你好

在下面我会告诉你我是如何建立一个低成本的天线分析仪可以测量天线的驻波比，显示其在任何或所有的HF频段。它会发现每个波段的最小电压驻波比和对应的频率也将显示用户选择的频率，方便调整天线实时电压驻波比。如果扫单频带，它会显示一个驻波频率图。输出频率和电压驻波比数据也在后面的USB端口，允许更精细的图在PC机上的USB端口也可以用来刷新固件，如果需要绘制。

我最近陷入业余无线电（因为我喜欢对等通信的想法在巨大的距离没有基础设施）和迅速提出以下意见：

1。所有的全球通信，我感兴趣的发生在HF频段（3-30兆赫）

2。高频收发信机非常昂贵，将打破如果你不把他们变成一个合理匹配天线

三.你通常会拼凑自己的高频天线从线串起整个花园位（除非你想花更多的钱，比你花了2）。

4。你的天线可能是一场糟糕的比赛但你不会知道，直到你试试。

现在一个纯粹主义者可能会说，人应该首先测试在非常低的功率的天线在感兴趣的频率和检查设备仪表的电压驻波比评估比赛质量。我真的没有时间去摆弄这种事每个频率我想用。我真正想要的是一个天线分析仪。这些设备可以测试天线的匹配质量在任何频率的高频。不幸的是他们也很贵，所以我开始考虑是否我可以做我自己。我偶然发现了k6bez进行出色的工作（见http://www.hamstack.com/project_antenna_analyzer.html），谁研究使用Arduino控制直接数字合成器模块便宜（DDS）。他很快就放弃了Arduino的成本原因，宁愿使用PIC。好的，2017你可以约£3.50买一个Arduino Nano，所以我认为现在是时候重新审视自己的工作，拿起他离开的地方，看看我能想出（注意，我不是唯一一个这样做：有一些很好的例子是在网上找到的）。

更新-为一些人问关于电路图，基本的Arduino / DDS / VSWR电桥电路基本上是不变的从k6bez的原创作品。请看看他原来的示意图，我通过这个项目上面的网址。我添加了一个编码器，OLED屏幕和完全开发的固件进行一个轻松的用户体验。

更新：本系统采用电压非常低的DDS信号源与一个电阻电桥含有二极管探测器相结合。因此，二极管是在非线性区，我的第一个版本的操作系统往往根据阅读驻波比。作为一个例子，一个16欧姆或160欧姆阻抗的负载应该在50欧姆系统驻波系数约3；该表显示接近2，在这种情况下，驻波比。因此我进行了软件校准使用已知的负载，这似乎是一个有效的解决这个问题。这是描述在下面的倒数第二步和修改草图已经上传。

更新-车载图形设备添加到单扫了离开太有用了，特别是当调整最小驻波天线长度：一个图给你立即可见的趋势。

你将需要下列项目。他们中的大多数可以廉价地从易趣网获得。最贵的单品是盒子，在£10关闭！它可能会替代一些物品（我用47卢比，而不是50卢比，例如）。二极管是不寻常的（我买了5从意大利起飞）和价值将取代更容易获得项目，如果你知道你在做什么。

• Arduino Nano
• DDS模块（DDS AD9850的信号发生器模块hc-sr08信号正弦波方波0-40mhz）
• 1.3“I2C的OLED显示器
• mcp6002运算放大器（8针）
• 2 aa143二极管
• 陶瓷电容器：2 100 3 10 NF，NF
• 1用友电解电容器
• 电阻：3 50，2 10 K，100 K 2下，2下5 K，2关648 R
• 2.54毫米螺距螺纹接线端子：3针、2针
• 单芯电线
• 702或类似的连接线
• 条状铜箔面包板
• 方形头条（女）封堵Arduino和DDS为不误买圆插座的东西！
• so-239底盘安装插座
• 旋转编码器（15位，30爪）与按钮开关和旋钮
• 廉价的旋转编码器模块（可选）
• 项目框
• 拨动开关
• 直角微型USB USB B舱壁安装铅（50厘米）
• PP3电池夹/座
• 不干胶印刷电路板安装的帖子/支架

