1、高增益四菱形无线数位电视接收天线制作中心频率为 600MHz 。 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 单心电线绕製辐射体详图: 此处交叉, 但不短路 ）（ 此处不交叉, 形成 , 中央 , 外部导 体接另一边 “, 那麼呈现在天线的高频电波相位如下: 此处接同轴电缆中心导体, 定义相位为 0 度 ）（ 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
2、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 但因为实际环週长是比所使用波长还长, 再 考量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, 故像这样的叠 接, 以中心点起算到上下两端, 以两个环形(一共四个) 为限, 再多也提昇不了多少增益 ,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, 故若再增加叠接数量, 提昇的效果非常有限若还要再提昇增益, 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
3、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 那麼多, 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路, 将每个天线的讯号合併在一起, 在 UHF 带, 因 为有现成的分配合成器 , 且价位低廉 , 不像在 SHF 带那麼昂贵, 建议直接购用现成的分配成器即可, 就如同将两个 YAGI 天线叠接一般, 须考量各个分
4、支电缆长度, 让每个天线所截收下来的信号, 到达合併点时须为同相位, 但因为菱形天 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併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 天线为零度来当基準, 则 X = x / (C / F) * 360 = 电波路径长 Y = y / (C / F) * 360 Z = z / (C / F) * 360 所使用的电缆长度 c1.c2.c3.c4 , 须让电 波传送到合併器 时 相位一样
5、, 那麼天线 最大增益方向就会 朝向左侧 N 度的位置 , 这种做法, 就如同 相位阵列天线一般 此处以 c1 的 电缆出口 为 0 度, 那麼 c2 相位 延迟就是 -X, C3 为 -Y C4 为 -Z, 那麼 电波到 达合併器时, 相位就 会一样另外要注意, 一般 VHF/UHF 的功率合併分配器, 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), 须把此项因素考量进去, 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裡要注意的是, 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
6、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製作, 大体上有两种方式, 一是共振线法, 一是叠接并接法, 参考以下我以
7、前写的网页:http:/.tw/mysite/ch.ant-network.htm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 (5052ohm); 而 1 to 4 及叠接合併法则没这样的困扰这裡顺带一提, 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
8、利用叠接法将四 组四菱形天线合併, 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於天线面, 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 1020 度之间, 若全部以垂直方式来合併如同下图方式, 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/ 至於所製作出来的天线大小, 请各位以天线单边长来绘图想像一下吧 当初我所製作的那个拿来收台北数位电视讯号的 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 3040 cm 忘了! 故真要像照片那样做 16 菱形, 则天线长
9、宽各约. 1 米, 若想垂直方向叠接, 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:建议可以试著装设环型天线, 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
10、图场是类似赫芝天 线的 “ 8 “ 字型 / | | / 从上往下看 / | | / 因此如下图摆放, 那麼左 边的天线接收前后方向( 出入 萤幕方向), 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製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起: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
11、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, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:前 左 右 后 ：代表合併器从上(下 )往下 (上)看若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两 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, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合-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製作一
12、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“ 要怎麼做才可以 给接收机用 谢谢 -要製作它是很简单的, 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, 免得容易破掉, 网孔大小至少要能穿过同轴电缆2.製作辐射器用的 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製作天线, 首先您要决定如何利用水管製作天线骨
13、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 製在螺钉上, 作为辐射器 自攻螺钉同轴 水管电缆 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 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
14、cm 12.6 cm, 为方便製作, 取 13 cm 也可以 由此可知, 双菱形辐射器高等於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, 而我因为是製作菱形, 所以当初是购买一尺未经裁切的量(高约尺)来製作的.以上文章均由 http:/ 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: 从前后看 从左右
15、看引用: -最初由 Albert 发表请教山贼兄 这个天线目前使用的情况如何 会不会华视与公视两台讯号强度差异太多 中视的强度如何另 C/F/4*1.01 为何是乘 1.01 而不是乘1.0 或 0.97 -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係 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 - CrRi : 接收到的信号準位, 单位 dbmPo : 发射机输出功率, 单 位 dbmCo : 发
