Quad Antenna 自製方形定向天線/VHF 145MHz

hinojimmy

上篇文中.....
https://www.radio.club.tw/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=15878&pid=315094&fromuid=1766
想做看看方形定向天線VHF 145MHz, 開始訂材料.
1. pve水管 管徑50, 為主桿 110cm *1 支,   
2. 玻纖桿 7mm *8支
3. 硬銅裸線2.5mm平方 10M
4. 箭尾*8
5. 透明塑膠軟管若干

透過網路上的資料, 再經過4nec2軟體計算,
1. 4nec2 主要資料畫面

2. 設計草圖數據


3. ˋ4nec2 3D完成示意圖





4.  4nec2 史密斯圖



5. 4nec2 SWR駐波比圖
  看似完美144-146波段, SWR 1.2 以下的夢幻



材料到齊後, 開工動手做, 一天輕鬆做, 完工!!


上圖是網路上抓的圖, 8分神似, 但不是我做的




下面的完工 測試
對面大樓和天線一樣高度!








天線分析史密斯圖


SWR 圖  重點在主頻率最低點落在143左右,  142--145.5均在SWR 1.5以下
可惜145.50以後, 猛然高飛了!


4nec2數據上, 主頻率雖然設定在145, 卻變成143, 可能設定上要重新斟酌.

測試使用上正常!!

----------------
第一次使用定向天線, 在測試的時候,  有些疑問??
定向天線是否很容易被大樓阻擋, 因為我某方向測試收訊時,
有大樓的方向時, 車天線收遠方訊號時, 常常比定向天線好!
沒大樓方向時, 方形定向天線, 有時會突然比車天線收訊增加4-5(使用車機)格收訊.
所以不知道這情形是正常嗎, 這DIY Quad Antenne 方形定向天線成功嗎??


---------------------

2021/10/10  補充.
收訊台南友台, 車天線收得到, 方形定向天線收不清,
收訊還是沒車天線好, DIY 這天線, 沒我預想的成果!  繼續努力............................

jplin

天線給電部 扼流線圈要不要取消
還有給電饋線直接往下垂 可能比較好

有量測  RETURN LOSS 嗎? 這個跟增益有關係

peichin

感謝分享DIY經驗!

Amigo9453

超    級    感    謝    分    享    經    驗   ..............................................................






                      .........................................

hinojimmy

jplin 發表於 2021-10-11 22:19
天線給電部 扼流線圈要不要取消
還有給電饋線直接往下垂 可能比較好

感謝建議, 再來改進測試!

RETURN LOSS是甚麼?該如何量測, 感謝您的分享!

--------------------------------------------------------------------------

補充:
剛google查詢!!

VSWR 可以轉換 RETURN LOSS,
www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl


-------------------------------------------------------------------------

取消了供電饋線圈, SWR圖顯示沒太多差異, 和之前的圖差不多

r0170226

感謝分享

chih0714

感謝分享!

張小毛

Return Loss 可由SWR 換算....  RL=20*log10[(VSWR+1)/(VSWR-1)   (基本上跟增益無關 )

>>> 4nec2數據上, 主頻率雖然設定在145, 卻變成143, 可能設定上要重新斟酌.
應該是實際銅線沒有像模擬軟體般的"筆直",  實務稍長, 導致 頻率偏低一些.

>>> 收訊台南友台, 車天線收得到, 方形定向天線收不清,
試試旋轉一下主桿, 改變一下電波極化方向, 看看是否有改善, 理論上要比一般車天線好

>>> 還有給電饋線直接往下垂 可能比較好
確實, 饋線在輻射場裡面, 會影響...
或許可以也一併放進去模擬...

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

hinojimmy

bv3fg 發表於 2021-10-16 04:27
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. ...

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

這收到學習了! 長度, 間距.


這張圖片正如您所說, 一開始看以為是方形, 而不是菱形.


饋電點, 本想說左右也好, 下方也可, 但不知道會影響多大,
天線場型, 後輩愚昧, 為何我看起來垂直和水平差不多呢?



2. 有關 Cable 是否要繞到天線外面
已經改變過, 好像前後比較差異不多!


3. 有關駐波最低的點在 143 左右
如您所提, 建構天線時, 雖然預定建構的數據寫在那邊. 但要裁切時,
例如(12.53cm).....這種公分以下的切割, 還真的是很大概12.5, 甚至還不是12.5(用捲尺超不準的)就裁了.加上饋電點的固定, 似乎也會跑掉應該要的數據, 這我再來確認測量一次.
----------------------------2021/10/18補充
經過再次裁短一點饋電點, 原來似乎長了快1公分, 儘量縮短後, 太緊繃太緊會造成玻纖桿彎曲變形,
縮短後, 駐波比測量波段仍是中心點停在143.00, 145.50起飛SWR2.0以上

31cm，如果變為 41cm 似乎比較好
感謝建議, 下次修改測試完再報告上來!
----------------------------2021/10/18補充
31-41cm, 更改完畢, 天分儀測量沒啥差異太大, 唯獨感覺收訊變好了,
原本使用的車天線收不到的, 這Quad antenna可以抓到, 當然這不是360度全向性的天線, 必須某方向抓到訊號!
手機1w, 左營到小港(約15km), 友台收滿(視條件而不一定), 收發都ok!





感謝OM, BV3FG提供詳細分析解說, 會再對這首支diy -- Quad Yagi Antenna--進行調整.