~ 450 MHz Yagi -antenni: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tämän ohjeen tavoitteena on tehdä kustannustehokas ~ 450 MHz: n Yagi -antenni radion suuntahakuun tai muuhun käyttöön kaikkein kekseliäimmillä tavoilla, mutta tarjoan silti standardoidun antennirakenteen käytettäväksi tulosten vertailun kanssa käyttäen samaa analyysiohjelmistoa ja/ tai menetelmiä. Esittelen menetelmän; tee antenni tavallisista materiaaleista, jotka löytyvät paikallisesti, mistä löydät materiaalit, ja käytä 3D -tulostinta antennielementtien kiinnittämiseen puomiin käytettävien osien näyttämiseen, jotta saat asiantuntevamman ilmeen, jos sinulla on pääsy 3D -tulostimeen. Muista, että erilaisia materiaaleja voidaan käyttää jossain määrin, kun pääpaino ja vaadittava huomio kiinnitetään mittoihin ja eritelmiin parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi. Huomaan ideoita eri menetelmille jokaisessa vaiheessa.

Tarvikkeet

1. ~ 48 "halkaisijaltaan 1 cm tai 3/8" alumiini-, kupari- tai messinkiputki (puinen tappi, joka on päällystetty alumiiniteipillä tai tina -kuparipunoksella, toimii myös. 12 tai 14 -kokoinen kiinteä kuparilanka voidaan myös käyttää.)

2. ~ 36 "1 cm tai 3/8" kupariputki (vanha vapaa tai pelastuspihavesi- tai kylmäaineputki, koska ohuempi seinä taipuu helpommin. 9,5 mm x 1,5 mm paksua alumiinia tai kuparia voidaan myös käyttää tai voit käyttää 12 tai 14 gaugen kiinteää kuparilankaa.)

3. ~ 30 "1" tai 2,5 cm neliönmuotoinen alumiiniputki (vanha vapaa tai pelastuspihan kuorma -auton korkki. Teknisesti voit käyttää jopa kuivaa ja suoraa puuraajaa tai puukappaletta, kun elementit ovat samalla tasolla)

4. 6 Muovi- tai paperipilliä (ravintolat)

5. 5 ruuvia (valinnainen ja katso Hot Glue Gun ja Hot Glue)

6. ~ 30cm RG6 75ohmin koaksiaalikaapelia (vanhat ilmaiset satelliitit ovat loistava lähde)

7. ~ 40 RG58 tai muu 50 ohmin koaksiaalikaapeli

8. RG58 tai mitä tahansa 50 ohmin koaksiaalikaapelia käytetään urosliitäntään (SMA, BNC tai mikä tahansa tulovastaanotin)

9. Juotin ja juote (virtaus, jos juote ei ole juoksusydän)

10. Lankaleikkurit (valinnainen, koska veistä tai muuta leikkuria voidaan käyttää)

11. Langanpoistimet (valinnainen, koska veistä tai muuta leikkuria voidaan käyttää, jos et varo katkaisemasta lankoja)

12. Sahaa letkun ja puomin leikkaamista

13. Mini Copper Tube -leikkuri (valinnainen, vaikka se on mukavaa)

14. Kuuma liimapistooli ja korkean lämpötilan kuuma liima (valinnainen, koska voidaan käyttää superliimaa, epoksiä, 3D -tulostinkynää tai ruuveja. Jos käytetään ruuveja, poraa tarvitaan poraamaan puomin reiät ruuveille)

Vaihe 1: Mittaa ja leikkaa antennielementit, puomi ja koaksiaalikaapeli

Kun olet määrittänyt, mitä materiaaleja käytetään antennielementteihin (alumiiniputki, alumiininauhalla peitetyt puiset tapit tai tinatut kuparipunokset, kupariputki, messinkiputki, talon kuparilanka jne.), Voit mitata ja merkitä mistä leikata. Pidä mielessä virhe leikatessasi hieman pidempää kuin lyhyempi, joten jos haluat myöhemmin virittää antennia enemmän … voit leikata pituutta. Tämä on hyvä käytäntö pitää mielessä tulevia antennirakenteita varten. Paras on yrittää pitää leikkaukset määritetyn pituuden mukaisesti johdonmukaisuuden vuoksi.

