室內與室外天線架設
任何無線電訊號首先務必經由天線的指引來做傳遞或接收,因而天線對無線電來講是重要的核心之一,一般商用的收(錄)音機均以經濟及實用為考慮因素,因而最常見的除了AM用的鐵蕊棒天線之外,就是FM及SW用的伸縮桿狀天線。
但是說來對於近代電子元件及線路的改善,例如使用FET作前級與天線匹配做輸入實在是非常的理想,由於FET的輸入阻抗極高,所以配用簡單的伸縮桿狀天線來收聽FM,已經可以達到令人滿意的效果,即使是收聽近距離(指在2,000~3,000公里以內)的短波(SW)廣播,伸縮桿狀天線大部分也可以獨撐局面,所以普通的收(錄)音就這樣形成其整個收音系統。但是為什麼有些收音機還設有外接天線端子呢?室外天線真的需要嗎?至於使用主動天線或說是天線放大器(ANTENNA Booster),除非是在某些必要的情況下使用,我敢說那些大部分都是發燒友在幹的傻事。但傻事並非不好。
桿狀天線夠了嗎?
如果在室外收聽,我敢說機上的伸縮桿狀天線絕對是夠了,要不然製造廠商才不會如此設計生產呢!但是可惜的是一般收聽工作大部分是在室內行之,如果你靠近窗口,而且沒有大的建築物阻擋,那可能還好,對於收聽而言不會有很大的影響。可是一般而言,在室內除非你對那較差的收聽效果能逆來順受,除非有容許你到室外收聽的環境,否則我還是建議你裝設室外天線。
室外天線:
記住,室外天線只是說你無法或常常搬動你的收音機所做的最好權宜之計,我察覺一般人對於音響的Tuner部分中天線的處理過於簡單,不是拉條線纏繞在電源線上,就是來個T型室內天線,就這樣甘願忍受那模糊帶點吵雜的廣播,或找不到電台的那一份焦急。其實只要裝一只適宜的室外天線,一切問題皆可迎刃而解。同樣的對於收聽短波而言,如果在室外拉起伸縮天線來,雖不能達到游刃有餘的程度,但已足以應付短距離的電台,像是日本廣播電台NHK、韓國廣播電台KBS、香港轉播的BBC,及設在遠東地區的美國之音廣播。但是千萬別以為增用室外天線會給你的收聽短波帶來了多大的改善,應該注意的是,不妨也考慮一下本身所用的收音機性能(註一)。
事實上是一的天線藝術也可以說就是「中庸之道」,那就是「視其兩端而執其中」,怎麼說呢?例如我們只用桿狀縮天線來收聽NHK的廣播已很清晰,如果加用室外天線,聲音雖然更大,但是在NHK的隔壁頻率電台就與NHK同頻率的遠距離電台聲音也都拾取進來了,這個時候就會形成「菜市場」般的收聽狀況。所以如上述伸縮天線本身就是一個很好的「類似濾波器」功用,因為不用室外天線時,這些比較弱的電台就不會出現,所以有時如何及時捨棄室外天線,也是一種有待加強的修養(註二)。話雖這樣講,良好的室外天線也是有它可以好好表現的機會。
(註一):短波(SW)收音機從最簡單的超再生進而超外差而改善了靈敏度,但是傳統的一級中頻轉換容易形成影像干擾(imaga Interference),因而現在的設計均採行二組中頻,如此便可以完全消除影像干擾。至於鄰道干擾,部分是因為短波傳導特性所致,但也往往由於收音機本地振盪的不穩定而帶來更嚴重的後果。但是現在使用PLL技術來做本地振盪控制,如此一來調台容易,二來振盪頻率受回饋相控制而有極好的穩定度,所以使用這種原理設計的收音機,可以說是與專業用沒有二樣了。
(註二):比較上道的收音機,均有射頻增益選擇,有的甚至能連續可調,因為增益與回授量有關,故也影響了其接收的效果,如果射頻有開關可選擇或可調其增益時,用起室外天線來就方便多了。
全波段室外天線:
自製天線介紹了那麼多,有的讀者反應材料不好找。的確,在稍離大都市的地方,若本身不積極點,要購買個電子零件的話,往往需費去上把個月的時間,更何況有的居住在那窮鄉僻壤。因此只好多介紹幾種能自製的短波天線以便自製之,所以這裡再介紹一種主要利用同軸電纜組成的天線,材料如下:同軸電纜75Ω型的,纜徑以較大者為優,例如7C,但是5C甚或3C的也可以,長度請參考音技90期48頁內表二。在此只利用其外層膠護套,如此一個接傳輸線的外層,一個接中心線,如圖1所示。至於傳輸線,如果拉得很長,應該採用7C電纜以減少其間的衰減,若為近距(約20米以內)則使用3C或4C電纜即可,以減輕重量。另外傳輸線的近端,若是你的收音機沒有75Ω天線輸入,那麼必須再採用一只75Ω→300Ω變換頭,以便和收音機配合。以上材料,由於最近電腦市場熱鬧,加上電視採用UHF播送,所以容易購得而且便宜。
製造程序:
上述全波段天線只做了整體的介紹,其詳細的製作程序雖然方法甚多,每個人可以各異其趣,但難免有些人碰到不知如何下手或總是做不好。因此在下面提供一種頗為理想的製作程序,這是作者經過無數次而體驗出來的,雖然比不上工業產品,但已頗為實用,程序如下:
①參考表二決定天線主體總長度並裁剪下來,例如一條6.44米長的7C電纜可作為主13米波段用天線(也就是收聽13米波段時特別好,但也可以做其他波段的收聽),但是為了固定兩端,所以應多出約20公分左右,故主天線長為6.54公尺。
②在主天線中央點左右各分別約3~4公分處去掉外護套,參看圖B。
③並從中央處把外層網切斷成兩部分,參看圖C所示。
④傳輸線去外皮15公分左右,並且把中層去掉5~6公分長,使中心線突出,參看圖D及圖E。
⑤傳輸線外網與天線主體之一外網相繞,另一邊的突出中心線插入傳輸線的另一端網內。
⑥用膠布包紮並留個固定圈,如此便完成了。參看圖F。
如何擺放這個天線?
