三波段五单元方框天线制作数据
bd6ivx ,2007年11月
今年cqww cw比赛的时候根据arrl天线手册资料制作了一款3波段5单元的方框（cubical quad）天线，经过使用效果很好。后来有很多朋友希望得到详细的资料，特此把它整理出来，供大家分享使用。帖子后面有个附件压缩文件，包括帖子里的图片，word文件和天线数据的excel文件。因为整理的时间仓促，也请大家在制作前检查一下excel中的数据情况，看看是否有差错，如果有的话请及时和我联系。这款天线在制作架设过程中得到了郑州众多ham的大力支持，在此对他们深深地道声辛苦了，没有他们的支持这款天线是无法完成的，在此向他们表示感谢！
这是一款三波段的方框天线（cubical quad antenna），主梁长度7.92米（26英尺），一共有5组十字型支架（spreaders，也有叫spiders）作为振子和反射/引向单元的支撑，在14mhz有3个单元，21mhz有4个单元，28mhz有5个单元。每个平行的单元都是封闭的。天线的图纸如图1，各单元的性能情况如表1：
quad天线在同样的离地高度下有着比yagi天线更好的dx性能（更低的发射角），更低的噪音（全波长loop单元的特性），但带宽比yagi要略微低一些。本天线在整个20波段（14.000-14.350）的swr从1：1到3：1。天线没有使用另外的匹配和调谐装置，如gamma-match或反射器上的匹配短截线（stub）。直接使用50欧的同轴电缆来馈电，详细的方法如下：
各个波段的振子的馈电点都接着一个1：1的电流式balun，来抑制共模电流保证波束的理想，然后通过一段连接电缆接到天线切换盒上，天线切换盒有4个m型插座，3个插座连接3个单元过来的电缆，1个插座连接到地面上发射机去的电缆。为了减轻天线主梁的负担，三条连接电缆可以使用细一些的馈线，但最好是质量好一些的，比如进口的5d-fb，rg-213等系列。
这三条电缆都要裁减成15米波段的3/4的电气长度，主要是使不用的单元处于短路状态，以减少对其他波段的影响。因为计算机模型显示如果15m波段的振子开路会对20m波段产生影响。如果使用缩短率为66%的馈线，如rg-213电缆，那么这3条电缆的长度为7米左右。如果不知道馈线的缩短率，最好能确定一下，或者用扫频仪测试一下。不过实际制作中，因为没找到合适的进口电缆，用syv的电缆测试，发现缩短率基本上在0.66附近。
这3条连接电缆一头接各个波段的振子上的电流式balun，另一头接到天线切换器上。有关电流式balun的制作，可以参考n5ese的文章：
http://www.io.com/~n5fc/balun_1-1.htm天线切换器制作的要点是继电器的两组触点要并联使用，而且动片不从原来的引脚上接，而是在继电器顶部的塑料外壳上钻一个眼就近引出，可以改善隔离度。可以参考我的另一个帖子，图纸要用那个2只继电器的，不要用4只继电器那个。
http://www.hellocq.net/forum/showthread-t-162895.我做的天线切换盒（relay%20box）.html电流式balun采用n5ese介绍的后一种方法，即用同轴线的方法。实际制作时，我用一条50-2的同轴电缆在ft-117-43的磁环上绕了10圈，。原文介绍使用rg-174的电缆，因为没有找到，用一段台湾产的-2电缆（gps天线上剪下来的）代用效果很好。经查资料，在hf波段rg-174这种-2的电缆承受功率可以到200瓦以上，加上尺寸很短，所以不用担心功率和损耗的问题。
这个天线因为要考虑到在一个26英尺的boom上装下3个波段的天线，所以各个单元的数据和单波段(monoband)的数据都略微不一样，性能也有些变化。比如在15m波段，因为在这个长度的boom只使用了4单元，而没有勉强使用5个单元，整个带内swr非常平坦，gain和fbr数据也让人赞叹。在10米波段，swr随着频率的变化开始起伏，要想在swr<1.5的情况下覆盖整个波段应该是不容易的，但实际使用中，在28.450附近驻波表完全没有指示，即使到了最低段，也只是轻微的跳起一点。估计因为制作的误差，中心频率略微下移。所以没有必要试图完全覆盖整个波段，而把中心频点调整到最有用的范围中点，不失为一种好的办法。
制作时主要考虑boom和spreaders，这是最关键的两部分。方框天线实际上要比yagi天线更为轻便，如果设计的好了，重量可以轻许多。主梁可以采用铝管和方铝，壁厚在2个mm以上，以坚固为准。十字型支撑（spreaders）可以采用90公分长度25mm以上的角铝材料，前面用带螺丝可以调整直径的不锈钢环卡固定玻璃钢鱼竿。也可以采用竹子材料做十字型支撑部分，但一定要考虑整体的坚固程度和抗风能力。为了保持boom的水平，在和塔或撑杆固定的时候，上面要升起来2米左右的高度的金属杆，然后连接2根吊丝到boom的两头，以免造成两头翘的样子。
安装的时候，因为鱼竿是伸缩的，可以先不放出朝下方向的鱼竿，先放出上、左、右三个方向的。然后在开始固定事先量好长度的振子线。振子建议采用#14号漆包线（直径1.6mm），实现按照表2裁好，用质量好的尼龙胶带在鱼竿上缠结实。鱼竿拉出来后要用记号笔作好标记，然后把各关节结合处用尼龙胶带缠结实。以免打滑。为了增加强度，建议采用尽量长一些的鱼竿做支撑，比如这次使用的是5.4m的，只用3.6左右，如果采用6.3m的效果会更好。
天线制作时要注意安全，尤其是天线因为尺寸比较大，升上去后要注意防止滑落，升起天线的时候固定的撑杆或塔的拉线一定要人专人看护，并保证拉绳的坚固。当时用12米升降杆感觉难以承受，后来改用20米升降塔。
天线制作数据如表2：
主要材料清单如表3：
天线制作过程中特别感谢：
bg6ico（老大哥，给了我太多的帮助，材料，塔，生活上的关心），bg6iaz（从开始就帮我买材料，拉器材，制作），bg6iys（令人尊敬的老大哥，在生活和后勤上给了我多次的支持和关照），bg6iru（提供了机械方面的大力支持，还不辞辛苦的和大家一道安装天线），bg6iba，bg6ixr（多年的好朋友，这次仍然为了付出了很多辛勤的劳动），bg6ixm（在塔上工作1个多小时），bg6iyj，bg6igq（在天线被摔坏我情绪失落的时候，不怕辛苦的把天线一点一点修复），bg6izc，bg6jfl，bg6iro，bg6ijw，bg6ifq（多次到现场帮忙，工作都很辛苦），bg6iqd，远在信阳一直关注着我比赛和准备的情况，还有bg6izz，bg6jcj，bg6iqq，bg6ict，bd9sm，bg6isl，bg6jal，bg6jeq，bg6jes，bg6jet，bg6ixl，bg6jed，bg6jck，bg6jdu，，bg6jde，bg6jce等等太多太多的朋友，在此深表感谢！
制作完成后的天线外型（bg6jde提供照片）
相关的照片请访问另一个链接和郑州ham论坛：
http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?t=163551&highlight=quadhttp://bbs.henanci.com/dispbbs.asp?boardid=39&id=6815&page=2http://bbs.henanci.com/dispbbs.asp?boardid=39&id=7062&page=1http://bbs.henanci.com/dispbbs.asp?boardid=39&id=7145&page=1
