系统会在吃水线下组成至少100平方呎的金属表面。现在我们知道您在读到这一段落时会从椅子上跳开,但是不要被吓到。仍然有许多水下金属可供我们连接以其能够在吃水线下达到如此面积的平衡点。在帆船的应用时,被覆玻璃纤维的铅质龙骨会是绝佳的表面区域接地物。较困难的部份是如何连接到铅质龙骨或龙骨螺栓。

  在其它的海事无线电设备安装中,不锈钢槽、铜质水压线、船壳全体、以及接地屏,对组成接地平衡点系统都有帮助。

  在船壳翻过来的时候,船只制造商有能力加上绝佳的接地系统。质轻的铜网是提供良好的平面区域接地系统的最佳途径之一。在制造船壳的时候,铜网可以覆盖在玻璃纤维夹板的里层。薄的铜箔也可以用在船壳的制造过程里。即使是巩固水泥船壳的金属网架也可以作为非常好的接地平衡点系统。

  铜箔与地网在大多数的海事无线电器材代理商及经销处皆可购得。地网与铜箔的厚度并不重要---最普遍的铜箔一般也只有一至四个密尔单位的厚度,一卷约三吋宽---大约是您所想要的任意长度。铜质的窗幕也可以派上用场(如果找不到时)---再声明一次,厚度并不重要。无线电频率的能量是散布在这个导电平面的最外层,称为集肤效应,减少了对地材质厚度的需求。

  既然接地用的铜箔与地网相当昂贵,大多数的船只建造者多会损省去此一到接地手续,并由顾客在船只建造完成后自行提供。这实在是很惭愧的事---在制造船壳的时候本是很容易的一件事,船只造完后却是相当困难。

  铜箔与地网并不是真正的需要与海水接触才能建立接地系统。无线电频率的能量非常容易穿透玻璃纤维,因此一道隔离的接地系统与接到海水的系统一样都能发挥相同的功效。铅质龙骨覆以半吋厚的树脂也能良好地工作着。任何接地系统以电容性的方式与海水耦合,皆能被海水本身增强其接地效能。

  发展无线电频率应用的接地系统(与DC直流线路相对)需要所有地线的连接点用铜箔编织在一起。圆形的接地讨导线不能使用。导线实际上像是某些无线电特定频率的电感陷波器线路会被视若隐形以作为耦合您的无线电机组至您的接地系统的有效途径。的确,铜箔必需从吃水线下的接地系统铺设以直接接到每一台低频与高频的无线电机组去。这种方式在铺设铜箔时虽然看似难以克服的问题,但与导线不同的是,铜箔本身可以被处理的很好,即使是在很紧密的地方。铜箔可以轻易的焊接到吃水线下的接地系统,然后接上船壳边的NAV电台区域。它可以密封在船壳里、漆上油漆、黏上胶、或甚至于随意放置船壳边。铜箔本身也可以弯折以配合90度的弯角。如果铜箔必须穿过小孔,也可以将其滚卷成不是很紧的形状再穿过小孔。避免卷成会抵消无线电振荡频率的同心圆,越平坦越好。

  有几项需要细心处理的海事无线电机组装设技巧可以让铜箔附着在舱口盖下方或船壳边。几乎任何一种都可以动作,再高的电压加诸接地铜箔也几乎没有危险。布置在船壳内的接地铜箔以及您的全套接地系统,同样也不会实质地改变您的侵蚀暴露程度至海水。当有不同材质的金属浸蚀的问题。接地系统并不是真的浸入,它的耦合作用是电容性的。 电解作用是另一种解侵蚀的形式,漫布的电流在海水中会开始吃掉水面下的金属。自接地系统独立出来的12伏特电源系统的良好接线技巧可以减轻电解作用。

  现在让我们回头过来找寻吃水线下的接地系统漫延出来的三吋宽铜箔所要停留的地点。大多数的Loran、FAX、以及海事用的单边带无线电机组制造商不会提供简单的途径以连接接地铜箔至其机组的背部。最好的方法则是将铜箔拉到电子器材的背部。再以既有的薄金属片螺丝作紧密的连接。在有螺丝帽与垫片的接地柱螺栓,更好的是---将铜箔拉到接地柱螺栓,铜箔尾端折叠数次以增加强度,然后在上面打一个洞,再作连接。千万不要只是用小小的跳线来连接铜箔与无线电机组而讨导致全功尽弃。在无线电频率上您的接地系统会因此而导致「微弱连接」。

