~ 450MHz Yagi Antena: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Tujuan instruksional ini adalah untuk membuat kos efektif ~ 450MHz Yagi Antenna untuk Pencarian Arah Radio atau kegunaan lain dengan cara yang paling bijak yang saya dapati, sementara masih menyediakan binaan antena standard untuk digunakan dengan membandingkan hasil menggunakan perisian analisis yang sama dan / atau kaedah. Saya akan menunjukkan kaedah untuk; buat antena menggunakan bahan biasa yang boleh didapati secara tempatan, di mana untuk mencari bahan dan menggunakan pencetak 3D untuk membuat bahagian yang digunakan untuk memasang elemen antena ke boom untuk penampilan yang lebih pakar jika anda mempunyai akses ke pencetak 3D. Perlu diingat, bahan yang berbeza dapat digunakan hingga tahap tertentu di mana fokus dan perhatian utama yang diperlukan adalah pada dimensi dan spesifikasi untuk prestasi terbaik. Saya akan mencatat idea untuk kaedah yang berbeza dalam setiap langkah.

Bekalan

1. ~ 48 "1cm atau 3/8" diameter Aluminium, Copper atau Brass Tubing (dowel kayu yang ditutup dengan pita saluran aluminium atau braid tembaga timah akan berfungsi juga. 12 atau 14 wayar tembaga padat tolok boleh digunakan juga.)

2. ~ 36 "dari 1cm atau 3/8" Tubper Copper (air atau salur halaman lama yang lama atau paip penyejuk kerana dinding yang lebih nipis melengkung lebih mudah. Aluminium atau tembaga setebal 9.5mm x 1.5mm boleh digunakan juga atau anda boleh mencuba menggunakan 12 atau wayar tembaga pepejal 14 tolok.)

3. ~ 30 "dari 1" atau 2.5cm Tiub Aluminium Persegi (bingkai penutup lori halaman lama atau selamat. Secara teknikal anda bahkan boleh menggunakan batang pokok atau sekeping kayu yang kering dan lurus selagi elemen berada pada satah yang sama)

4. 6 Straw Plastik atau Kertas (restoran)

5. 5 Skru (pilihan dan lihat Hot Glue Gun dan Hot Glue)

6. ~ 30cm Kabel Coax RG6 75ohm (satelit percuma lama adalah sumber hebat)

7. ~ 40 RG58 atau Kabel Coax 50ohm lain

8. RG58 atau apa sahaja 50ohm Coax Cable digunakan Male Connector (SMA, BNC atau apa sahaja penerima input anda)

9. Besi Solder dan Pateri (fluks jika pateri bukan teras fluks)

10. Pemotong Kawat (pilihan kerana pisau atau pemotong lain boleh digunakan)

11. Wire Strippers (pilihan kerana pisau atau pemotong lain boleh digunakan jika berhati-hati untuk tidak memotong wayar)

12. Melihat untuk memotong tiub dan boom

13. Pemotong Tiub Tembaga Mini (pilihan, walaupun bagus)

14. Hot Glue Gun dan High Temp Hot Glue (opsyenal kerana gam super, epoksi, pen printer 3D atau skru boleh digunakan. Sekiranya skru digunakan, gerudi akan diperlukan untuk menggerudi lubang di boom untuk skru)

Langkah 1: Ukur dan Potong Elemen Antena, Boom dan Coax Cable

Setelah anda menentukan bahan apa yang akan digunakan untuk elemen antena (tiub aluminium, dowel kayu yang ditutup dengan pita aluminium atau tocang tembaga kaleng, paip tembaga, tiub tembaga, wayar tembaga, dll.), Anda boleh mengukur dan menandakan tempat memotong. Ingatlah untuk kesalahan memotong sedikit lebih lama daripada yang lebih pendek, jadi jika kemudian anda ingin mencuba lebih banyak antena … anda boleh mengurangkan panjangnya. Ini adalah amalan yang baik untuk diingat untuk pembuatan antena masa depan. Yang terbaik ialah berusaha mengekalkan potongan mengikut panjang yang dinyatakan agar konsisten.

Spesifikasi untuk perkara berikut adalah seperti berikut

Elemen Arah 1 - 25cm

Mengarahkan Elemen 2 - 26cm

Mengarahkan Elemen 3 - 26cm

Driven Element - 68.7cm (ini boleh diukur dan dipotong lebih lama kerana beberapa mungkin dipangkas kemudian berdasarkan kualiti selekoh jari-jari dan untuk jurang ~ 2cm)

Elemen Mencerminkan - 36cm

Boom - 74.5cm

Kabel Coax Balun RG6 - 25.1cm

Feedline RG58 Coax Cable - Saya menggunakan 38 walaupun secara teknikal feedline dapat ditala untuk panjang gelombang optimum SWR

Membengkokkan Elemen Didorong

Bengkokkan radius 2.5cm di setiap hujungnya, menggunakan dowel bulat berdiameter 5cm atau bentuk bergantung pada apa yang anda ada, ukur dengan teliti sehingga lebar Elemen Driven Antenna adalah 30cm. Anda boleh menekuk dengan bola mata dengan hati-hati dan mengukur semasa anda membengkokkan. Anda juga boleh membengkokkan menggunakan kaedah pengisian dengan pasir seperti dalam instruksi ini atau kaedah pengisian dengan garam seperti dalam instruksional ini atau penyisipan tiub atau kaedah lenturan pegas.