Seuraavat tekniset tiedot ovat seuraavat

Ohjauselementti 1 - 25 cm

Ohjauselementti 2-26 cm

Ohjauselementti 3-26 cm

Käyttöelementti - 68,7 cm (tämä voidaan mitata ja leikata pidemmäksi, koska jotkut voidaan leikata myöhemmin säteen taivutuksen laadun ja ~ 2 cm: n raon perusteella)

Heijastava elementti - 36 cm

Puomi - 74,5 cm

Balun RG6 -koaksiaalikaapeli - 25,1 cm

Feedline RG58 -koaksiaalikaapeli - käytin 38 , vaikka teknisesti syöttölinja voidaan virittää optimaalisen aallonpituuden SWR -pituuden mukaan

Taivutettu käyttöelementti

Taivuta 2,5 cm: n säde kummassakin päässä käyttämällä halkaisijaltaan 5 cm: n pyöreää tappia tai muotoa, riippuen siitä, mitä sinulla on käytettävissä. Voit taivuttaa silmämunalla huolellisesti ja mittaamalla taipuessasi. Voit myös taivuttaa hiekkatäytteellä, kuten tässä ohjeessa, tai täyttämällä suolalla, kuten tässä ohjeessa, tai letkutaivuttajalla tai jousitaivutusmenetelmällä.

RG6 Balunin leikkaaminen ja irrottaminen: λ/2@435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345mm (ilma) Koaksiaalinen nopeustekijä (v)

URM111: 16 mm kuorittu pää (v = 0,9) = 18 mm (sähkö)

Leikkuupituus = 345mm-18mm

PE -kaapelille v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm irrottamaton ja lisää 1 cm: n PE -kuori ja ~ 6 mm: n kuorittu kokonaispituus 231,82

PTFE -kaapeli v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm irrottamaton ja lisää 1 cm: n PE -kuori ja ~ 6 mm: n kuorittu kokonaispituus 251,44

RG58 -syöttölinjan leikkaaminen ja irrottaminen: Irrota noin 3 cm ulkoeristeestä RG58: n päästä ja 1 cm PE/PTFE -sisäeristeestä.

Vaihe 2: Tulosta elementtien kiinnikkeet 3D -muodossa

Jos sinulla ei ole pääsyä 3D -tulostimeen paikallisesti tai postitse, tätä vaihetta voidaan muokata luovasti varmistaaksesi, että antennielementit on asennettu ~ 5/32 (4 mm) puomin pinnan yläpuolelle käyttämällä sähköä eristävää materiaalia kuten mitä tahansa muovia tai jopa puuta, voit käyttää.

Jos sinulla on pääsy 3D -tulostimeen, olipa sinulla oma, Maker Space tai verkossa, erinomainen STL -malli (STL on 3D -tulostimen käyttämä tiedostomuoto) ja löytämäni tiedosto on täällä seuraavalla sivustolla:

Tallenna vain kopio valitsemastasi. STL -tiedostosta, kopioi muistitikulle tai jos haluat siirtää tiedoston 3D -tulostimeen (sähköposti, jaettu asema jne.). Kysy keneltä tahansa, jolla on 3D -tulostin, mitä tehdä, jos et tiedä.

Muista yllä oleva linkki Revision 0.2 -versio on 12 mm ja on tarkoitettu halkaisijaltaan 12 mm: n elementeille, vaikka olkia voidaan käyttää välilevyinä täyttämään tila leikkaamalla oljet 3D -tulosteen leveyden pituiseksi ja leikkaamalla sitten pituus niin, että se voi kääriä niin monta kerrosta kuin haluat säätää, jotta se ei löysä.

