瑞士Stampfl有源偶極子天線套件組裝難度多大？接收效果又如何？

今天，我們走近一款瑞士制造的有源偶極子天線，該套件組裝難度多大？接收性能效果又如何？一起來看！

瑞士 Stampfl 有源偶極子天線放大器

2016 年秋季，我買到了一款完全被遺忘的天線。大同AD370。AD370 是所謂的有源偶極子，開發(fā)和制造于 1980 年代。我真的很幸運(yùn)，因?yàn)檫@臺(tái) AD370 只能在屋頂下操作，而且狀況如新。我在瑞士的圣加侖道路交通辦公室使用它來接收德國氣象服務(wù) DWD 的天氣報(bào)告。當(dāng)然，那是在 1980 年代，當(dāng)時(shí)還沒有互聯(lián)網(wǎng)。這樣，清雪車就可以在冬季及時(shí)準(zhǔn)備就緒。

我對(duì) AD370 的接收性能感到非常興奮。在我可以使用 AD370 之前，我必須先對(duì)其進(jìn)行修改。AD370 帶有一根牢固焊接的同軸電纜，只有 10m 長。因?yàn)槲业奶炀€引線長約 30m，所以我在 AD370 中內(nèi)置了一個(gè) BNC 插座。所以我能夠?qū)⑺惭b在我 7m 高的桅桿上。短波的接收效果相當(dāng)不錯(cuò)，但沒有接近 ALA1530 或 Bluewave 的性能。AD370 在長波和中波上有很多噪音，給歡樂蒙上了一層陰影。有什么不對(duì)的！天線線很好，其他一切也很好。所以我嘗試了另一個(gè)遠(yuǎn)程饋送器。我從 Bonito MegaLoop "CPI1000" 接過開關(guān)。

瞧！AD370 原來是一個(gè)完全不同的天線。LW 和 MW 的接收突然變得非常清晰，可以激發(fā)靈感。不僅如此，使用新的遠(yuǎn)程饋線甚至 VLF 接收也是可能的。從 10KHz 開始。來自俄羅斯的阿爾法信號(hào)以我以前從未聽過的清晰度來到這里。AD370 的限制因素是遠(yuǎn)程饋線。令人難以置信的是，這個(gè)不起眼的部分可以做什么。

我對(duì) AD370 非常興奮，很長一段時(shí)間它都是我最喜歡的天線。因?yàn)?AD370 連接到我的在線 SDR，我收到了很多關(guān)于天線的詢問。出于極大的興趣，我問 Heinz Stampfl 是否愿意構(gòu)建一個(gè)類似于 AD370 的有源偶極放大器。沒過多久，第一個(gè)原型放大器就制造出來了。與 Bluewave 一樣，一個(gè)小團(tuán)隊(duì)在這里工作，充滿了“Hamspirit”和熱情。

Heinz Stampfl 制造了放大器，Günter Mandel DL4ZAO 提供了有關(guān)開關(guān)的寶貴技巧，我測(cè)試了有源偶極放大器。經(jīng)過幾個(gè)月的廣泛開發(fā)和測(cè)試，Stampfl 有源偶極子的最終版本現(xiàn)已面世。Stampfl Aktivdipol 設(shè)計(jì)為套件。只有遠(yuǎn)程饋線內(nèi)置在優(yōu)雅的藍(lán)色陽極氧化鋁外殼中。在開發(fā)過程中，重點(diǎn)放在透明度和可修復(fù)性上。放大器和遠(yuǎn)程饋線配備了常規(guī)組件，包括電路圖。

以下是 Stampfl 有源偶極子套件最重要的技術(shù)數(shù)據(jù)

