主頁（http://www.130131.com）：老HAM經(jīng)驗：車載電臺天線系統(tǒng)的故障排查及解決

車載電臺是野外勘探生產(chǎn)中不可缺少的裝備之一,每個工區(qū)所用少則幾十臺多則上百臺。近來,車載電臺在實際使用中,經(jīng)常會出現(xiàn)通信效果變差的現(xiàn)象,以前能通信的地方,如今也有些困難了,而且通信距離還在縮短。原來在開闊的地帶通信距離在10km以上,現(xiàn)在卻只有三五公里,甚至更短。這時,人們常常認為是電臺的發(fā)射功率不夠和接收能力變差而引起的,可是,在綜合測試儀上對電臺進行檢測時,各項指標又均合格。事實上,出現(xiàn)這類問題,通常是車載電臺天線系統(tǒng)故障或其性能變差所致。下面著重談談如何查找車載電臺天線系統(tǒng)的故障,以及故障的成因和排除故障的方法。

天線系統(tǒng)的組成及功能

車載電臺天線系統(tǒng)一般由電纜(饋線)、電纜頭(電纜與電臺之間的連接頭)、天線和天線座組成。首先,電臺輸出的射頻信號功率,通過饋線輸送到天線,由天線以電磁波形式輻射出去,電磁波到達接收地點后,由天線接收(僅接收很小一部分功率),并通過饋線送到電臺。從這一過程可見,天線系統(tǒng)是發(fā)

射和接收電磁波重要的無線電設(shè)備。

天線系統(tǒng)故障的檢測、排除方法

1.檢測電源電壓

一般通信距離縮短,都要先測試電源電壓。測試時,先啟動汽車發(fā)動機,待其轉(zhuǎn)速正常后,用萬用表測量進入車載電臺的電源電壓,要分別測出車載電臺在發(fā)射和接收狀態(tài)下的電壓值。

在接收狀態(tài)下,電源電壓應該在13.8V10%,而且,收、發(fā)狀態(tài)下的電壓值都應在12V以上,或者說兩個電壓值相差應在3V以內(nèi),否則就說明電源電路有問題,影響車載電臺的收發(fā)效果。

2.檢查汽車蓄電池

檢查汽車蓄電池,即檢查蓄電池充電電路、電路連接和電路引出線路等,特別是要檢查接電瓶的接線夾。

3.檢測天線系統(tǒng)開路狀況

從電臺上拔出電纜頭,用萬用表測量電纜頭的中心針和外殼間的電阻值,即同軸電纜芯線和電纜屏蔽層(地線)間的電阻值,正常情況下應為開路。

檢測天線系統(tǒng)的開路狀態(tài)時,通常會發(fā)現(xiàn)兩種故障:一是中心針和外殼間無電阻值或只有幾歐姆的電阻值;另一個就是中心針和外殼間的電阻在500以內(nèi)。

(1)中心針和外殼間無電阻值或只有幾歐姆的電阻值

如果測試發(fā)現(xiàn)無電阻值或電阻很小,說明電纜頭與外殼之間或電纜芯線與電纜屏蔽層之間有短路現(xiàn)象;短路的原因通常有兩種:

1)由于電纜與電纜頭間或電纜與天線座焊接不良,電纜頭經(jīng)過多次插拔、扭動或天線座松動、電纜緊固不良、部分焊點松動等,使電纜芯線和屏蔽層絞合在一起,引起短路;

出現(xiàn)這種故障時,可將電纜連接不好的一端剪掉,重新焊好電纜頭。在更換電纜頭時,有時會出現(xiàn)電纜和電纜頭粗細規(guī)格不匹配、電纜和電纜頭不能緊密連接的情況,這會引起電纜的屏蔽層和芯線間再次出現(xiàn)短路的現(xiàn)象,所以,應盡量選擇合適的電纜和電纜頭。如果實在沒有合適的電纜(一般電纜比電纜頭孔細),可用防水膠帶將電纜根部纏繞幾圈,使電纜與電纜頭緊密連接。

