Juma TX136 4 天线的搭建与调试
日期：2025-01-15
今天开始筹划搭建136kHz所用的天线。下面为示意图
地天线
这种天线的形制是将天线端口的两级分别灌入两个相距一定距离的接地棒中。接地棒在地下等效为回路。由于地下的复杂电气环境，这种回路可能很大。
看到了BG2KAJ的文章。感谢可爱姬的经验与启发。
Sp5xsb - EARTH ELECTRODE ANTENNA. Few days of WSPR-ing… | Facebook
感谢SP5XSB的通信实验记录。
Roger G3XBM’s (Mainly) Amateur Radio Blog: Earth electrode antenna conclusions (472kHz)
472kHz WSPR using earth-electrode antenna • AmateurRadio.com
感谢G3XBM的实验与记录。
VK1SV 136 kHz fun and games with earth electrodes
感谢VK1SV的实验记录。
他们证明了这种天线在长波段是可行的。一般呈现50-1000Ω的纯阻性。
阻抗变换变压器设计与制作
变压器磁环选用北京798厂的MXO-2000磁环，淘宝有售。
该磁环的参数如下：
计算MXO-2000磁环的电感系数AL：
磁环AL计算公式为：
AL=[（外径-内径）÷（外径＋内径）]×400×高度×（导磁率÷10000）
公式中外径内径取直径，单位均为毫米。即磁环标定值。计算出的AL单位为（nH/N²）
举例来说，对于T10/6/2，导磁率为1000的磁环，其电感系数为：
AL=[（10-6）÷（10＋6）]×400×2×（1000÷10000）=20nH/N²
计算得到MXO-2000的AL=4.528uH/N²
考虑到其磁导率为2000±25%，AL在 3.396-5.660uH/N² 间浮动。
设计变压器挡位：
接下来设计变压器的挡位。我们希望无论对于可能出现的任意阻抗，都能变换到50Ω附近并使得VSWR＜1.5。
VSWR与阻抗Z0联系的公式为
得到：
VSWR=ZL/Z0（当ZL＞Z0时）VSWR=Z0/ZL（当Z0＞ZL时）
发射机的阻抗为50Ω，那么对于（50÷1.5）到（50×1.5）即33.3-75Ω之间，驻波比满足VSWR＜1.5。
那么向上，使得75Ω临界值对于上一档也满足VSWR＜1.5的挡位阻抗为（75×1.5）即112.5Ω。
得到变压器挡位为：
…… 4.38Ω 9.87Ω 22.2Ω 50Ω 112.5Ω 253.125Ω 569.5Ω ……
每一挡位之间需乘除 (SWR)²。
针对一个自行绕制的磁环，我们需要从任一匝数出发来寻找合适的挡位。
根据经验，变压器的初级绕组电感应该不小于10倍的传输阻抗，即500Ω
由公式XL=2πfL得：L=585uH。
由L=AL×N² 得初级绕组匝数为13.1-10.16之间。选取N为12。
列出次级绕组每种匝数对应的变换阻抗值，最终选取挡位为。
| 次级匝数 | 6 | 8 | 12 | 17 | 25 | 36 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 对应阻抗 | 12.5 | 22.2 | 50 | 100 | 217 | 450 |
它可实现8.3Ω-675Ω之间任意变换SWR＜1.5。
制作变压器
效果还是比较满意的。
第一次发射测试
日期： 2025-03-10
这次的实验没有太多的测量，仅仅是用于实验地天线的可行性。如下图，两端距离几十米的1.2米接地镀锌钢针使用0.8mm的不锈钢线连接，通过变压器来调节阻抗。
使用简单的电线连接至电台。对于136khz，这种长度的损耗完全可以忽略不计。
最终机器上测试得到驻波大约1.46
这次发射实验就驻波上是成功的，但是效率很感人。并且由于我缺少别的设备，没有在远场区测量发射的场强，或者测试接收这个天线的信号。
未完待续……