頻率范圍：20KHz - 60MHz

大信號(hào)強(qiáng)度：IP3 + 33dBm - IP2 + 43dBm

增益：10dB

電源：11-16V - 約 110mA

放大器和遠(yuǎn)程饋線用傳統(tǒng)組件構(gòu)建

放大器和遠(yuǎn)程饋線上的高質(zhì)量手工纏繞鐵氧體磁芯

尺寸放大器板：80x72mm

尺寸遠(yuǎn)程饋送器：（WxHxD）94x45x45mm

遠(yuǎn)程饋線安裝在高質(zhì)量的藍(lán)色陽極氧化鋁外殼中

提供零件：

功放板

遠(yuǎn)程饋線

帶匹配桶形連接器的直流電纜

2個(gè)香蕉插頭

1x BNC 插座

1x SMB 插座

緊固用小零件

帶有測(cè)量值的操作說明和方案

該套件采用精美的紙板箱包裝。這幾乎太好處理了。它非常適合存放小零件。

安裝在外殼中

完全組裝的有源偶極子可以在下面的圖片中看到。為放大器找到合適的高質(zhì)量外殼并不容易。此處顯示的是帶有氯丁橡膠密封件的防水 IP65 外殼。燈座和緊固夾的孔必須仔細(xì)密封。為此，衛(wèi)生領(lǐng)域的特氟龍膠帶或自磨損膠帶是合適的。除緊固夾外的所有部件均由不銹鋼制成。聚光燈座是自制的，由我自己制作。兩個(gè)天線輻射器由不銹鋼彈簧鋼制成，每個(gè)長 1m。

在建造表殼時(shí)，非常重視最大的穩(wěn)定性和耐用性。外殼上的所有孔都用墊圈從內(nèi)部和外部額外加固，以便將螺釘連接的張力分布到更大的區(qū)域。因此，這種外殼變體制作起來并不便宜。

Stampfl 有源偶極子與大同 AD370 的比較

Stampfl 有源偶極子的電路與 AD370 的電路并不完全相同。Stampfl 有源偶極放大器由兩個(gè)對(duì)稱連接的 MiniWhip 天線組成。大同AD370根據(jù)變壓器負(fù)反饋工作。

為什么是有源偶極子？有源偶極子具有對(duì)稱工作的巨大優(yōu)勢(shì)。這意味著由于它的第二個(gè)輻射體，天線有自己的配重并且不依賴于地球（質(zhì)量）。由于水平方向，它的噪音也比垂直方向少得多。如果天線水平對(duì)齊，則在較低頻率下具有明顯的方向效應(yīng)。因此，您可以根據(jù)需要將其轉(zhuǎn)向首選方向。如果您越來越多地收聽長波和中波，轉(zhuǎn)子對(duì)于能夠轉(zhuǎn)動(dòng)天線會(huì)很有用。

兩種天線基本上都是為水平對(duì)齊而設(shè)計(jì)的。然而，也可以在垂直方向操作它們。在垂直排列中，有源偶極子像普通的鞭狀天線一樣接收。不同之處在于，在垂直排列中，有源偶極子可提供更高水平的全方位接收。但是，垂直對(duì)齊有兩個(gè)缺點(diǎn)！由于電平增加，它的噪音更大。并且，天線的安裝更加復(fù)雜。連接有源偶極子的同軸電纜必須從連接處開始向后水平鋪設(shè)1-2m。只有這樣才能根據(jù)需要布置電纜。如果電纜從外殼連接處直接向下走并且非?？拷椛淦?，則同軸電纜將起到平衡重的作用，有源偶極子將失去其特殊性能。然后，有源偶極子的反應(yīng)就像 MiniWhip 一樣，但具有所有缺點(diǎn)?？催@里。

與大同 AD370 一樣，Stampfl 有源偶極子是一種電場(chǎng)天線。這意味著它使用電磁場(chǎng)的電氣部分。因此，這種類型的天線更適合低噪聲環(huán)境。在住宅區(qū)或市中心等人口密集的地區(qū)，H 場(chǎng)（磁性）天線可能是更好的選擇。

在下面的桅桿臂上可以看到兩個(gè)有源偶極子。大同AD370臂桿1.2m。Stampfl 有源偶極子長度在 1m。下圖僅用于說明天線的尺寸。如果天線正在運(yùn)行，它們之間的相隔的距離約為 1.2m。然后將一個(gè)連接到后臂。