Memotong dan Melucutkan Balun RG6: λ / 2 @ 435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345mm (udara) Faktor Kecepatan Coax (v)

Dalam URM111: 16mm hujung dilucutkan (v = 0.9) = 18mm (elektrik)

Panjang Keratan = 345mm-18mm

Untuk kabel PE v = 0.66, 345mm - 18mm x 0.66 = 215.82mm tidak dilekatkan dan tambahkan 1cm PE tanpa strip dan ~ 6mm dilucutkan untuk panjang 231.82

Kabel PTFE v = 0.72, 345mm - 18mm x 0.72 = 235.44mm tidak dilucutkan dan tambahkan 1cm PE yang tidak dilucutkan dan ~ 6mm dilucutkan untuk jumlah panjang 251.44

Memotong dan Melucutkan garisan suapan RG58: Jalur kira-kira 3cm penebat luar dari hujung RG58 dan 1cm dari penebat dalaman PE / PTFE.

Langkah 2: Cetak 3D Element Mount

Sekiranya anda tidak mempunyai akses ke pencetak 3D secara tempatan atau melalui surat, langkah ini dapat diubah secara kreatif untuk memastikan elemen antena dipasang ~ 5/32 (4mm) di atas permukaan boom menggunakan bahan penebat elektrik seperti plastik, atau kayu apa pun, anda boleh gunakan untuk digunakan.

Sekiranya anda mempunyai akses ke pencetak 3D sama ada milik anda, di Maker Space atau dalam talian, model STL yang sangat baik (STL adalah format fail yang digunakan pencetak 3D) dan fail yang saya dapati sudah ada ada di laman web berikut:

Cukup simpan salinan fail. STL pilihan anda, salin ke thumbdrive atau anda perlu memindahkan fail tersebut ke pencetak 3D (e-mel, pemacu bersama, dll.). Tanya siapa yang mempunyai Pencetak 3D apa yang harus dilakukan jika anda tidak tahu.

Perlu diingat pautan di atas Revision 0.2 versi 12mm dan untuk elemen diameter 12mm, walaupun straw boleh digunakan sebagai shim untuk mengisi ruang dengan memotong straw pada panjang lebar cetakan 3D dan kemudian memotong panjang untuk membuka untuk membungkus seberapa banyak lapisan yang anda perlukan untuk bersihkan agar tidak longgar.

Pautan di atas versi Revision 0.1 sangat jelas berkaitan dengan diameter elemen, walaupun saya mencetak ukuran 1mm lebih besar daripada bahan elemen anda dan mempertimbangkan pengecutan bahan pencetak 3D sehingga anda tidak perlu menggerudi cetakan pemasangan kemudian jika anda perlu membuat lubang lebih besar. Saya menggunakan versi 12mm untuk selamat.

Saya dapati versi Revision 0.1 12mm paling sesuai untuk Elemen Driven (itulah elemen tembaga di mana kabel coax (feedline) disambungkan), kerana anda boleh menggerakkan pelekap di sudut tanpa tersekat.

Jangan terbawa-bawa mencetak pada satu masa di pangkalan kerana beberapa pencetak berkelakuan berbeza dan jika anda melihat pada gambar dengan cetakan Revision 0.1 berwarna kelabu, cetakan antena discone yang lain ternyata tidak betul.

Catatan: Anda boleh menggunakan Primer untuk menutup Cetakan 3D agar cetakan tahan lebih lama. Ini adalah nasihat yang baik secara umum jika anda tidak pernah mencetak 3D sebelumnya kerana sebilangan bahan boleh terbiodegradasi dan akan rosak sepanjang masa.

Langkah 3: Susun atur, Ukur Jarak Elemen Antena dan Pasang

Susunkan elemen antena setelah memasukkan dan memusatkan elemen menggunakan jerami plastik, atau bahan lain yang tidak konduktif. Perlu diingat jika boom anda tidak berukuran 3cm persegi seperti titik pemasangan pemasangan Cetak 3D, cukup gunakan sisi cetak yang halus untuk diselaraskan. Juga, ingat untuk menyesuaikan pusat boom dan pusat elemen untuk jarak pandangan atas yang simetris.

Ukur setiap jarak elemen antena bermula dari satu hujung boom dan bekerja ke hujung boom yang lain. Saya bermula dari bahagian Refleksi Elemen boom. Jarak dicatat pada gambar pertama dengan mengingat jarak tidak "On center" dalam gambar. Anda boleh menggunakan dimensi tersebut atau jarak "On Center" yang disenaraikan jika anda menggunakan bahan lain seperti pendawaian tembaga teras pepejal 14 atau 12 tolok.