Yllä oleva linkki Revision 0.1 -versio on todella ilmeinen elementin halkaisijan suhteen, vaikka tulostaisin 1 mm suuremman koon kuin elementtimateriaalisi ja ottaen huomioon 3D -tulostusmateriaalin kutistumisen, joten sinun ei tarvitse porata kiinnitystulosta myöhemmin, jos haluat tehdä reiän suuremmaksi. Käytin 12 mm: n versiota turvallisuuden vuoksi.

Huomasin, että Revision 0.1 12 mm -versio toimii parhaiten käyttöelementille (se on kuparielementti, johon koaksiaalikaapeli (syöttöjohto) on kytketty), koska voit siirtää telinettä kulmien ympäri jumittumatta.

Älä hämmästy tulostamasta liikaa kerrallaan, koska jotkut tulostimet käyttäytyvät eri tavalla ja jos huomasit kuvan harmaiden Revision 0.1 -tulosteiden kanssa, toiset hylätyt antennitulosteet eivät osoittautuneet oikein.

Huomautus: Primerin avulla voit tiivistää 3D -tulostuksen, jotta tulostus kestää pidempään. Tämä on hyvä neuvo yleensä, jos et ole koskaan aikaisemmin tulostanut 3D -tulostusta, koska jotkut materiaalit ovat biohajoavia ja hajoavat ajan myötä.

Vaihe 3: Asettelu, mittaa antennielementtien etäisyys ja koota

Aseta antennielementit sen jälkeen, kun olet asettanut ja keskittänyt ne muovipillillä tai muulla johtamattomalla materiaalilla. Muista, jos puomisi ei ole 3 cm: n neliöinen, kuten 3D -tulostuskiinnikkeiden kiinnityspiste, käytä vain kiinnitystuloksen sileää puolta. Muista myös säätää puomin keskikohta ja elementtien keskikohta tasaisen symmetrisen etäisyyden saavuttamiseksi.

Mittaa jokaisen antennielementin etäisyys puomin toisesta päästä puomin toiseen päähän. Aloitin puomin heijastavan elementin puolelta. Etäisyydet merkitään ensimmäiseen kuvaan pitäen mielessä, että etäisyydet eivät ole "keskellä" kuvassa. Voit käyttää näitä mittoja tai lueteltuja "On Center" -etäisyyksiä, jos käytät muuta materiaalia, kuten 14 tai 12 -mittaisia kiinteitä kuparijohtimia.

Elementtien väliset "On Center" -etäisyydet merkitään seuraavasti

Heijastava elementti käyttöelementtiin (lähinnä heijastavaa elementtiä) - 13 cm

Ohjattu elementti (lähimpänä ensimmäistä ohjauselementtiä) ensimmäiseen ohjauselementtiin - 3,5 cm

Ensimmäinen ohjauselementti toiseen ohjauselementtiin - 14 cm

Toinen ohjauselementti kolmanteen ohjauselementtiin - 14 cm

Käytin kuminauhoja pitämään asennetut elementit tilapäisesti paikoillaan, kun tein seuraavan vaiheen varmistaakseni, että väli oli oikea, kun viritin NanoVNA: ta käyttäen.

Balunin ja syöttölinjan juottaminen käyttöelementtiin

Hio käyttöelementti, johon balun ja syöttölinja juotetaan, ja puhdista huolellisesti. Voit käyttää fluxia myös, jos käyttämäsi juote ei ole flux -ydin.

Kierrä maadoitusjohtimet (ulompi) RG6 -balun -kaapelin kumpaankin päähän yhdeksi johtimeksi, jotta niitä on helpompi juottaa myöhemmin, ja tee sama johtaville johtimille, koska se on todennäköisesti monisäikeinen lanka. Tee sama RG58 -kaapelin toiselle puolelle.

Taivuta RG6 -balunkaapeli ja RG58 -kaapeli ja aseta maadoitusjohdot kuvien osoittamalla tavalla ja juota yhteen.