16、射机 电波馈送电缆传输损失, 单位 dbAo : 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, 相对於天线角度的不同, 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 GHzAr :
17、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, 这裡要特别提到一点是, 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著所使用波长的缩短而缩短, 故等效截收截面积跟著缩减的关係, 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, 在其他条件都不变的情况下, 接收信号準位少 6db, 故距离增一倍 , 若要维持相同的接收信号 强度, 除了增
18、加功率 6db 外, 就是要提昇天线系统 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, 再来谈谈至於为何要乘上 1.01, 主要是环型天线周长约略等於 1.011.1 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
19、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-最初由 Albert 发表感谢山贼兄的详尽说明 深感受用小弟还有下列问题不懂1) 我目前使用 Dopplequad 天线(自製) 用了半个月了 中心频率 557 MHZ 反射体和幅射体的距离该如何决定 听说距离取得好 可达 8dbi 的增益-您所谓的 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
20、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昇增益, 可以试著以下做法: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: 顶视图:将这端点远离反射板将这端点远离反射板引用: -2) 我用过 discorn 天线 低频截止500MHZ 接收 强度与 Dopplequad 差不多 但讯号品质确足足少了12 成 导致常常停格 (我
21、做这个天线是为了 ch24-ch53 使用的 公视类比勉强收视 大楼丛林的关係 -Discone antenna 一般性的使用是属於垂直极化, 而目前数位电视转播站所送出的电波极化是水平极化, 理论上水平极化是不能对垂直极化天线引起感应, 但实际上因为电波经由反射, 穿透物质如空气, 会有一定程度的极化偏转, 故实际上是会收到信号, 但因为极化不同, 会有极化不匹配的损失產生; 在微波实务上水平极化及垂直极化会有 30db 的信号 强度差距, 也就是说垂直极化波用水平极化天线来收, 会比垂直极化天线所收到的信号强度少 30db,建议您把您的 discone antenna 横摆, 就可以充分利
22、用它的效能嗯! 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:建议可以试著装设环型天线, 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 / | | / 从上往下看 / | | / 因此如下图摆放, 那麼左 边的天线接收前后方向( 出入 萤幕方向), 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
23、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製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起: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, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到
24、接收机也是可以:前 左 右 后 ：代表合併器从上(下 )往下 (上)看若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两 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, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合嗯! 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:建议可以试著装设环型天线, 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,
25、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 / | | / 从上往下看 / | | / 因此如下图摆放, 那麼左 边的天线接收前后方向( 出入 萤幕方向), 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製作技巧足够者, 可以试著将它们复合在一起: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
26、 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, 利用合併分配器连结后成一路后, 接到接收机也是可以:前 左 右 后 ：代表合併器从上(下 )往下 (上)看若是两组天线输入的机器, 可用 2 to 1 的合併器两 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, 那麼将个别天线接往各端子, 会是最佳组合前 左 右 后 ：代表合併
27、器从上(下 )往下 (上)看山戝兄:这组天线我就有兴趣啦我会试著在我家装一个之前也看过天线相关的书就是不知道应该怎麼固定您给的方向,刚好点醒我,我家的屋顶,有白铁圆筒水塔刚好可以绑这4 个面的天线 ,加上反射板只是白铁圆筒水塔会不会影响,这点您的看法呢再次, 谢谢您啦引用: -最初由 za444 发表这组天线我就有兴趣啦我会试著在我家装一个之前也看过天线相关的书就是不知道应该怎麼固定您给的方向,刚好点醒我,我家的屋顶,有白铁圆筒水塔刚好可以绑这4 个面的天线 ,加上反射板只是白铁圆筒水塔会不会影响,这点您的看法呢再次,谢谢您啦 -您若要装在屋顶水塔的话, 不建议装设全向型天线, 原因是天线增益
28、, 会比单一面还低 6 db, 更何况以收视的角度来说, 除非各个发射站所发送电波来源方向是环绕您的住处, 否则装设全向型实在没啥意义另外此种天线, 各组( 面)天 线到口型中心点的距离(不是电缆距离, 是几何上的距离), 会影响所形成的天线辐射图形, 这要用程式计算, 约莫十年前我曾经用 QBASIC 写过这种四方向天线组的模拟程式, 找时间我来翻翻看, 应该还在我那台 286 电脑的硬碟裡而且就某一频道的电波来说, 有可能各个方向来的电波, 到您架天线的位置, 因为强度接近, 相位相反, 结果输 送到合併器的总强度反而很低, 这不是 OFDM 本身可以解决的, 这是基本的物理且这种因干涉而
29、引起的衰弱, 很有可能特别会在单频网的服务地区发生, 尤其是在两转播站发送到收讯位置, 电波强度相同的区域, 有的位置会因为相位相同(波峰或波谷)而受益, 有的位置则因相位相反的(波峰及波谷)而受害, 而且两转播站所发送的电波不可能完全同步, 就算用 GPS 校準也是一样, 其结果就是波峰波谷(节点)的位置会移动, 两电波相位时间差越多, 节点移动速率越快若您真有计划要装设到四组(面)天线, 倒不如都朝向信号强度最大的那个方向, 在接收相位都相同的状况下, 理论上会比单面还多出 6 db 的增益装设全向型天线的目的, 主要是提供行动接收的使用者, 因为电波来源(直射. 反射. 绕射等) 方向, 相对於天线组来说, 是不断地变动, 故需採用全向型; 除非您的天线组具备自动追踪校準方向的功能, 否则行动接收是不适用 单向型的天线以您的 CASE, 建议先从单向型双菱形或四菱形著手, 一般的收视, 它已能提供相当好的收讯效能, 若还不 够, 在可接受的天线体积 大小下( 1M * 1M), 利用合併网路所构成的 16 菱形, 或是装设导波器, 或是利用拋物面反射板等, 都是可以尝试看看的方法
