高增益四菱形无线数字电视接收天线制作
中心频率为 600MHz

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　｜　／＼　＿＿　Ｃ／Ｆ／４＊１。０１＝１２。６ｃｍ
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辐射器距反射板约 8.2 cm 细调之, 至接收讯号最强
反射板到五金行购镀锌铁网来作
辐射器使用一般 1.0 的 PVC 单心电线绕制
辐射体详图:
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　　　＼／　此处交叉, 但不短路
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　＼　　　　／
　　＼　　／
　　　）（　　此处不交叉, 形成　＞　＜, 中央 > < 处接
　　／　　＼　5c2v　同轴电缆, 同轴电缆中心导体接一边
　／　　　　＼　> , 外部导体接另一边 <
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　　＼　　／
　　　＼／　此处交叉, 但不短路
　　　／＼
　　／　　＼
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　＼　　　　／
　　＼　　／
　　　＼／

将 5c2v 同轴电缆接在 >< 处, 直接往后透过铁丝网引出
增益约有 15dbi 上下
水平波束角约 60 度到 70 度之间
利用 PVC 水管及木螺纹钉作为支撑骨架即可

若还要提高增益, 可再加装导波环四组
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　　／＼　＿＿＿＿Ｃ／Ｆ／４＊０。８＝１０ｃｍ
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　　＼／

每个导波环置放于辐射体前方约 18cm 处细调之, 至信号最强
加装一组(四个)导波环, 增益可达 17dbi 上下
加装导波环后, 水平波束角会减小..

辐射器或导波环的骨架固定例(此处以导波环为例):

　　　　　　　　　　　　　　　　木螺纹钉
　　　　　｜︿｜　　　　　　　　　＊
　　　　　／＊＼　　　　　　　　　｜　＜－此处绕线
　　　　／｜　｜＼　　　　　　　－｜－
　　　／　｜　｜　＼　　　　　　－。－
　　／　　｜　｜　　＼　　　　　　
－／－－－＋－＋－－－＼－
（。　　　　＊　　　　。）
－＼－－－＋－＋－－－／－　　　　　　　
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　　　＼　｜　｜　／　　　　　＼
　　　　＼｜　｜／　　　　　　　。　　如此绕线就可以
　　　　　＼＊／　　　　　　　＼｜＼　在同一平面上
　　　　　｜﹀｜　　　　　　　　｜　＼
　　　　　｜　｜　　　　　　　　＊＼　＊
　　　　　｜︿｜　　　　　＊　　　　＼｜＼
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（。　　　　＊　　　　。）　　　　　　　　　　　｜
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　　　　＼｜　｜／
　　　　　＼＊／　
　　　　　｜﹀｜
　　　　 　︴　︴
　　　　 　︴　︴

此天线很适合安装在墙面上或绑在水塔侧边..
若觉得您的接收讯号不佳, 试试这个自制天线, 我拿它在宜兰可以收到台北竹子山的讯号..


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信号强度的差距, 若排除天线频率响应的问题, 主要是看转播站位置, 距离及接收与发射天线的辐射涵盖图形, 另直射波与反射波也会有所关系..

在无线电领域, 基本的评估方式如下(理想状况):

Ri = Po - Co + Ao - 92.4 - 20 log D - 20 log F + Ar - Cr

Ri : 接收到的信号准位, 单位 dbm
Po : 发射机输出功率, 单位 dbm
Co : 发射机电波馈送电缆传输损失, 单位 db
Ao : 以接收者的位置观察, 发射机天线在此角度的增益,
　　单位 dbi , 通常发射天线增益会以最大增益方向角
　　度的增益值来标示,但是以广播发射站而言, 会因接
　　收者位置的不同, 相对于天线角度的不同, 而呈现不
　　同的增益..
92.4 : 真空传播衰减常数, 若频率单位改用 MHz 时, 常数
　　　值则为 32.4, 因为 20log F(Ghz) = 60 + 20log F(MHz),
　　　同理, 若距离单位改用公尺或英里, 也是如此转换,
　　　我个人是喜欢用 92.4 的常数..
D : 接收点到发射点间的距离, 单位公里
F : 所使用频率, 单位 GHz
Ar : 接收器天线增益, 单位 dbi 但若发射站位置不在该天
　　线最大增益方向, 记得扣除相对增益..
Cr : 接收器传输电缆传输损失, 单位 db

