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

車載電臺(tái)是野外勘探生產(chǎn)中不可缺少的裝備之一,每個(gè)工區(qū)所用少則幾十臺(tái)多則上百臺(tái)。近來,車載電臺(tái)在實(shí)際使用中,經(jīng)常會(huì)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(shí),人們常常認(rèn)為是電臺(tái)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(cè)試儀上對(duì)電臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),各項(xiàng)指標(biāo)又均合格。事實(shí)上,出現(xiàn)這類問題,通常是車載電臺(tái)天線系統(tǒng)故障或其性能變差所致。下面著重談?wù)勅绾尾檎臆囕d電臺(tái)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(tái)天線系統(tǒng)一般由電纜(饋線)、電纜頭(電纜與電臺(tái)之間的連接頭)、天線和天線座組成。首先,電臺(tái)輸出的射頻信號(hào)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(dá)接收地點(diǎn)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(tái)。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(cè)、排除方法

1.檢測(cè)電源電壓

一般通信距離縮短,都要先測(cè)試電源電壓。測(cè)試時(shí),先啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī),待其轉(zhuǎn)速正常后,用萬用表測(cè)量進(jìn)入車載電臺(tái)的電源電壓,要分別測(cè)出車載電臺(tái)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(yīng)該在13.8V10%,而且,收、發(fā)狀態(tài)下的電壓值都應(yīng)在12V以上,或者說兩個(gè)電壓值相差應(yīng)在3V以內(nèi),否則就說明電源電路有問題,影響車載電臺(tái)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(cè)天線系統(tǒng)開路狀況

從電臺(tái)上拔出電纜頭,用萬用表測(cè)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(yīng)為開路。

檢測(cè)天線系統(tǒng)的開路狀態(tài)時(shí),通常會(huì)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(gè)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(cè)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(dòng)或天線座松動(dòng)、電纜緊固不良、部分焊點(diǎn)松動(dòng)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(shí),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(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電纜和電纜頭粗細(xì)規(guī)格不匹配、電纜和電纜頭不能緊密連接的情況,這會(huì)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(yīng)盡量選擇合適的電纜和電纜頭。如果實(shí)在沒有合適的電纜(一般電纜比電纜頭孔細(xì)),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(yīng)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(dòng)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(shí)應(yīng)盡量少插拔電纜頭。不得不插拔電纜頭時(shí),也應(yīng)手握電纜頭進(jìn)行,不要用力牽拉同軸電纜;另外,同軸電纜通過門蓋縫時(shí)也要注意調(diào)整好間隙,使門蓋不會(huì)對(duì)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(yīng)力長期集中在某一處。出現(xiàn)這種故障時(shí),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(shí)注意,先焊芯線,焊接點(diǎn)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(gè):進(jìn)水、電纜接頭有問題。

1)進(jìn)水進(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查同軸電纜外皮的情況,發(fā)現(xiàn)破裂要及時(shí)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(jìn)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(cè)量,直到測(cè)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(shí)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(jī)械壓緊連接的電纜接頭,則有可能是接頭松動(dòng)或連接點(diǎn)受污染后產(chǎn)生微電池效應(yīng)腐蝕而引起連接電阻增大。出現(xiàn)這類故障,應(yīng)該清理污染,重新連接或焊接使之接觸良好。

4.檢測(cè)天線系統(tǒng)是否有斷路狀況

用導(dǎo)線將天線座芯線對(duì)外殼短路,用萬用表測(cè)量同軸電纜的屏蔽層和芯線間的阻值,或者測(cè)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(xì)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(diǎn)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(gè)部位扭動(dòng)牽拉造成電纜芯線和屏蔽層金屬疲勞斷開�；蛘呤呛附訒r(shí)使用了有腐蝕性的焊劑,使用一段時(shí)間后,焊劑把連接點(diǎn)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(cè)故障部件并拆下清理,然后重新連接或焊接,使故障點(diǎn)消除。注意,焊接時(shí)不要用有腐蝕性的焊劑。

5.檢測(cè)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(gè)50的假負(fù)載電阻(代替天線),將SWR表(稱駐波功率表)接在電臺(tái)和電纜頭之間,發(fā)射情況下測(cè)量出SWR數(shù)值,理想的正常值應(yīng)該是1 1.0,由于同軸電纜和電纜頭的配合可能會(huì)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(cè)量數(shù)值在1 1.5以上,就應(yīng)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(cè)量的SWR數(shù)值正常時(shí),將SWR打到功率檔,再測(cè)量電臺(tái)的功率,并記錄下來;然后將電纜頭從SWR表取下,改接到電臺(tái)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(fù)載,再測(cè)量此時(shí)的發(fā)射功率。將所測(cè)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(gè)損耗和電纜的粗細(xì)、長短及工作頻率的高低有關(guān),電纜越細(xì)、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(gè)數(shù)值范圍,可以認(rèn)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(jìn)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(shí),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(shí),應(yīng)該換用一條特性良好的同軸電纜。在鋪設(shè)同軸電纜時(shí)注意不要圖方便而使電纜受過大的扭曲和擠壓,走線時(shí)應(yīng)盡量避免靠近發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)

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

振點(diǎn)問題。這時(shí),可將SWR表接到電臺(tái)和天線系統(tǒng)之間,測(cè)量功率值看是否達(dá)到預(yù)期的功率值,如果達(dá)不到,上下改變電臺(tái)的發(fā)射頻率,看能否找到功率上升的點(diǎn),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(diǎn)。

天線偏離原工作頻率點(diǎn)可能是由于長期的振動(dòng)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(jìn)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(huì)造成天線插座和天線之間因磨損或進(jìn)入異物等而造成接觸不良,這時(shí),天線系統(tǒng)的SWR值會(huì)時(shí)好時(shí)壞。對(duì)這類故障的預(yù)防,首先應(yīng)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(duì)天線和天線插座進(jìn)行清潔。另外,拆除天線后,應(yīng)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(cè)維修的方法,既可用于車載移動(dòng)電臺(tái)的天線系統(tǒng),也可以用于固定電臺(tái)天線系統(tǒng)的測(cè)試、調(diào)整和維修。在測(cè)試過程中,最好另選一個(gè)新的、同型號(hào)的天線系統(tǒng)進(jìn)行性能對(duì)比,這樣可以起到事半功倍的效果。

來源：微信公眾號(hào) 雪狼行者BG2BJI