x-beam antenna
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如果你要製作 hf 的 beam antenna，我想下面的三件事情一定令你傷透腦筋：
匹配： 通常需要大型的電容器，而大型的電容器難買又昂貴。
空間： hf 的 yagi 一般佔用很大的面積，若使用短縮型的天線效率又大打折扣， 如何縮小天線體積又不會犧牲太多效率是一門大學問。
結構： 元件與主桿間的結合與固定馬虎不得，若是使用加感短縮型的天線，要處理 電感與鋁桿間的接合問題也要費一番功夫。
以下介紹的 x-beam antenna 其效果介於三元件到兩元件的單頻段 yagi 之間，卻沒有以上三個令人傷腦筋的問題，是我使用過結構最簡單、製作最容易而效果相當令人滿意的 hf beam antenna。
有關 x-beam 的文章發表於 the arrl antenna compendium volume 1，作者為 brice anderson / w9pne，它的結構如下圖，基本上是由〞Ｍ”形的導波元件和”Ｗ” 形的輻射元件所組成的 2 元件 yagi，遠遠看去只能清楚看到由鋁管做成的 arm 形成Ｘ的形狀，所以稱為 x-beam。
x-beam 的尺寸
以下的計算公式是以鋁管的直徑為波長的 1/200、tail 使用線徑為 1mm 外面有塑膠絕緣皮的電線來計算。如果你用的鋁管比較細，則 tail 的長度應該會比公式計算出來的數值還要長；如果你用較粗的電線或鋁管，則 tail 的長度應該公式計算出來的數值來的短。
此外 arm 的長度並不是一個固定值，你可以在一個範圍內選定 arm 的長度，只要 arm 與 tail 符合下面的關係即可：
total driven element lengh (ft)=2*( arm + te ) = 603/f(mhz)
total director element length (ft)= 2*( arm + td ) = 575/f(mhz)
設計 x-beam 第一步是先決定 arm 的長度，然後再算出 tail 的長度。 arm 的長度必須介於 full size (maximum size) 與 minimum size 之間，若 arm 的長度比 full size x-beam 的 arm 還長，則其波型會分裂為四個波瓣，而不是單一指向性。詳細的尺寸 (ft) 如下：
min size ≦ item ≦ full size
177/f ≦ arm ≦ 195/f
125/f ≦ te ≦ 106.5/f
110.5/f ≦ td ≦ 92.5/f
使用 full size 的好處是頻寬比較寬，且阻抗很接近 50Ω，而 min size 的頻寬比較窄，vswr 大約為 1.4 左右，因為 min size 與 full size 的 arm length 相差不會太大，所以建議您還是製作 full size x-beam。
下表為 5 個主要頻段的 full size 與 min size x-beam 的尺寸（單位為公分），供各位做參考：
freq min size full size
arm te td arm te td
7.050 843.8 461.3 400.3 766.3 541.4 480.4
10.125 587.1 320.3 278.3 533.8 376.2 333.0
14.100 421.9 230.0 199.5 382.5 269.4 238.9
21.100 255.4 180.5 160.1 282.1 153.8 133.4
28.200 211.0 115.6 100.4 191.9 134.7 119.5
製作與調整方法
利用和角鋼及 u 形鐵將天線、支撐柱及厚塑膠板做成的底板結合在一起
要將四根鋁管架設在馬達上並不困難，請大家各顯神通。
將四根鋁管的尾端用細繩子圍成方形，鋁管的尾端要和繩子固定，如此形成四個穩固的三角形，刮風的時候鋁管才不會甩來甩去。
將 tail 連接在鋁管上然後貼在細繩子上，要特別注意 director element 或 driven element 的 tail 不要接錯地方。
tail 的長度應該比公式計算出來的長度多 10 公分左右以利調整，每邊多預留的長度應該要一樣長。
接上駐波表量測 vswr。若諧振頻率偏低，就把 tail 剪掉一些；若諧振頻率偏高則把 tail 的長度增加一些。重點是每根 tail 所剪短或增長的量應該一樣。
重覆步驟 5 ，將諧振頻率調至所需要的中心頻率。
如果調整好再把天線架高，則剛剛調到的諧振頻率會往上偏移，所以在步驟 6 時自己要預留適當的前置量。
使用經驗
在 hf 上用”我曾經用過這種天線通聯到那裏〞這種講法來說明天線的效能是沒有意義的，因為傳播狀況好的時候即使用汽車天線也可以通聯到地球的令一端，所以在此不用這種方示來說明 x-beam 的效能。
我的好朋友 daniel 曾使用 14mhz 的單頻段 x-beam，用起來的感覺和 4 element tribander 的 yagi 差不多。在擠 pile up 的時候，我不敢說 x-beam 一定能幫我殺出一條血路，但至少可以讓我這個 100w 的 barefoot 與 big gun 平起平坐、一齊競爭，而結果通常不會令人失望。