以上式子是电波在真空中, 理想状态下的传输, 这里要特别提到一点是, 式子中, 似乎频率越高, 传输衰减越严重,故有些文章会如此描述, 但实则不然, 式子中频率越高, 衰减越多是因为天线的长度随着所使用波长的缩短而缩短, 故等效截收截面积跟着缩减的关系, 也因为是面积, 故用 20 log 而不是 10 log..

由此式子我们也可以知道, 距离每增一倍, 在其它条件都不变的情况下, 接收信号准位少 6db, 故距离增一倍, 若要维持相同的接收信号强度, 除了增加功率 6db 外, 就是要提升天线系统 Ao + Ar 6db..

这是理想状况的式子, 在实际情况下, 我们还会碰到障碍物所引起的绕射, 反射等多重影响, 这就用到 "夫累聂" 带的评估, 这在以后有兴趣时, 再来谈谈..

至于为何要乘上 1.01, 主要是环型天线周长约略等于 1.01~1.1 波长时, 虚数阻抗几近为零(天线谐振), 此时其阻抗值约为 100 ohm, 我们看这种天线结构, 刚好主要是两个环型并接, 故可得到 50 ohm 的天线阻抗, 虽然用在 75 ohm 的接收系统时, 因阻抗不完全匹配, 其 SWR 会稍高, 但因为是接收系统, 没有发射机, 故不必担心因阻抗不匹配而损坏发射机, 更何况加上反射板时, 天线整体会呈电感性, 阻抗也会增加, 用在 75 ohm 的接收系统, 不会有啥大问题..

单一组(四个环)的不须特别做阻抗匹配, 但要再合并多个时就需要..

这种利用两组环形天线并联, 加上反射板的天线, 记得好像是一位德国人发明的, 因为效能良好, 尤其是在 UHF 频带, 制作也简单, 水平波束角宽, 且为水平极化, 阻抗在 50ohm 附近, 在 UHF 及微卫星通讯的业余自制天线, 常被采用..

一个环形天线的圆周长等于所使用波长乘上 1.01~1.1 时, 处于谐振状态, 且等长线段涵盖最大截面积是呈现圆形, 在此状况下, 环形天线有效截面比 dipole 大, 故约比 dipole 天线多出 1db 的增益, 已知标准 dipole 天线增益为 2.15dbi, 故一组环形天线增益约为 3.15dbi, 当将两组环形并接时, 截面积增一倍, 增益加 3db, 再加上反射板, 将朝后的能量往前送, 增益再增一倍, 故双环形天线加上反射板, 增益可达 3.15+3+3 = 9.15dbi, 实作上可以利用调整到反射板的距离, 将波束集中一些, 故可获得约 9~12 dbi 的天线增益; 而四环形天线, 环形数量比双环形多一倍, 有效截面积多出将近一倍, 故增益约可达 12~15dbi..