Jarak "On Center" antara elemen dicatat seperti berikut

Refleksi Elemen ke Driven Element (sebelah paling dekat dengan Reflecting Element) - 13cm

Didorong Elemen (sebelah paling dekat dengan 1st Directing Elements) ke 1st Directing Element - 3.5cm

Elemen Arahan 1 hingga Elemen Arah 2 - 14cm

Elemen Pengarahan ke-2 hingga Elemen Pengarahan ke-3 - 14cm

Saya menggunakan gelang getah untuk menahan elemen yang dipasang sementara di tempatnya sementara saya melakukan langkah seterusnya untuk memastikan jaraknya betul semasa menala menggunakan NanoVNA.

Memasukkan Balun dan Garis Umpan ke Elemen Didorong

Pasir Elemen Didorong di mana balun dan garis umpan akan disolder, pastikan membersihkannya dengan bersih. Anda juga boleh menggunakan fluks jika solder yang anda gunakan bukan inti fluks.

Putar wayar tanah (luar) pada setiap hujung kabel balun RG6 menjadi satu wayar supaya lebih mudah dipateri kemudian dan lakukan perkara yang sama untuk wayar konduktif kerana kemungkinan wayar terdampar. Lakukan perkara yang sama untuk satu hujung kabel RG58.

Bengkokkan kabel balun RG6 dan kabel RG58 dan letakkan kabel tanah seperti yang ditunjukkan dalam gambar dan pateri bersama.

Kemudian letakkan wayar konduktif tengah balun RG6 seperti yang ditunjukkan dalam gambar dan pateri ke Elemen Didorong.

Memateri konduktor tengah RG58 ke sebelah kanan Elemen Didorong seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Selesaikan SMA, BNC atau penyambung apa sahaja yang anda memutuskan untuk menggunakan RG58.

Langkah 4: Tune (Sekiranya Perlu) dan Pasang Elemen Selamat

Sambungkan Element Mount ke Antena Boom dan Tune

Seperti yang dinyatakan pada langkah sebelumnya, saya menggunakan gelang getah untuk menahan sementara setiap elemen yang dipasang sebelum saya terpaku pada tempatnya kerana saya ingin mengesahkan prestasi dengan NanoVNA. Langkah ini adalah pilihan, walaupun disarankan untuk dilakukan untuk memastikan integriti antena dan belajar bagaimana menyetel antena dan bahagian radio yang lain.

NanoVNA adalah Vektor Penganalisis Jaringan (VNA) yang sangat efektif dan secara teorinya dapat melakukan ujian berkaitan fasa bersama dengan ujian berkaitan amplitud yang dilakukan oleh Scalar Network Analyzer.

Dua ujian utama yang dapat dilakukan dengan lebih mudah dan berkesan dengan NanoVNA adalah:

Impedance - Untuk memastikan impedans sesuai dengan penerima yang kita gunakan dalam julat frekuensi

Reflected Loss - Disusun semula dengan cara yang berbeza kita juga dapat mengira Standing Wave Ratio (VSWR)

Terdapat tutorial dalam talian yang menunjukkan cara menggunakan NanoVNA jika anda memilikinya. Saya cadangkan melabur dalam NanoVNA jika anda merancang untuk masuk ke radio lebih banyak. Pengukuran lebih lanjut dapat dilakukan juga seperti yang ditunjukkan dalam artikel ini.

Terdapat juga cara lain untuk menyesuaikan antena yang menjimatkan kos sebelum digunakan NanoVNA seperti menggunakan RTL-SDR yang murah dan Sumber Kebisingan Lebar untuk menentukan Kehilangan Cermin dan VSWR yang optimum.

Pemasangan Elemen Selamat:

Hot Glue, 3D Pinter Pen, Super Glue, Epoxy atau Drill and Screw the Mounts to the Boom setelah jaraknya di atas atau dimensi yang lebih baik. Saya menggunakan Hot Glue pada tetapan suhu tinggi untuk elemen ke dudukan dan pemasangan ke boom sejak binaan pertama yang saya gunakan di dalamnya sahaja kerana saya membuat elemen dari dowel kayu yang dibalut dengan pita saluran aluminium.

Langkah 5: Selesaikan

Anda boleh menggunakan lapisan cahaya Krylon untuk menutup Elemen Antena, Boom dan Pemasangan untuk mengelakkan kakisan di kemudian hari yang boleh memberi kesan buruk kepada prestasi antena.

Anda juga boleh membuat cengkaman tangan dari pita silikon, cengkaman lama atau bahan bukan konduktif yang anda mahukan.

Anda juga boleh membuat pemasangan antena untuk dipasang ke tripod atau lokasi lain seperti tiang tetap atau tiang dengan pemutar.

Terdapat reka bentuk antena yagi yang hebat yang boleh anda temui dalam talian, dalam Buku ARRL atau Buku lain.

Terdapat juga fail STL 3D Printer yang siap sedia untuk Yagi dan Antena lain yang anda dapati di Thingiverse.

Sekiranya anda gemar membuat antena, anda boleh melabur dalam SWR Meter atau membuat sendiri. Terdapat banyak projek dalam talian yang hebat untuk membantu memahami prestasi antena anda dengan lebih baik dan belajar elektronik pada masa yang sama.

Selamat menggunakan antena anda!