  我们通常将多余的铜箔折叠在连接的电子器材背后,这样才能在移动器材做维修保养时还能让铜箔连接在上面。如果您将弯曲的部份放在正确的地点,铜箔会在器材移回原位时回复其原来的自然折叠状态。要注意接地铜箔的尖锐折角---它们能够穿透电线的塑料保护层。确认带有电压的红与黑线不要磨擦到接地铜箔的侧面。

  我们通常在海是电台里将所有的器材以铜箔接地。这将会包括风速与航速器材、领航控制盒、Omega、Loran、单边带、雷达、VHF、以及任何会亮灯的器材外部机壳。您为中央电子器材提供更多的接地,您的散布射频问题就更少。

  接地铜箔也必须够拉到远程的天线调谐器。这会包括您的Loran天线设立上的天线调谐器以及与电子器材咫尺之遥的AT-130单边带天线调谐器。这些调谐器可能会一直安置在船尾,加长了接地铜箔的连接长度。最好是从地线来源直接接到调谐器,不要像圣诞树灯饰一样的一路串接过来。现在想象有一条接地铜箔自龙骨螺栓接到电子器材,第二条接地铜箔自船尾的龙骨螺栓接到单边带天线调谐器以及架设于船尾的Loran鞭形天线。这些调谐器的接地线路是任何可靠的通讯操作型式所必须的。如果您试以IC-M710单边带无线电机搭配没有接地的AT-130远程天线调谐器,您所冒的风险不但是烧毁器材,更有可能因散布射频而损坏船上的其它电子器材。如果不容易从中控台布置接地铜箔到吃水线下的船尾地线来源,那就另寻途径。一定要做!

  您也可以藉由延着铜箔布置路线增加实质的金属物,取得额外的接地平衡点表面区域。使用不锈钢管钳可以轻易的取得青铜装备、水槽、铜质水压绳、船腹帮浦阀门及铜绳、小型的水下避雷板、以及任何可以供给一些额外的水下平面区域的物品。 引擎也是吃水线下接地系统的一小部份。如果您计划使用到桨轴及推动器做为额外的接地平衡点,您可能需要一把刮刷。因为变速箱里充满着油脂,而油脂本身并不是一个良好的导体,刮刷以取得接地及控制侵蚀程度则是另外一个方法。在快速汽艇上的那些大「轮船」还是可以取得一些良好的平面区域。

  我们还是建议您取得那些固定标准船具螺栓。借着将船具本身接地可以在船身内规划出一片保护的区域,以防止近导或是直接的雷击。因为雷击是完全不可预测的,良好的接地技巧可以对保护区域内提供一些额外的安全性。雷击若打在没有接地的船具上会在支索之间造成放电,这和两个金属物非常靠近时的小型尖端放电效果一样。良好的接地系统则会将大部份的雷电能量导引释放至海水,将船上乘客看成地线而保护着。 安装接地系统在高者雷电活动区域应该征询当地的海事雷电专家,他们发展出一种特别的释放「按钮」装置,可以让钜大的雷电能量安全地导引释放至海水去,而不致于将船壳炸掉或是将铅质龙骨炸出一个大洞。

  铅质龙骨和铁壳的帆船船员都可以很轻易的获得良好的接地平衡点。如果可以看到龙骨,只要在螺纹上面锁上一个螺钉帽就可以固定住接地铜箔。我们通常会封住此一接点以避免船底污水的腐蚀。当地的海事雷电专家同时也会建议将铝桅连接到龙骨螺栓上以保护不受雷击。连接铝桅到龙骨螺栓的导线必须平顺、直接、没有尖锐的折角,以有效的通过雷电能量导引至水下的船体。再声明一次,请征询当地的海事雷电专家。 钢质船身的船只只要刮去船身上面的保护镀模就可以很容易的接上铜箔,造成低阻抗的良好表面区域接触。同样地,请完全封住其接点。非金属船身及龙骨的船只需要有好几码长的铜箔才能在吃水线下或任何地方连接大型的槽桶以铺设接地表面。

 

  总结:如果您遵照这些步骤,您就拥有全球都能收到的强大单边带无线电讯号。好与不好的接地系统之间的差别和收讯一样地在发讯时就能轻易的辨别。既然您的接地平衡点实际上是完整天线系统的一部份,请和架设白色玻璃纤维鞭形天线或绝缘的后支索一样的付诸相同的住注意力对讲机

 

 

 

 
     
 

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