我们以 4 菱形天线来看其动作原理..
假设馈电缆中心导体接天线右侧激励点" < ", 外部导体接天线左侧激励点 " > ", 那么呈现在天线的高频电波相位如下:
　　　　　　　０
　　　　　／＼
　　　　↗　　↘
２７０／　　　　＼　９０
　　　＼　　　　／
　　　　↖　　↙
　１８０　＼／　０
　　　　　／＼
　　　　↙　　↖
２７０／　　　　＼　９０
　　　＼　　　　／
　　　　↘　　↗　　此处接同轴电缆中心导体, 定义相位为 0 度
　１８０　）（　０　换言之另一侧相位就是 180 度, 在经过四分
　　　　↗　　↘　　之一波长的单边长度, 电波延迟移相 90 度,
　　　／　　　　＼　再经过四分之一波长单边长度, 电波再移相
　　　＼　　　　／　成为 180 度到左侧, 从图面箭头路径可知, 从
　　　　↖　　↙　　上到下, 所有天线激励均左右同相位, 依天线
　　　　　＼／　　　收发等效原理, 接收天线所截收下来的电波,
　　　　　／＼　　　在馈电点相位都一样, 故波幅增加..
　　　　↗　　↘　　但因为实际环周长是比所使用波长还长, 再
　　　／　　　　＼　考虑导体传送电波时应有的波长缩短因子,
　　　＼　　　　／　故实际上每经过单边长度后, 电波延迟所呈
　　　　↖　　↙　　现的相位增加比 90 度还多, 故像这样的迭
　　　　　＼／　　　接, 以中心点起算到上下两端, 以两个环形
　　　　　　　　　　(一共四个) 为限, 再多也提升不了多少增益,
　　　　　　　　　　且当以此天线为发射天线的立场观之, 较大
　　　　　　　　　　部分的能量集中在靠近中央的两个环上, 故
　　　　　　　　　　若再增加迭接数量, 提升的效果非常有限..

若还要再提升增益, 有几个方法:
1.利用导波板(四个环):
　作用原理如同 YAGI 的导波器, 在增加一组导波板时, 增益约可
　增加 3db, 在天线方向上再增加导波板数量, 适当调整距离间格,
　导波板数量每增一倍, 增益多 3db, 而实际上如同 YAGI 的导波器,
　并不到 3db 那么多, 且有一定极限..
　下图是运用在 2.45 GHz 的频率上, 若要用在 DVB-T的频带, 记得
　换算波长:


2.利用反射板:
　作用原理如同碟形天线的碟子一般, 如图


3.数个四菱形天线, 利用功率分配合成网络, 将每个天线的讯号合并在一起, 在 UHF 带, 因为有现成的分配合成器, 且价位低廉, 不像在 SHF 带那么昂贵, 建议直接购用现成的分配成器即可, 就如同将两个 YAGI 天线迭接一般, 须考虑各个分支电缆长度, 让每个天线所截收下来的信号, 到达合并点时须为同相位, 但因为４菱形天线的水平波束角相当宽, 若想让天线最大增益方向不是在正前方时, 可以增减各个分支电缆的长度, 让在某方向的电波, 经由各个天线接收下来到达合并点时能够同相..

如下图, 希望天线组增益最大方向是斜向左侧 N 度

　　　　　　　　　　同相位的位置
＼　　　＼　　　＼／　各个天线所接收的电波相位, 以最左边的
　＼　　　＼　　／＼　天线为零度来当基准, 则
　　＼　　　＼／　　＼　　　　　　　　　X = x / (C / F) * 360　
＼　　＼　　／＼　　　＼ｚ= 电波路径长　 Y = y / (C / F) * 360
　＼　　＼／　　＼ｙ　　＼　　　　　　　Z = z / (C / F) * 360
　　↘　／↘ｘ　　↘　　　↘
　　　↘　　↘　　　↘　　　↘
　　　　Ｏ　　　Ｘ　　　Ｙ　　　Ｚ　　所使用的电缆长度
　　　－＋－　－＋－　－＋－　－＋－　c1.c2.c3.c4 , 须让电
　　　　｜　　　｜　　　｜　　　｜　　波传送到合并器时
　　　　｜　　　｜　　　｜　　　｜　　相位一样, 那么天线
　　ｃ１｜　ｃ２｜　ｃ３｜　ｃ４｜　　最大增益方向就会
　　　　｜　　　｜　　　｜　　　｜　　朝向左侧 N 度的位置
　　　　 ＼　　　＼　　 ／　　　／　　　, 这种做法, 就如同
　　　　　＼　　　｜　｜　　／　　　　相位数组天线一般..
　　　　　　＼　　｜　｜　／　　　　　此处以 c1 的电缆出口
　　　＋－－－－－－－－－－－－－＋　为 0 度, 那么 c2 相位
　　　｜　　　　　　　　　　　　　｜　延迟就是 -X, C3 为 -Y
　　　｜　　　　　　　　　　　　　｜　C4 为 -Z, 那么电波到
　　　｜　　　　　　　　　　　　　｜　达合并器时, 相位就
　　　｜　　　　　　　　　　　　　｜　会一样..