你还需要电烙铁和电子工具。3D打印机和支柱钻有助于外壳，但如果你想你可以组装整件事在stripboard和一盒不打扰。

当然你承担这项工作，利用你自己的风险产生的结果。

计划该如何安排在stripboard组件。你可以自己做，指k6bez原有的示意图（缺乏编码器或屏幕-见7页http://www.hamstack.com/hs_projects/antenna_analyzer_docs.pdf），或者你可以节省大量时间和复制我的布局。

我的简单的方式做这些布局，用方格纸和一支铅笔。每一个交叉点代表一个stripboard孔。铜的轨道走平。一个十字架代表一个破碎的轨道（如果你有一个用6 mm钻头或适当的工具）。一个盒子四周圆线代表头。螺丝的大箱子表示连接器块。值得注意的是，在我的图有一个额外的线路运行水平通过板中间。离开了当你把它放在一起（注明是“省略此线）。

一些组件可能会出现了奇怪的。这是因为设计是一旦我有了基本的硬件工作（特别是当我意识到编码器所需的硬件中断，例如）。

当焊接到板，我用Blu Tak放在牢固的地方，我把板焊脚。

我试图将我对准Arduino和DDS模块只使用stripboard连接关键引脚线量。我没有意识到的时候，硬件中断需要读引脚D2和D3的编码器的工作，所以我不得不把DDS从一根电线原来的D3连接复位：

DDS重置Arduino D7

DDS SDAT - Arduino D4

DDS fq.ud - Arduino D5

DDS信号- Arduino D6

D2和D3 Arduino用于编码器输入A和B. D11用于编码器开关输入。D12不习惯但我想我会成为一个螺丝端子它无论如何，未来扩张。

A4和A5 Arduino提供SDA和SCL（I2C）的OLED屏幕信号。

A0和A1 Arduino从驻波比桥以输入（通过运放）。

这是值得测试板前要安装到外壳的麻烦。附上以下部分采用柔性导线板用螺钉端子：

• 1.3“OLED显示屏（SDA和SCL连接到Arduino引脚A4和A5分别；地面和VCC到Arduino的GND和+5，很明显）
• 旋转编码器（这需要地面，两根信号线和开关线-你可能需要翻转开关线轮如果编码器工作错误的方式连接到Arduino的地面，D2，D3和D11分别）。注意，我的原型工作我安装的15 / 30到kh-xxx编码器编码器模块板，在光秃秃的编码器的引脚是很脆弱的。为最后的工作我焊接线直到编码器。
• 9V电池
• so-239插座焊接中心销到天线信号线使用M3环和螺旋天线的接地端子

闪光灯下面的示意到Arduino。还要确保你有很好的OLED驱动库从Oli Kraus，或结构会崩溃和烧伤：https://github.com/olikraus/u8glib/

如果你的OLED显示稍有不同，你可能需要一个不同的配置设置u8glib；这是在Oli的例子中的代码很好的记录。

我认真考虑过离开分析仪为裸板，因为它可能只是偶尔使用。虽然在反思，我想如果我做一个单天线的很多工作，有可能会损坏。所以，一切都在一个盒子里。没有必要去详细了解这是如何做到的，你的箱子很可能不同，但是一些关键的特点是值得一提：

1。使用不干胶印刷电路板支架安装stripboard。他们的生活真的很简单。

2。使用短的USB适配器带来了Arduino USB端口外壳的后部。然后很容易访问串口获取频率与电压驻波比数据并刷新Arduino没有盖子。

三.我开发了一个定制的3D打印部分支持OLED显示屏，因为我无法在网上找到的东西。这有一个凹槽可以插入一个丙烯酸2毫米片保护脆弱的屏幕。它可以安装使用双面胶带或自攻螺钉（两边的标签）。一旦显示已安装，你可以使用一个热线（认为回形针和喷灯）融化PLA引脚上的电路板回到安全的一切。这是任何人谁是有兴趣的STL文件：

本来我没做任何校准，但发现驻波表一直阅读低。这意味着，虽然天线似乎是好的，我的钻机的自动调谐不能比赛了。这个问题的产生是由于DDS模块给出了一个非常低的幅度信号（约0.5的VPP在3.5兆赫，滚随着频率的增加）。在驻波比桥检波二极管在非线性区域，因此操作。