接收方向

在測(cè)試階段，我注意到奇怪的接收行為。我發(fā)現(xiàn)接收方向與偶極子理論不符！該理論說最大接收與輻射器軸偏移 90°。根據(jù)左下圖。但是 Stampfl Aktivdipol 就不一樣了！接收方向就像一個(gè)磁環(huán)，在輻射器軸上。右下圖。這種接收行為引發(fā)了業(yè)余愛好者之間的討論，包括來自專業(yè)電磁環(huán)境研究人員。沒有人可以肯定地說為什么 Stampfl 有源偶極子的接收行為與理論相反。正如理論所暗示的那樣，其他業(yè)余愛好的同事報(bào)告了正常的接收行為。因此，我將 Stampfl 有源偶極子與 Datong AD370 和兩個(gè) NTi 有源偶極子原型進(jìn)行了比較，就方向性而言，我的結(jié)論還在那里。

所有三個(gè)天線都顯示出與 Stampfl 有源偶極子完全相同的接收行為。經(jīng)過廠家的進(jìn)一步澄清和詢問，得到了以下信息。具有縮短的輻射器的有源偶極子在某些條件下可以表現(xiàn)出這種現(xiàn)象。我還沒有能夠最終澄清確切的原因。它必須與位置、地波和天波以及無線電波的入射角有關(guān)。后來一位愛好同事聯(lián)系了我，他注意到與我在這里的接收行為完全相同。

根據(jù)偶極子理論的接收方向。與發(fā)射器軸偏移 90°。

像環(huán)形天線一樣接收方向。發(fā)射器軸上的接收最大值。就像一個(gè)磁環(huán)。

使用 Stampfl 有源偶極子接收

關(guān)于接收，我真的不必多說。Stampfl Aktivdipol 實(shí)際上與 Datong AD370 相當(dāng)。兩個(gè)天線在整個(gè)長波、中波和短波范圍內(nèi)的接收效果相當(dāng)。邊緣區(qū)域存在差異。“改進(jìn)型”大同 AD370 在 30KHz 以下的表現(xiàn)明顯優(yōu)于 Stampfl 有源偶極子。11.9KHz 的 alpha 信號(hào)只能用 AD370 記錄。17.2KHz 的 SAQ 與 Stampfl 有源偶極子沒有任何問題。下圖顯示了 2018 年 5 月 1 日的快照。

長波和中波范圍實(shí)際上在兩者中都一樣好。下面是 0-2.1MHz 的放大部分。大同 AD370 在這些區(qū)域帶來的電平比大同有源偶極子高 3-4dB。兩者的重要 SNR 大致相同。

UTC 時(shí)間 4 點(diǎn)

下面是整個(gè)頻率范圍的屏幕截圖。很容易看出，Stampfl 有源偶極子的電平隨著頻率的增加而增加。在高頻范圍內(nèi)，Stampfl Aktivdipol 比 Datong AD370 多出 3-4dB。

UTC時(shí)間下午 6 點(diǎn)

結(jié)論：

Stampfl Aktivdipol 是對(duì)長波、中波和短波接收愛好的豐富！在其預(yù)期的水平方向上，它接收的噪聲非常小，很容易與 AD370 競(jìng)爭(zhēng)。它是眾所周知的 MiniWhip 的真正替代品，因?yàn)樗?dú)立于地球（質(zhì)量）并且設(shè)置起來不那么復(fù)雜。我不喜歡的是不太好的 IP2 + 43dBm 值！這不是很高，并且使天線容易受到互調(diào)的影響。這僅在無線電頻段信號(hào)非常強(qiáng)的傍晚時(shí)分有效。如果信號(hào)高于 S9 + 30dB，則可以在兩倍的頻率上聽到相同的發(fā)射機(jī)。大同AD370也表現(xiàn)出這種行為。然而，具有稍弱的互調(diào)。

審核編輯：劉清