另外要注意, 一般 VHF/UHF 的功率合并分配器, 其每组分支出口的相位有可能相差 180 度, 譬如一分二(二合一), 其两组输出相位可能刚好相反 (视分配合成器的结构而定), 须把此项因素考虑进去, 通常的做法是若发现此种现象, 将天线馈电点位置左右互换即可..

这里要注意的是, 电波在电缆中传送的速度较真空慢, 故利用电缆长度来达到电波相位延迟, 须先查表得知电波在该种电缆的波长缩减比例, 以 RG58 来说, 这个值约为 0.66, 换言之, 300MHz 的电波在真空中波长约为 1M, 该电波在真空中传输一公尺远的点, 电压与原点同相, 故利用一米长的 RG58 传输该电波, 在电缆出口处的电波相位与电缆入口比较将会是
L/ (C/F*0.66) * 360 = 1米 / (光速/300MHz * 0.66) * 360 = 185.5 度..

而 SHF 因为频率高, 一般市售 VHF/UHF 功率合成分配器 (变压器结构) 不适用, 此时可以利用电缆来制作, 大体上有两种方式, 一是共振线法, 一是迭接并接法, 参考以下我以前写的网页:


网页中的数值, 是以 50 ohm 阻抗的系统来举例, 75 ohm 的系统也可用, 只是共振线的取得较困难, 尤其是 1 to 2 时, 其共振线传输阻抗会是 sqr(150*75)= 106ohm 及 sqr(37.5*75) = 53ohm两种数值,前者很难找到这样的电缆, 后者倒是可以用 rg58 (50~52ohm); 而 1 to 4 及迭接合并法则没这样的困扰..

这里顺带一提, 使用共振线法, 因为频率不同, 共振线长度就需要不同, 故共振线方式只能用在窄频带..

而底下这张照片中的 16 菱形天线, 就是利用迭接法将四组四菱形天线合并, 故每两组天线的馈电点左右相反, 而分支电缆长度都相同, 故最大增益方向垂直于天线面, 也就是朝向您的方向..


这个天线排列方式, 其水平波束角相当窄, 约在 10~20 度之间, 若全部以垂直方式来合并如同下图方式, 则水平波束角与原 4 菱形同, 但垂直波束角约只有 3 度:

/\　↓共 16 个
\/ /\
\/ /\
\/ /\
\/ /\
\/ /\
\/ /\
\/ /\
\/ 　↑

至于所制作出来的天线大小, 请各位以天线单边长来绘图想象一下吧.... 当初我所制作的那个拿来收台北数字电视讯号的 4x 含一组导波, 印象中高近 90 cm, 厚近 30cm (不做导波装置会薄很多), 宽约 30~40 cm 忘了!　故真要像照片那样做 16 菱形, 则天线长宽各约. 1 米, 若想垂直方向迭接, 天线将高达 3 米.....><"

最初由 antion 发表
车机建议还是使用全方位的垂直天线比较适当。因为在车天线上装上反射板，天线会变成有方向性，可能会影响行动时的收视讯号喔！除非您车辆定点收视。

嗯! 是可以, 但是一般全向性垂直天线为垂直极化, 极化不匹配, 会有损失, 其实只要做出水平极化的全向形天线即可:

建议可以试着装设环型天线, 如双菱形的型态, 而不加反射板, 若车用机有自动天线切换装置(空间分集接收型, 大多为拥有两组天线输入接座, 找看看, 看是否有四输入的机型), 则装设两组, 分别朝向相差 90 度的方向..

