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天线与接地

作者: 时间:2011-04-18 来源:网络 收藏
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

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