簡易電視天線製作

自筆者來到Albany後，發現在很多人在收看畫面不清的電視。在嘗試調整那兩根細長的天線之後，所得到的結果往往讓人更失忘望。因為大家想省下一筆錢，寧可忍受較差之收看品質。還好筆者得有神助，能知“天”事，故在此洩漏一點“天機”，以造福各位（的眼睛）。

物理小知識：

頻率F（Hz） = 波數 / 時間（秒）

兆赫（MHz） = 10⁶ Hz

波長（m） = 光速C（3*10⁸公尺/秒）/ 頻率F

1/4 波長（m）= 3/4 * 10⁸公尺

阻抗 = 電阻（Ω:實數）+ j*感抗（Ω:虛數）

匹配（Match）: 電波傳播時，入射不同阻抗環境（如天線和傳輸線、傳輸線和電線之間），會造成電波反射而使電波能量損失，叫做“不匹配”。如同兩粗細不同、質量密度亦不同的線端相接，抖動一下以產生入射波，並觀察其傳播波形，將發現在兩線交界處必會產生反射波形反彈回抖動此線之地方。入射波進入另一條線上後，因部份能量已自交界處反射，此時入射波之振幅會變小（振幅和能量有平方正比之關係），故入射能量在另一介質內變小。倘若無線電波入射相同阻抗值的環境（如兩相同條件之線相接），則入射波能量完全傳入另一介質，則無訊號損失（無反射波，即入射波完全進入另一介質），此時叫“最佳匹配”。

傳輸線（或導線）: 傳輸電子訊號之電線。電磁波被天線吸收後變成電子訊號（或仍叫電波），藉由傳輸線傳至電視。

傳輸線阻抗 : 電波在同軸電纜中傳播時會以為其環境是75Ω（虛擬阻抗 - 以方便物理界解釋電波在導線傳輸時電壓和電流的關係，如同電子電路用75Ω電阻接地）；平行饋線是300Ω。此兩傳輸線沒有虛數阻抗。

“虛擬阻抗”的來源 : 在一條單獨導線上傳輸高頻訊號的過程中，（即使此導線之末端未接觸任何導體，即開端電路），必會有交流電流於其上流動（電子會因交流電場變動而改變流動方向）。一旦有交流電流，就必有電磁波輻射出去（電子流動速度會因電場強度隨時間改變而改變 ─ 速度改變即產生加速度。電子一但以加速度移動，則產生電磁波）。電波在導線中傳導自然會有電磁波輻射出去，以及空間及環境物體會吸收此電磁波，造成導線與其環境產生無形的有進有出的關係 - 此即產生虛擬阻抗，會影響導線上電壓和電流y之比率。其電壓和電流比例，如同在此導線上加上等量電阻至地。

原理:

本文的重點在天線和傳輸線的匹配。電波在不同阻抗環境傳播之下（意即電波由空間進入天線，天線進入傳輸線，然後再進入電視），因不匹配而損失很多能量，因此電視只收到較弱的訊號。若我們可以將天線和傳輸線作到匹配的狀態，則可接收到較強之訊號及較清楚之畫面。若天線要能吸收較多之電波，則天線之長度必須要是電波1/4波長之倍數以與電磁波共振（實際上電波在傳輸線中的速度大約是空氣中的0.96倍 ─ 即低於光速）。而電視上已做好了75ΩCable端子及300Ω饋線接頭。

天線製作:

大部份擁有電視的人會發現，電視機所附贈之天線是兩根伸縮天線聯接著平行饋線 ─ 300Ω。一般而言，若要有最多之能量由天線傳入傳輸線，則必須要有相同之阻值。但兩根伸縮天線除了相距180°，只對某一頻率之阻抗值為實數的75Ω以外，沒有其它可調整到無感抗機會（i.e.不匹配，就會造成電波在傳輸線中來回反射，產生鬼影及不清之畫面）。

我們可到木板及工具之賣場去買同軸電纜及接頭，自製一根或多根不同長度的天線，以接收VHF及UHF的電波。但因頻道眾多，故取其中間頻道來製作（VHF: around 190MHz，UHF: around 450MHz）。

1)取一條長度夠長之同軸電纜（最好能掛在屋外），一端裝上電纜接頭。

2) 先算1/4波長值，再乘上0.96（因電纜之傳導速度比光速慢一些），此值即是天線長度（L=3*10⁸/4/F*0.96）。

3) 在電纜的另一端，量出L的長度，剝掉其外皮，露出金屬網。

4) 從金屬網的底端（靠近未剝皮之電纜部份），將全部的金屬網向後退拉到電纜皮上，就像蛻皮一樣，以形成上下對稱的天線，各自長度L。

5) 固定住金屬網，以防自行捲回。

6) 此天線對指定頻率為75Ω，且完全匹配到傳輸線，有低能量耗損之特性。

若要得到較好的訊號，則天線必須在屋外，且在天線周圍兩個波長內沒有障礙物。若想同時對VHF和UHF擁有清楚的收視，則必須作兩根天線，然後接上1:2分接頭（2 Way Splitter），再接到電視機上。

原電視天線的改裝:

如果想將原來的天線廢物利用，各位可將原天線所附的平行饋線剪掉，接上同軸電纜。

結語:

以上雖不是最好的方法去接收電訊，但至少已能提高收看效果。筆者曾於澎湖服役時，利用相似方法成功接收到臺灣本島的三家VHF訊號（因澎湖電視發射站只提供UHF），改善觀測所之老電視（只能看VHF）收視狀況，使小兵們看到彩色節目。今日看到各位如此的“勤儉持家”、“臥薪嚐膽”，也實在“感動”。感念苦苦眾生，故提供拙技，造福世界。

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