因为不加反射板的双菱形, 其辐射图场是类似赫芝天线的 " 8 " 字型

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　　　　／　　　　　　　　　＼
　　　/　　　　　　　　　　　　\
　　　|　　　　　　　　　　　　|
　　　\　　　　　　　　　　　　/ 　　　　＼　　　　　　　　　／
　　　　　＼　　　　　　　／
　　　　　　　＼　　　／
　　　－－－－－－　－－－－－－　　从上往下看
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　　　　　／　　　　　　　＼
　　　　／　　　　　　　　　＼
　　　/　　　　　　　　　　　　\
　　　|　　　　　　　　　　　　|
　　　\　　　　　　　　　　　　/ 　　　　＼　　　　　　　　　／
　　　　　　＼　　　　　／
　　　　　　　　－－－
因此如下图摆放, 那么左边的天线接收前后方向(出入屏幕方向), 右边摆放接收左右方向, 因此不管波源在哪个方向都可涵盖到..

左边天线　右边天线　　左边天线　右边天线

　／＼　　｜　　　　　　　｜　　／＼
　＼／　　｜　　　　　　　｜　　＼／
　／＼　　｜　　　　　　　｜　　／＼
　＼／　　｜　　　　　　　｜　　＼／

　从前后看　　　　　　　　　　从侧边看

每一组天线各接往接收机其中一组天线输入端子接座

若制作技巧足够者, 可以试着将它们复合在一起:

　　／｜＼
　　＼｜／
　　／｜＼
　　＼｜／

每一组天线也一样各接往接收机其中一组天线输入接座

若接收机是单一天线输入型态者(无空间分集), 可以参考上次在 pczone 所讨论的全向性天线的做法, 将每个环的方向个别朝向相差 90 度的面向如下图:

　 　 ｜　　　　　／＼
　 　 ｜　　　　　＼／
　　／＼　　　　　｜
　　＼／　　　　　｜
　从前后看　　　从左右看

或者如下图:

　　　／＼　　　　｜
　　　＼／　　　　｜
　　 　 ｜　　　　／＼
　　 　 ｜　　　　＼／
　　 　 ｜　　　　／＼
　　 　 ｜　　　　＼／
　　　／＼　　　　｜
　　　＼／　　　　｜
　从前后看　　　从左右看

或者像渔船的通信天线如下图:
　　　　　　　　　　　　　＼　　　　　／
　　／｜＼　　这两组天　↗　＼　　　／　↖　这两组天
　　＼｜／　　线端子接　　→　＞　＜　←　　线端子接
　　　　　　　在一起，　↘　／　　　＼　↙　在一起，
　　　　　　　接同轴中心　／　　　　　＼　接同轴外部
　从侧面看　　　　　　　　　　　从底侧往上看

不然将个别朝向不同方向的方向性天线, 利用合并分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:
　　　　　　　　前
　　　　　　－－－－－
　　　　　＋－－－－－＋
　　　｜　｜　　｜　　｜　｜
　　　｜　｜　　↓　　｜　｜
　　左｜　｜－→Ｏ←－｜　｜右
　　　｜　｜　　↑　　｜　｜
　　　｜　｜　　｜　　｜　｜
　　　　　＋－－－－－＋
　　　　　　－－－－－
　　　　　　　　后　　　　　　　Ｏ：代表合并器

　　　　　从上(下)往下(上)看

若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合并器两组, 以两组天线为一单位, 分别接续两组, 个别接到接收机天线输入端头..

若您的接收机为具备四组天线输入端子的空间分集接收机, 那么将个别天线接往各端子, 会是最佳组合..


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最初由 chenyu6 发表
看过这篇文章觉得"菱形天线"好像很不错
所以我想制作一个山贼兄的"菱形天线",我不是读电子,那些公式我看不懂
有那位好心的大大可以告诉我那"菱形天线"要怎么做才可以给接收机用 谢谢
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要制作它是很简单的, 材料到五金行及水电行买:

1.充当反射板的镀锌铁丝网, 铁丝不要太细, 最好有 1mm 直径以上, 免得容易了掉, 网孔大小至少要能穿过同轴电缆..

