Quad Antenna 自製方形定向天線/VHF 145MHz

bv3fg

調整 Yagi 變化最明顯的 3 個參數：輻射體的長度、 輻射體與反射體的間距，輻射體與第一導波體的間距。

1. 有關收訊不好的問題 ==> 饋電點在下方，所以目前為水平偏波。
你把饋電點放在菱形的最下面，這是水平偏波。饋電點應該要在左側或右側的角，才是垂直偏波。
<<上圖是網路上抓的圖, 8分神似, 但不是我做的>> 這張照片，因為拍攝角度的關係，很容易空間迷向。注意看它的立桿與十字架線棒及 Cable 的走向， 你就會發現它的饋電點就是在菱形左或右側的角。
下面 6 張圖是 Loop 饋電點與場形的關係，藍色線是水平偏波的場形，紅色線是垂直偏波的場形。(軟體使用 MMANA-GAL Basic，模擬條件為 Free Space。圖片右下角的文字及天線饋點是我註記進去的，非軟體原生畫面)
小結：不管是方形或菱形架設，在上下方饋電為水平偏波，在左右側饋電為垂直偏波，在 45 度位置饋電則水平與垂直偏波兼具，但各有不同場形。














2. 有關 Cable 是否要繞到天線外面
理論上，Cable 繞到天線外面，可避免不預期的效應。實務上，若與偏波面垂直或位於電場互相抵消的位置則影響不大。以你目前的架設，為水平偏波，第一段 cable <<從饋電點沿架線棒到主桿>> 為垂直向，與水平偏波垂直；第二段 cable <<沿主桿到反射器後方>>則與水平偏波垂直，也與垂直偏波垂直；第三段 Cable <<沿立桿往下>>，因為已經在反射器後方，影響不大。若將來你將饋電點移至左側或右側(垂直偏波)，第一段 cable 則變成水平向，也是與偏波面垂直。 ==> 所以這樣 ok

3. 有關駐波最低的點在 143 左右
3.1 我將你的尺寸輸入軟體也跑了模擬，得到的結果差不多。你實做的線型與模擬相近，只是中心不如預期，其實已經做得不錯了。
3.2 VHF 以上的天線對於尺寸很計較，例如 145 與 146 波長才差 14mm，使用接線端子、Cable 剝開延伸出來的部份，都算是有效長度，如果未考慮進去就會變太長。電線搭接焊接，則有重疊部分，如果未考慮進去就會變太短。建議你要檢查丈量一下實際完工尺寸。
3.3 目前你的反射器與輻射器的間距為 31cm，如果變為 41cm 似乎比較好。
下面有 4 張圖，前兩張是依你目前尺寸模擬出來的阻抗與SWR，下面兩張是間距變 41cm 的阻抗與SWR。

↓原尺寸阻抗


↓原尺寸 SWR


↓加大間距阻抗


↓加大間距 SWR

bv3fg

水平、垂直，是以地面為參考體對方向的描述。

輻射場形，是電波強度與輻射方向做圖。

偏波面(極化面 polarization)，是指電場的方向。交流電流在導體中流動，而電場與電流同向。若導體垂直於地面，電流垂直於地面 ==> 電場垂直於地面 ==> 垂直偏波。而導體中的自由電子若感應到電場變化，則會產電流，所以導體與電場同向會有最大感應量，若與電場垂直則無感應。

做一個想像，所有人都在地平面上，
你站在一個中心點上下揮動旗子，在各方向的人透過垂直的狹縫都可看到你完整的擺幅，透過水平狹縫只能看到旗子瞬時通過 ==> 垂直振子的均向輻射特性，相同極化面才有最大感應。
你站在一個中心點，在南北向水平揮動旗子，在各方向的人透過垂直的狹縫都只能看到旗子瞬時通過，在各方向的人透過水平的狹縫都可看到你旗子來回的揮動，但是只有正東、正西的觀察者看到最大擺幅，越往南、越往此的觀察者看到的擺幅越來越小，正北、正南的觀察者只看到旗子，他感覺不出擺動這件事。 ==> 相同極化面才有最大感應，水平振子有方向性。

HF 波段，電波靠電離層及地面多次折射、反射傳播，電離層的濃度分佈時時不同，電波極化面在傳播過程會被不預期偏折，發射方雖然以某種偏波方式輻射電波，但是到接收地有可能是水平、垂直、斜的，也可能這一分鐘是水平，下一分鐘變垂直，因為變來變去，不可預期，全憑時機運氣，所以收發雙方不要求極化面一致。V/UHF 通訊主要為直接波及地物反射波通訊，地物主要為垂直、水平的建築物，不太會改變極化面，所以大家極化面一致才有最好的收發效果。V/UHF 通訊一般為數十公里內不特定方向的通訊，因此垂直型簡單天線均向輻射的特性就成為基準，即垂直偏波為 VHF/UHF 的常規。相信你應該知道，若將汽車天線或木瓜水平架設，收發效果會很差，因為別人都是垂直偏波，而你是水平偏波。你目前的 Quad 是水平偏波，就等同於將汽車天線水平架設。

如果指定 quad 形狀為菱形，且饋電點在下方，水平偏波的輻射場與垂直偏波的輻射場，肯定是有很大的差異。如下圖所示，我將兩種饋電方式各自的水平、垂直偏波分別畫出，可看出同一種饋電方式垂直、水平的場形差異很大，但是不同饋電方式最大的場的形狀是相近的(但其極化方向不同)。所以應該是你對軟體操作或對於軟體輸出的結果有認知上的錯誤所致。





此外，請幫忙解答一個問題：貼附件或圖片的時要點選什麼，讀者『不需登入』就看得到，我是比較喜歡這種方式，。但是我貼的東西，有時候不需登入就看得到，有時候一定要登入才看得到，搞不清楚關鍵在哪裡。

PS：這篇回覆 10/18 凌晨寫好但尚未貼出，剛剛看到你已經先動手調整了，請問：饋電點位置已經移到側邊的角了嗎？

bv3fg

1. 謝謝你對貼圖的回覆，看來還是有不明的暗黑力量。

2. 看來弄對極化面就是收發改善的主因，因為微調諧振及調整阻抗對增益不會有決定性的影響。