2)電纜長期受較大的應力使電纜的絕緣層裂開,致使電纜芯線與屏蔽層短路,這種情況常見于電纜經(jīng)常扭動的部位、電纜頭根部和電纜彎曲半徑太小的部位。

要盡可能地避免上述故障,平時應盡量少插拔電纜頭。不得不插拔電纜頭時,也應手握電纜頭進行,不要用力牽拉同軸電纜;另外,同軸電纜通過門蓋縫時也要注意調(diào)整好間隙,使門蓋不會對同軸電纜有太大的壓力;而且,不要使電纜特別是電纜頭根部彎曲得太厲害,也不能讓應力長期集中在某一處。出現(xiàn)這種故障時,最好是重新?lián)Q一條同軸電纜。如果沒有的話,可將彎曲太小而損壞的部位剪掉,再將兩線焊接起來。焊接時注意,先焊芯線,焊接點不要太大,用絕緣膠布包好后再焊接屏蔽線,最后用防水膠布包好。

(2)中心針和外殼間的電阻在500以內(nèi)造成這種情況的原因通常有兩個:進水、電纜接頭有問題。

1)進水進水多是由于天線座防水措施不夠,或者是同軸電纜的外皮開裂等原因使雨水滲入電纜,而使同軸電纜特性變化。

如果確定是同軸電纜進水,一般需要換一條新的同軸電纜才能解決問題。因此,從開始安裝天線時就要特別注意防水,要用防水膠布密封同軸電纜、電纜接頭和天線座。平時應經(jīng)常檢查同軸電纜外皮的情況,發(fā)現(xiàn)破裂要及時用防水膠布包扎,最好是更換新的同軸電纜。若單是天線插座進水,可以拆下天線插座后將水分吹干或者晾干,然后用萬用表測量,直到測試的開路電阻正常后再重新安裝。

2)電纜接頭有問題

這種情況是由于焊接時所用的焊錫不良或者焊錫長期在潮濕、腐蝕氣體的共同作用下變質(zhì)引起的。不是靠焊接而是靠機械壓緊連接的電纜接頭,則有可能是接頭松動或連接點受污染后產(chǎn)生微電池效應腐蝕而引起連接電阻增大。出現(xiàn)這類故障,應該清理污染,重新連接或焊接使之接觸良好。

4.檢測天線系統(tǒng)是否有斷路狀況

用導線將天線座芯線對外殼短路,用萬用表測量同軸電纜的屏蔽層和芯線間的阻值,或者測量電纜頭的中心針與天線間或電纜頭的外殼與天線座之間的阻值,該阻值與電纜的長度和粗細有關(guān),一般在5歐到十幾歐姆間,否則就要檢查電纜、電纜頭和天線座等焊接點有無虛焊或斷線等情況。

同軸電纜斷路多是由于同軸電纜與插頭插座焊接不良,也可能是由于電纜長期在某個部位扭動牽拉造成電纜芯線和屏蔽層金屬疲勞斷開�；蛘呤呛附訒r使用了有腐蝕性的焊劑,使用一段時間后,焊劑把連接點腐蝕斷開。較為常見的是小廠家生產(chǎn)的吸盤天線。需要推測故障部件并拆下清理,然后重新連接或焊接,使故障點消除。注意,焊接時不要用有腐蝕性的焊劑。

5.檢測SWR值和天線的功率損耗

從天線座上擰下天線,在天線插座上接入一個50的假負載電阻(代替天線),將SWR表(稱駐波功率表)接在電臺和電纜頭之間,發(fā)射情況下測量出SWR數(shù)值,理想的正常值應該是1 1.0,由于同軸電纜和電纜頭的配合可能會引起一些微小耦合失配,數(shù)值在1 1.2以內(nèi)也屬正常。