2.制作辐射器用的电线, 一般的电源导线即可, 导体直径建议至少 1mm 以上, 免得容易断掉..

3.用来当支架的水管, 用四分管即可, 若想要做得漂亮, 可搭配一些 T 型管..

4.自攻(自攻牙)螺钉, 就是尾巴尖尖, 可以直接锁进木头的那种..

再来就是制作天线, 首先您要决定如何利用水管制作天线骨架的几何型态, 简单的参考做法如下图:

ps:此处以双菱形举例, 仅是举例, 希望您自己动动脑看以啥方式是最好的, 我自己做的, 是用另外的方式..


　　　　水管
　　　　↓　　铁丝网
　　　　∥　↙　　　　将电线绕制在螺钉上, 作为辐射器
　　　　∥︴　　　↙
　　　　∥︴……＋…＊　←　自攻螺钉
　同轴　∥︴水管｜
　电缆　∥︴Ｏ…＋…＊
　↓　　∥︴　　｜
　＝＝＝＝＝＝＝±
　　　　∥︴　　｜
　　　　∥︴Ｏ…＋…＊
　　　　∥︴水管｜
　　　　∥︴……＋…＊
　　　　∥︴
　　　　∥　↖　↑
　　　　　　　调整距离

　　　　侧　面　图


铁丝网
　　　↘
　　　＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋　＊　：　自攻螺钉
　　　＋＋＋＋＋︿＋＋＋＋＋
　　　＋＋＋＋／＊＼＋＋＋＋　＝　：　水管
　　　＋＋＋／＋＋＋＼＋＋＋
　　　＋＝〈＊＝＝＝＊〉＝＋　※　：　接同轴电缆
　　　＋＋＋＼＋＋＋／＋＋＋
　　　＋＋＋＋＼＋／＋＋＋＋　　　＼　　　　　　／
　　　＋＋＋＋＋※＋＋＋＋＋　　　　＼　︵　　／
　　　＋＋＋＋／＋＼＋＋＋＋　　　　　＼　　＼
　　　＋＋＋／＋＋＋＼＋＋＋　　　（　　。　　）
　　　＋＝〈＊＝＝＝＊〉＝＋　　　　　／　　／
　　　＋＋＋＼＋＋＋／＋＋＋　　　　／　︶　　＼
　　　＋＋＋＋＼＊／＋＋＋＋　　　／　　　　　　＼
　　　＋＋＋＋＋﹀＋＋＋＋＋
　　　＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋　同轴电缆接续图，辐射器
　　　　　　　　　　　　　　　左侧 ”＞”接中心点,右侧
　　　　　　正　面　图　　　　”＜”接电缆外部导体.



　　　　　　水管　　　　　同轴电缆, 穿过铁丝网, 绕过垂
　　铁丝网　　↘　∥　↙　直的那支水管即可, 建议绕过的
　　　　↘　　　Ｏ∥　　　方向是在接外部导体的那一侧
　　　～～～～～～∥～～～～　←
　　　　＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 　　　适当调整距离
　　↗　–：－－：－－：–　　←
　水管　　＊　　＊　　＊　↖
　　　　　　　↖↑↗　　　　辐射器
　　　　　自　攻　螺　丝

　　　　　　俯　视　图


辐射器边长, 以中心频率为 600MHz, 为 12.6 cm

　　　　　　↙　　12.6 cm, 为方便制作,
　　　　　︿　　　取 13 cm 也可以..
　　　　／　＼
　　　／　　　＼　↙
　　〈　　　　　〉
　　　＼　　　／
　　　　＼　／



由此可知, 双菱形辐射器高等于
12.6 / sqr(2) * 4 = 12.6 / 1.414 * 4 = 36 cm :
　　　　　　　?
　　　　／＼　
　　　　＼／　　36 cm
　　　　／＼
　　　　＼／　＿

而四菱形高就约为 72 cm..