Aseta sitten RG6 -balunin johtavat keskijohdot kuvien mukaisesti ja juota käyttöelementtiin.

Juotos RG58: n keskijohdin käyttöelementin oikealle puolelle, kuten kuvassa.

Juotos SMA, BNC tai mikä tahansa liitin, jonka päätit käyttää RG58: ssa.

Vaihe 4: Viritä (tarvittaessa) ja kiinnitä elementtien kiinnikkeet

Liitä elementtipidikkeet puomistoon ja viritä antenni

Kuten edellisessä vaiheessa todettiin, käytin kuminauhoja pitämään jokaisen asennetun elementin tilapäisesti paikallaan ennen kuin liimasin paikalleen, koska halusin tarkistaa suorituskyvyn NanoVNA: lla. Tämä vaihe on valinnainen, mutta sitä suositellaan suoritettavaksi antennin eheyden varmistamiseksi ja antennien ja muiden radioon liittyvien osien virittämisen opettamiseksi.

NanoVNA on todella kustannustehokas vektoriverkkoanalysaattori (VNA), joka voi teoriassa suorittaa vaiheisiin liittyviä testejä yhdessä Scalar -verkkoanalysaattorin amplitudiin liittyvien testien kanssa.

Kaksi päätestiä, jotka voidaan tehdä helpommin ja kustannustehokkaammin NanoVNA: lla, ovat:

Impedanssi - Sen varmistamiseksi, että impedanssi vastaa käyttämäämme vastaanotinta taajuusalueella

Heijastunut häviö - Järjestetty eri tavalla voimme myös laskea pysyvän aallon suhteen (VSWR)

Verkossa on opetusohjelmia, jotka osoittavat NanoVNA: n käytön, jos sinulla on sellainen. Suosittelen investoimaan NanoVNA: han, jos aiot harrastaa radiota enemmän. Lisämittauksia voidaan suorittaa myös tässä artikkelissa esitetyllä tavalla.

On myös muita kustannustehokkaita tapoja virittää antennia, joita käytettiin ennen NanoVNA: n ilmestymistä, kuten halvan RTL-SDR: n ja laajakaistaisen kohinalähteen käyttäminen optimaalisen heijastetun häviön ja VSWR: n määrittämiseen.

Turvalliset elementtien kiinnikkeet:

Kuuma liima, 3D -piirtokynä, superliima, epoksi tai pora ja ruuvaa kiinnikkeet puomiin, kun ne on sijoitettu yllä oleviin tai hienosäädettyihin mittoihin. Käytin kuumaliimaa korkean lämpötilan asetuksissa telineeseen ja puomiin kiinnitettävään elementtiin ensimmäisestä koosta lähtien, jota käytän vain sisällä, koska tein elementit alumiiniteipillä käärityistä puutappeista.

Vaihe 5: Viimeistele

Voit levittää kevyen Krylon -kerroksen antennielementtien, puomin ja kiinnikkeiden tiivistämiseksi estääksesi korroosiota myöhemmin, mikä voi vaikuttaa haitallisesti antennin suorituskykyyn.

Voit myös tehdä kädensijan silikoninauhasta, vanhasta otteesta tai mistä tahansa johtamattomasta materiaalista.

Voit myös tehdä telineen antennia varten jalustalle tai muuhun paikkaan, kuten kiinteään mastoon tai rotaattorilla varustettuun mastoon.

Löydät myös muita mahtavia yagi -antennimalleja verkossa, ARRL Booksissa tai muissa kirjoissa.

Thingiversesta löytyy myös muita valmiita 3D -tulostimeen asennettavia STL -tiedostoja Yagiin ja muihin antenneihin.

Jos pidät antenninvalmistuksesta, voit sijoittaa SWR -mittariin tai rakentaa oman. On paljon hienoja online -projekteja, jotka auttavat ymmärtämään paremmin antennisi suorituskykyä ja oppia elektroniikkaa samanaikaisesti.

Nauti antennin käytöstä!