有两个可能的修复。首先是适应宽带放大器的频率输出。潜在的合适的设备可用廉价的中国，他们将提高输出约2 V页我订购了一个但是还没有尝试。我的感觉是，即使这个幅度会有点边缘和一些非线性将保持。另一种方法是将已知的负载在现有表的输出，在每个频带的记录显示的电压驻波比。这允许您构建实际与报道的驻波比校正曲线，然后可以把Arduino素描应用的实时校正。

我采用了第二种方法是很容易做的。把下列电阻保持：50，100，150和200欧姆。在这个50欧姆的仪器将对应的1、2、3和4 VSWRs的定义。图中有一个“开关”use_calibration。这个设置低和上传素描（这将显示在屏幕的一个警告）。然后进行测量在每个电阻各频段的中心。使用电子表格绘制与显示预期的驻波比。然后你可以做一个对数曲线拟合每个频带，这给出了一个形式truevswr = m.ln乘数和拦截（measuredvswr）+ C.这些值应装入柱2的swr_results阵和3。这是给他们一个奇怪的地方但是我很着急，因为这阵店在当时看起来是个明智的选择。然后把use_calibration切换回高，刷新Arduino，去你的吧。

注意，做点频测量时，校准用于乐队最初的选择。这不会被更新，如果你在做总的变化频率。

现在的抄表数据如预期的固定载荷和似乎是有道理的在测量我的天线！我怀疑我可能不费事，宽带放大器的时候…

将天线通过pl-259铅和开关装置。它会显示初始屏幕，然后自动执行扫描所有主要的高频频段。它没有拓邦股份或任何新的乐队，但延长素描这样做是件容易的事。显示器显示频率下的测试，目前的驻波比阅读，最小电压驻波比阅读频率在它发生。为了减少测量噪声，五进行测量驻波比在每个频点；这五个读数的平均值，然后通过一九点相对于之前的频率最终值显示移动平均滤波器。

如果你想停止扫描，只需按下编码器旋钮牢固。扫描将停止所有波段数据收集汇总将显示。每按一次将使主菜单。选择是通过旋转编码器，然后压在适当的点。有三个选择在主菜单：

<u>扫描所有乐队</u>将重新扫描了所有主要的高频频段。当它完成后，它将显示屏幕上面。写下来或拍照，如果你想让它。

<u>扫单带</u>会让你选择一个单一的带编码器，然后再打扫。的波长和频率范围是在选择显示。当扫描完成后，按一下该编码器将显示一个简单的驻波比与乐队的频率图只是扫，用数字表示的最小电压驻波比和它发生的频率。这是非常方便，如果你想知道是否缩短或延长振子臂，因为它显示频率的电压驻波比趋势；这是用简单的数字报告了。

<u>单频</u>允许你选择一个固定的频率，然后不断更新现场驻波比测量、天线调谐的目的实时。首先选择相应的频带；显示器将显示中心频率的选择带和现场驻波比阅读。一个频率的数字将被强调。这个可移动与编码器的左和右。按编码器鼓励线；然后旋转编码器将增加或减少的数字（0-9没有包装或运输）。按编码器又固定的数字，然后继续下一个。请注意，您可以访问几乎任何频率的整个范围内使用该设施的波段选择在一开始就能够帮助你接近的地方，你可能想。当你完成了这一模式，将在所有方式的权利，直到它在“退出”，然后按编码器返回主菜单。

如果你将你的电脑连接到对分析后的USB插座（即为Arduino），你可以使用Arduino串口监控采集频率与电压驻波比值扫描操作期间（目前设定为9600，但你可以改变，容易通过编辑我的素描）。这些值可以被放入一个电子表格，你可以点图等，如果我有时间的话，我可能会建立在分析仪本身一个简单的图表工具，虽然OLED驱动并不理想：你显示每次更改（如图A点），一个完整的屏幕刷新是必要的，所以所有的结果都需要存储在记忆的某个地方。

截图显示我的7.6米钓竿垂直天线的驻波比9:1长线天线概述。我的设备可以容纳一个3:1最大SWR其内部自动调谐装置。你可以看到，我就能调过来都带80米和17米之外，所以现在我可以说我已经有了一个说得过去的多频带天线，我不会打破任何东西贵的时候传输的大部分带知识放松。