但这单指辐射器本体, 因为反射器必须比辐射器还大, 故以双菱形来说, 就至少需用 40 * 20 的铁丝网, 而四菱形的反射器至少需为 80 * 20 的铁丝网, 而我因为是制作４菱形, 所以当初是购买一尺未经裁切的量(高约３尺)来制作的.

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1. 这样的摆放方式是 "水平极化"
　　／＼
　　＼／
　　／＼
　　＼／

　相当符合目前转播站发送的电波极化方向..

　此外这种天线从上往下看, 其波束角约有 60 度, 故您所谓的 2 度, 应是指天线倾斜的程度, 但在垂直面的波束角, 也不只 2 度, 我想您家里接收到的强度与质量, 大概只落在临界点附近, 在这样的环境下测试, 测不出天线应有的波束特性, 故可以的话, 最好加上反射板后, 到空旷可直视转播站的地点测试看看..

2.宜兰属平原地带且幅员距离最远仅 45KM 上下, 排除建物阻挡外, 均可直视转播站, 故信号良好是应当的, 而双菱形天线行动状态下使用, 因为车辆方向随时在改变, 而此种天线有方向性, 故很可能您在测试时, 电波源时常落在该天线波束角外; 若要让它对四面八方的电波源都可接收, 可以参考之前的举例, 尤其是用四菱形弯成下图的方式:

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　　　＼／　　　　｜
　　 　 ｜　　　　／＼
　　 　 ｜　　　　＼／
　　 　 ｜　　　　／＼
　　 　 ｜　　　　＼／
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　　　＼／　　　　｜
　从前后看　　　从左右看

信号强度的差距, 若排除天线频率响应的问题, 主要是看转播站位置, 距离及接收与发射天线的辐射涵盖图形, 另直射波与反射波也会有所关系..

在无线电领域, 基本的评估方式如下(理想状况):

Ri = Po - Co + Ao - 92.4 - 20 log D - 20 log F + Ar - Cr

Ri : 接收到的信号准位, 单位 dbm
Po : 发射机输出功率, 单位 dbm
Co : 发射机电波馈送电缆传输损失, 单位 db
Ao : 以接收者的位置观察, 发射机天线在此角度的增益,
　　单位 dbi , 通常发射天线增益会以最大增益方向角
　　度的增益值来标示,但是以广播发射站而言, 会因接
　　收者位置的不同, 相对于天线角度的不同, 而呈现不
　　同的增益..
92.4 : 真空传播衰减常数, 若频率单位改用 MHz 时, 常数
　　　值则为 32.4, 因为 20log F(Ghz) = 60 + 20log F(MHz),
　　　同理, 若距离单位改用公尺或英里, 也是如此转换,
　　　我个人是喜欢用 92.4 的常数..
D : 接收点到发射点间的距离, 单位公里
F : 所使用频率, 单位 GHz
Ar : 接收器天线增益, 单位 dbi 但若发射站位置不在该天
　　线最大增益方向, 记得扣除相对增益..
Cr : 接收器传输电缆传输损失, 单位 db

以上式子是电波在真空中, 理想状态下的传输, 这里要特别提到一点是, 式子中, 似乎频率越高, 传输衰减越严重,故有些文章会如此描述, 但实则不然, 式子中频率越高, 衰减越多是因为天线的长度随着所使用波长的缩短而缩短, 故等效截收截面积跟着缩减的关系, 也因为是面积, 故用 20 log 而不是 10 log..

由此式子我们也可以知道, 距离每增一倍, 在其它条件都不变的情况下, 接收信号准位少 6db, 故距离增一倍, 若要维持相同的接收信号强度, 除了增加功率 6db 外, 就是要提升天线系统 Ao + Ar 6db..

这是理想状况的式子, 在实际情况下, 我们还会碰到障碍物所引起的绕射, 反射等多重影响, 这就用到 "夫累聂" 带的评估, 这在以后有兴趣时, 再来谈谈..