如果SWR測量數(shù)值在1 1.5以上,就應該考慮同軸電纜與天線座插頭的連接是否有問題,或者是同軸電纜老化或受壓等使同軸電纜特性變差。如果測量的SWR數(shù)值正常時,將SWR打到功率檔,再測量電臺的功率,并記錄下來;然后將電纜頭從SWR表取下,改接到電臺的輸出端,用一短的同軸電纜將SWR的輸入端接到天線座,SWR的輸出端接50的假負載,再測量此時的發(fā)射功率。將所測發(fā)射功率與先前的發(fā)射功率相比較,就得出發(fā)射功率經(jīng)過同軸電纜的功率損耗。這個損耗和電纜的粗細、長短及工作頻率的高低有關(guān),電纜越細、越長損耗值越大,工作頻率越高損耗值也越大。在正常狀態(tài)下:5m長的同軸電纜在430MHz(UHF)頻段是在1.5dB(30%)的范圍內(nèi);而7m長的同軸電纜大約在2dB(40%)的范圍內(nèi)。如果超出這個數(shù)值范圍,可以認為是同軸電纜的損耗太大。

造成同軸電纜損耗和SWR值太大的原因是:同軸電纜密封不好腐蝕氣體進入同軸電纜內(nèi)部,腐蝕了同軸電纜內(nèi)部的芯線和屏蔽層。出現(xiàn)這種情況時,如果把同軸電纜外皮剝開可見芯線和屏蔽層被腐蝕得發(fā)黑或有銅綠;同軸電纜若長期在高溫、高濕等條件下,造成同軸電纜內(nèi)部材料質(zhì)量變化,以及同軸電纜由于長期擠壓、扭曲等外部因素使得芯線截面積變小或屏蔽層線數(shù)變少等。

出現(xiàn)同軸電纜損耗和SWR值太大時,應該換用一條特性良好的同軸電纜。在鋪設(shè)同軸電纜時注意不要圖方便而使電纜受過大的扭曲和擠壓,走線時應盡量避免靠近發(fā)動機艙等高溫的地方,以免高溫、高濕的環(huán)境使其加速老化。

6.檢查天線諧振點

如果上述的測量值都在正常值范圍內(nèi),發(fā)射功率卻達不到預期值,故障就有可能是天線系統(tǒng)的諧

振點問題。這時,可將SWR表接到電臺和天線系統(tǒng)之間,測量功率值看是否達到預期的功率值,如果達不到,上下改變電臺的發(fā)射頻率,看能否找到功率上升的點,若發(fā)現(xiàn)天線系統(tǒng)在其它頻率段有好的功率值,說明天線的諧振頻率發(fā)生了變化,使天線偏離了原工作頻率點。

天線偏離原工作頻率點可能是由于長期的振動使天線內(nèi)部的匹配元件發(fā)生變化,也可能是由于天線密封不良進水使天線內(nèi)部參數(shù)變化引起。不管什么原因,若是天線諧振頻率發(fā)生變化,最好的辦法是另換一根新天線。

此外,頻繁地拆裝天線也會造成天線插座和天線之間因磨損或進入異物等而造成接觸不良,這時,天線系統(tǒng)的SWR值會時好時壞。對這類故障的預防,首先應盡量避免頻繁地拆裝天線,調(diào)整天線插座芯子使之能與天線緊密接觸,經(jīng)常對天線和天線插座進行清潔。另外,拆除天線后,應在天線插座上蓋上合適的蓋子,防止雨水、灰塵等落入,以保持天線座的清潔。

結(jié)束語

上述檢測維修的方法,既可用于車載移動電臺的天線系統(tǒng),也可以用于固定電臺天線系統(tǒng)的測試、調(diào)整和維修。在測試過程中,最好另選一個新的、同型號的天線系統(tǒng)進行性能對比,這樣可以起到事半功倍的效果。

來源：微信公眾號 雪狼行者BG2BJI