視環境位置不同,一般有下列三種擺放的方法:
①水平擺放,參看圖2-1,一般能以離地6公尺以上為佳。
②V型擺放:此種佈置,其內夾角最好能介於90o~120o之間,離地高度最好能保持6米以上,參看圖2-2。
③斜狀擺放:如果有自然物高樹或高牆等,利用上非常方便,一端用自然物或立桿固定,另一端斜拉接近地面,但應與地面絕緣。參看圖2-3。
主動天線:
所謂主動天線,實在很難與天線放大器做個明顯的區分。但是一般說來,天線放大器主要是用來補償因為傳輸線過遠而形成的衰減。例如一只有25dB增益的天線放大器可以使用0.25dB/米(假設與頻率大小無關)衰減係數的電纜延長100公尺後,而能與天線端的訊號大小相同,但是由於這類放大器必須有低雜訊的特性及牽涉到高頻,所以製作時牽涉的技術層次會比較深入,不易自己行之。
另一種在短波方面,純粹是因為空間的關係,只利用一根金屬棒或短小的材料作為天線,當然這需要先用一只放大器把它所拾取的極微小訊號加以放大,為了節省空間或某些特殊環境下,主動天線也有其存在的必要,另一方面,對遠距離的短波訊號,難免會因為訊號強度太小,而聽起來不清晰,此時加個主動放大器或許能改善S/N比以達到良好的收聽效果。
首先我們對主動天線中放大器（高射頻）所必須具備的條件:①線路要有低雜音,也就是要採用低雜音高頻晶體。②頻寬要夠大,所以增益就不容易設計很大。③輸入阻抗與輸出阻抗最好能配合也就是希望本身也能擔任阻抗匹配的任務,④電源供應問題,必須容易解決。上述是作一個主動天線時最基本的要求。下面先提供兩個線路給對此道有興趣的朋友,請參看圖3及圖4,線路圖中除非有標示,電阻單位是歐姆,電容單位是微微法拉(PF),圖3的增益可達到30dB以上,電源可從+5~+9均可。另外圖4,其增益為20dB(200KH~50MHz),輸出入阻抗均可與300匹配,電源使用9V時,消耗電流約17毫安培。關於主動天線以後再詳細說明其製作過程及自製方法,同時也會一併提出對市售的ANTENNA Booster改裝使用的方法。
華語短波廣播電台:
下面敘述其一般呼叫及時間和頻率,另外便於查閱,另附簡表,如表列所述。
──這裡是土耳其之聲──:晚上10:00~10:30,也就是國際標準時間(U.T.C)14:00~14:30(下面都使用這種時間表示法)使用17740(東南亞)、15435(西北亞)KHz廣播(台灣可使用17740KHz收聽)。內容有新聞、評論及土耳其音樂。
──這是美國之音──:每天在22:00~01:00及10:00~16:00,總共長達九小時的中文廣播,頻率見表列。
──這裡是日本廣播電台N.H.K.──:每天向東南亞廣播二次中國語節目,時間分別是11:45~12:45及14:00~15:00,節目內容充實,以同樣時間比花在看國內電視還值得。
──這是印度尼西亞雅加達之聲──:除新聞報導外,幾乎都是點唱節目,而且歌星大部分是台產的,聽這樣的廣播,每個人都會有不同的感觸,時間是10:00~11:00,一般而言,收聽效果欠佳。
──這是馬來亞之聲──:收聽效果與雅加達之聲沒有兩樣,內容方面雖一再改善,但並不理想,在台灣只能用11900KHz收聽。
──這裡是德國之聲──:蛻變很快,節目型態常改,這可能與廣播效果有關,其設在斯里蘭卡的轉播站因經濟因素一直未完工啟用,故直接從德國向亞洲發射,效果會不穩定,但是也值得收聽欣賞,頻率使用17825及21090KHz均可收聽,時間長達九十五分鐘;時間是12:45~14:20。
──這裡是韓國廣播電台──:最近又延長15分鐘的中國語廣播,成為四十五分鐘。每天重複廣播三次,時間及頻率見表列。
──環球廣播電台K.T.W.R. Agania──:一個非常獨特的節目廣播,以一個家庭,包括父母及兄妹為背景來做兒童節目,時間是從09:00~12:00,使用11735及15350KHz收聽效果都很好。
──這是英國倫敦廣播電台──:老電台,中國語(普通話)廣播內容詳實,豐富及有特殊的韻味,收聽短波如未曾收聽過BBC,是很不可能的事,有中國語發音講解的英語教學,深入淺出,極為切題。總之,聽BBC廣播,會好像上了一場課般。
轉載音響技術第92期AUG. 1983 天線藝術第三部分/室內與室外天線的架設/林茂榮
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