深入研究 10-80 米 Alpha 磁环天线

使用 Alpha Magnetic Loop MagLoop 进行实验、观察和优化

障碍物会将您的信号反射回天线,这会导致更高的(反射)SWR。 

作者 – Rick N6IET

Alpha Loop 简介

我的磁环天线(MagLoop)之旅始于一个星期五的早晨,当时我把它架设在圣克鲁斯岛文图拉方向一处350英尺高的海边山脊上。基于那次架设的成败得失,我开启了我的探索之旅。以下是我从实验、观察和优化Alpha Loop天线的过程中学到的经验。

这是我的照片,照片里有Alpha Loop、Elecraft KX2、HF Packer 放大器和磷酸铁锂电池。

磁环 MagLoop 日落
图 1 – Alpha Loop 部署。

建设

我做的第一个改进是三脚架的延长腿。我用的是一根2英尺长的铝管,从我手头正好有的一根6英尺长的管子上切下来的XNUMX英尺长的铝管。它们可以紧紧地套在原来的短腿上,而且几乎没有重量。我坐在那块岩石上,面朝东北方向。你可以看到左边有一艘渡船正驶向蝎子锚地。 

磁环 MagLoop 海洋
图 2 – 延长的三脚架腿配有 2 英尺长的铝管,以增加稳定性。

Alpha Loop(含 40-80 米增压电缆)

圣克鲁斯岛探险之后,我开始在客厅里测试和试验我的 Alpha Loop 天线。令人惊讶的是,我的客厅环境(木地板和天花板/屋顶)对天线的调谐和驻波比影响不大。最低谐振频率为 3416 kHz,驻波比为 1.1。这是在调谐电容完全闭合且两个天线环周长相同的情况下测得的。最高谐振频率(调谐电容完全断开)在 8000 到 8200 kHz 之间。这是在使用任意双天线环路连接方式并安装增益电缆的情况下测得的。

根据制造商的规格,在40-80米的距离上,安装增压电缆后,Alpha Loop的功率为20瓦。部署大约需要5到10分钟。

调谐旋钮

我最初把调谐盒反过来装了(把旋钮移到了底部,也就是磁环外面)。把旋钮移到底部、磁环外面之后,我手放在旋钮上对驻波比的影响更大。所以,经过进一步测试,我又把旋钮恢复到了原来的位置(旋钮在顶部而不是底部)。旋钮在顶部的时候,我的手仍然会对驻波比产生一定的影响。不过,这种影响比旋钮放在磁环外面时要小得多。

夹子和环圈的放置

我使用随附的夹子,将内激励环与顶部的外辐射环保持 7/20 英寸的间距。在 10 点和 2 点钟位置放置魔术贴绑带,使两个外环保持紧密贴合。在 7:30 和 4:30 位置,我使用了另一对尼龙夹子。这样做是为了稳定两个环的发散(当增强环比主环长时)。两个外环的相对周长影响不大。唯一的例外是,当我使两个环的周长相同,并将增强环布置在桅杆和调谐盒后面时,我可以在 80 米波段获得 1.0 的驻波比。使用我的 Comet 天线分析仪,我使用 40/60/80 米增强电缆获得了以下驻波比。

80米 - 1.2

60米 - 1.5

40米 - 1.2

调音技巧

您可以通过略微减小或减小电容来补偿驻波比 (SWR) 的任何变化,使手移开后驻波比恢复到最小值。Alpha Antenna 将此称为反向调谐。反向调谐的步骤如下:“为了补偿可能出现的手部电容的影响,可以使用一种称为反向调谐的技术。要反向调谐磁环天线 MagLoop,请调谐至最小驻波比;在调谐过程中,请触摸 Alpha Match 上的黑色旋钮并记录驻波比。例如,假设您在触摸旋钮时观察到驻波比为 1.9:1。然后,当您移开手时,您看到驻波比为 4.3:1。那么,您只需在手触摸旋钮的情况下调谐至 4.3:1,即可在移开手时获得 1.9:1 的驻波比。”

选项 1 – 最佳效果:以相同的周长进行循环,并在桅杆和调谐器后面进行助推器循环。

房间内的磁环 MagLoop
图片3

选项 2 – 良好的折衷方案:中间双环布置。

房间内的磁环 MagLoop
图片4

选项 3 – 不好:默认循环不变,助推器循环下降很多。

磁环 MagLoop 再次出现在房间里
图片5

环的周长与单个环保持相同,助推环下垂很多(不好)。

Alpha Loop(未安装助推器电缆)