至于为何要乘上 1.01, 主要是环型天线周长约略等于 1.01~1.1 波长时, 虚数阻抗几近为零(天线谐振), 此时其阻抗值约为 100 ohm, 我们看这种天线结构, 刚好主要是两个环型并接, 故可得到 50 ohm 的天线阻抗, 虽然用在 75 ohm 的接收系统时, 因阻抗不完全匹配, 其 SWR 会稍高, 但因为是接收系统, 没有发射机, 故不必担心因阻抗不匹配而损坏发射机, 更何况加上反射板时, 天线整体会呈电感性, 阻抗也会增加, 用在 75 ohm 的接收系统, 不会有啥大问题..

所谓的 Dopplequad 就是 daul quad ! 也就是之前写的 2x quad antenna, 它的理论增益约 3.15 + 3 + 3 = 9.15dbi, 辐射体到反射体的距离与反射体大小及密度, 都会决定该天线的阻抗特性及辐射图场, 一般来说, 反射体比所使用半波长还长即可, 更长一点, 在某个范围内波束角会小一点, 波束更集中, 而距离的选择, 大致上是所使用波长的 1/6.5 左右, 但没有确切的数据, 因为这与您所使用的反射体结构与密度及大小有关, 须经实作调整..

若您还想再提升增益, 可以试着以下做法:
1.增加导波环
2.将两个环远离中心点那端, 适当拉远离反射板, 如下图:

侧面图:
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顶视图:

　将这端点远离反射板

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　　　　↗

　将这端点远离反射板




建议可以试着装设环型天线, 如双菱形的型态, 而不加反射板, 若车用机有自动天线切换装置(空间分集接收型, 大多为拥有两组天线输入接座, 找看看, 看是否有四输入的机型), 则装设两组, 分别朝向相差 90 度的方向..

因为不加反射板的双菱形, 其辐射图场是类似赫芝天线的 " 8 " 字型

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　　　－－－－－－　－－－－－－　　从上往下看
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因此如下图摆放, 那么左边的天线接收前后方向(出入屏幕方向), 右边摆放接收左右方向, 因此不管波源在哪个方向都可涵盖到..

左边天线　右边天线　　左边天线　右边天线

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　从前后看　　　　　　　　　　从侧边看

每一组天线各接往接收机其中一组天线输入端子接座

若制作技巧足够者, 可以试着将它们复合在一起:

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每一组天线也一样各接往接收机其中一组天线输入接座

若接收机是单一天线输入型态者(无空间分集), 可以参考上次在 pczone 所讨论的全向性天线的做法, 将每个环的方向个别朝向相差 90 度的面向如下图:

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　 　 ｜　　　　　＼／
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　从前后看　　　从左右看

或者如下图:

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　　 　 ｜　　　　／＼
　　 　 ｜　　　　＼／
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　　　＼／　　　　｜
　从前后看　　　从左右看

或者像渔船的通信天线如下图:
　　　　　　　　　　　　　＼　　　　　／
　　／｜＼　　这两组天　↗　＼　　　／　↖　这两组天
　　＼｜／　　线端子接　　→　＞　＜　←　　线端子接
　　　　　　　在一起，　↘　／　　　＼　↙　在一起，
　　　　　　　接同轴中心　／　　　　　＼　接同轴外部
　从侧面看　　　　　　　　　　　从底侧往上看

不然将个别朝向不同方向的方向性天线, 利用合并分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:
　　　　　　　　前
　　　　　　－－－－－
　　　　　＋－－－－－＋
　　　｜　｜　　｜　　｜　｜
　　　｜　｜　　↓　　｜　｜
　　左｜　｜－→Ｏ←－｜　｜右
　　　｜　｜　　↑　　｜　｜
　　　｜　｜　　｜　　｜　｜
　　　　　＋－－－－－＋
　　　　　　－－－－－
　　　　　　　　后　　　　　　　Ｏ：代表合并器

　　　　　从上(下)往下(上)看

若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合并器两组, 以两组天线为一单位, 分别接续两组, 个别接到接收机天线输入端头..

若接收机为具备四组天线输入端子的空间分集接收机, 那么将个别天线接往各端子, 会是最佳组合..
       
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