根据制造商的规格,未安装信号增强电缆的Alpha环形天线是一款功率为100瓦、波段范围为10-40米的环形天线。部署大约需要5分钟。

10-40 房间内磁环 MagLoop
图片6

图示间距为 3/8 英寸(外环位于激励器环的正上方)。

磁环 MagLoop 顶部与房间的间距
图片7

显示最大一英寸间距(用于测试)。

内外环间距 – 我使用单个外环,试验了激励环和辐射(次级)环之间的间距。下图分别显示了间距为 3/8 英寸、7/20 英寸、3/4 英寸和 1 英寸时各频段的驻波比 (SWR)。对于 MagLoop 磁环天线,我使用了 Alpha 提供的尼龙垫片来实现 7/20 英寸的间距。

带 3/8″ 7/20″ 3/4″ 1″

40米 1.4 1.5 1.2 1.0

30米 2.0 2.0 1.5 1.3

20米 1.6 1.6 1.4 1.0

17米 1.2 1.3 1.0 1.0

15米 1.0 1.1 1.0 1.15

12个月 不适用 1.5 2.5 3.0

10米 1.5 1.3 2.6 3.0

事实上,Alpha 尼龙夹强制使用的 7/20 英寸间距在较高波段效果非常好,1.5 米波段的驻波比 (SWR) 为 40,2.0 米波段为 30,1.6 米波段为 20。1 英寸间距在 17 米以下波段效果更好,在 15 米波段也足够好。不过,12 英寸间距在 10 米和 3 米波段效果不佳,观测到的驻波比为 1:XNUMX。

反向信标网络 (RBN) 结果 – 以下是我在屋顶测试期间生成的一些 RBN 撇渣器报告。

磁环 MagLoop N6IET RBN
图片8

增压电缆

在使用过程中,我发现我的高频Packer放大器在屋顶测试时会“断电”。这实际上是由于电容电弧引起的,将驱动功率(以及输出功率)降低到64%(80米)到84%(40米)之间,可以避免这个问题。我没有准确的功率输出读数,但我估计满功率(5瓦驱动功率)在50米处输出约80瓦,在40米处输出约40瓦。如果是这样,我能够在32米到80米处运行高达约40瓦的连续波功率。因此,我认为Alpha天线使用增强电缆时10瓦的连续波功率限制(20瓦的单边带功率增强器)过于保守。

辐射模式

请记住,磁环(MagLoop,周长约为波长的一小部分)会增强近场的磁分量,并最小化近场的电分量。这是因为环路中的电流很大(由毫欧姆级的辐射电阻实现),并且串联电容器两端的高压点间距很小(物理和电气上都很小)。在远场中,两个场的强度相等,形成标准的电磁波。

在自由空间中,该天线的辐射方向图呈甜甜圈状,与环形天线本身对齐;垂直安装时,辐射方向图呈8字形,方向与环形天线的垂直平面一致。此时的辐射角度为从地平线经天顶再回到地平线,因此您可以同时利用近垂直入射波(NVIS)和最大可用波段(MUF)。其极化方向主要为垂直极化。如果水平安装,则需遵循离地高度与辐射角度和地面损耗之间的关系,因此离地高度越高越好,最高可达离地1/4波长(NVIS)或1/2波长(MUF,朝向地平线)。居住在高层公寓或住宅楼且拥有阳台的人们,或许可以制作一个相当有效的水平磁环天线,使其从建筑物的灰泥墙伸出几米。

思考

回想起我与另外四位业余无线电爱好者一起进行的72小时岛屿露营之旅,我联系上了韦弗维尔的Don ND6T(使用QCX QRP电台)、贝尼西亚的JB NR5NN、萨克拉门托附近的Bob KJ6CA、弗雷斯诺东北部露营地的Mitch KB6FPW/p(使用10瓦K2电台),以及周五早上在80米波段上与Bob Net通联——对于一个直径仅3英尺的磁环天线来说,这在80米波段上简直令人难以置信!我还加入了7034 kHz的PARG通联,并在40米波段上联系上了萨克拉门托附近的Mark K6JJR、丘拉维斯塔的George N0FU和圣罗莎的Pete AA6ZE。凭借我新掌握的知识,我相信在使用Alpha Loop天线时会有更精彩的体验,也希望这些信息对您有所帮助。

里克 N6IET

N6IET – 通过 QRZ 业余无线电查询呼号

磁环天线 Magloops – Alpha 天线

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