~ 450MHz Yagi -antenne: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Målet med denne instruerbare er at gøre en omkostningseffektiv ~ 450MHz Yagi -antenne til at finde radioretning eller andre anvendelser på de mest ressourcestærke måder, jeg kan finde, mens den stadig leverer en standardiseret antenne, der kan bruges til sammenligning af resultater ved hjælp af den samme analysesoftware og/ eller metoder. Jeg vil demonstrere en metode til; lav antennen ved hjælp af almindelige materialer, der kan findes lokalt, hvor du finder materialerne og brug en 3D -printer til at lave de dele, der bruges til at montere antenneelementerne på bommen for et mere ekspertudseende, hvis du har adgang til en 3D -printer. Husk, forskellige materialer kan bruges til en vis grad, hvor hovedfokus og opmærksomhed kræves vil være på dimensionerne og specifikationerne for den bedste ydeevne. Jeg noterer mig ideer til forskellige metoder til at lave i hvert trin.

Forbrugsvarer

1. ~ 48 "på 1 cm eller 3/8" diameter aluminium, kobber eller messingrør (træpind dækket med aluminiums tape eller tin kobber fletning fungerer også. 12 eller 14 gauge solid kobbertråd kan også bruges.)

2. ~ 36 "på 1 cm eller 3/8" kobberrør (gammelt vand eller kølemiddelrør, da den tyndere væg bøjer lettere. 9,5 mm x 1,5 mm tyk aluminium eller kobber kan også bruges, eller du kan prøve at bruge 12 eller 14 gauge massiv kobbertråd.)

3. ~ 30 "af 1" eller 2,5 cm firkantet aluminiumsrør (gammel fri eller bjærgning af lastbilhætte. Teknisk kan du endda bruge et træ eller et stykke træ, der er tørt og lige, så længe elementerne er på samme plan)

4. 6 Plastik- eller papirstrå (restauranter)

5. 5 skruer (valgfrit og se varm limpistol og varm lim)

6. ~ 30 cm RG6 75ohm koaksialkabel (gamle gratis satellitter er en god kilde)

7. ~ 40 RG58 eller andet 50ohm koaksialkabel

8. RG58 eller hvad som helst 50ohm koaksialkabel bruges hanstik (SMA, BNC eller hvad end din inputmodtager)

9. Loddejern og lodning (flux hvis lodning ikke er fluxkerne)

10. Trådskærere (valgfrit da kniv eller anden fræser kan bruges)

11. Wire Strippers (valgfrit da kniv eller anden fræser kan bruges, hvis man ikke er forsigtig med at klippe ledninger)

12. Savede til at skære slangen og bommen

13. Mini Copper Tube cutter (valgfri, selvom det er rart at have)

14. Hot Limpistol og High Temp Hot Lim (valgfrit, da der kan bruges superlim, epoxy, 3D -printerpen eller skruer. Hvis der bruges skruer, skal der bruges et bor til at bore hullerne i bommen til skruerne)

Trin 1: Mål og skær antennelementerne, bom og koaksialkabel

Når du har fundet ud af, hvilke materialer der skal bruges til antenneelementerne (aluminiumsslanger, træplader dækket med aluminiumstape eller fortinnet kobberfletning, kobberrør, messingrør, kobberhustråd osv.), Kan du måle og markere hvor man skal klippe. Husk fejl ved skæring lidt længere end kortere, så hvis du senere vil prøve at justere antennen mere … kan du trimme længden ned. Dette er god praksis at huske på ved fremtidige antennebygninger. Bedst er at prøve at beholde snittene pr. Den angivne angivne længde for konsistens.

Specifikationerne for det følgende er som følger

Retningselement 1 - 25cm

Retningselement 2 - 26cm

Retningselement 3 - 26cm

Driven Element - 68,7 cm (dette kan måles og skæres længere, da nogle kan trimmes senere baseret på radiusbøjningskvaliteten og for ~ 2 cm mellemrum)

Reflekterende element - 36 cm

Bom - 74,5 cm

Balun RG6 koaksialkabel - 25,1 cm

Feedline RG58 Coax Cable - jeg brugte 38 selvom feedline teknisk set kan indstilles til optimal bølgelængde SWR -længde

Bøjning af det drevne element

Bøj radius på 2,5 cm i hver ende ved hjælp af en rund dyvel med en diameter på 5 cm eller form afhængigt af hvad du har til rådighed, og mål omhyggeligt, så bredden på de drevne antenneelementer er 30 cm. Du kan bøje ved at øjeegle forsigtigt og måle, mens du bøjer. Du kan også bøje ved hjælp af metoden med fyldning med sand som i denne instruktør eller påfyldning med saltmetode som i denne instruktionsbog eller en rørbøjning eller en fjederbøjningsmetode.

Skæring og fjernelse af RG6 Balun: λ/2@435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345 mm (luft) Koaks hastighedsfaktor (v)

I URM111: 16 mm afskåret ende (v = 0,9) = 18 mm (elektrisk)

Skærelængde = 345 mm-18 mm

For PE -kabel v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm ustrippet og tilføj 1 cm PE afstrippet og ~ 6 mm strippet for 231,82 samlet længde

PTFE -kabel v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm ustrippet og tilføj 1 cm PE afstrippet og ~ 6 mm strippet for 251,44 samlet længde

Skæring og fjernelse af RG58 feedline: Fjern ca. 3 cm af den ydre isolering fra enden af RG58 og 1 cm fra PE/PTFE indre isolering.

Trin 2: 3D -udskriv elementbeslagene

Hvis du ikke har adgang til en 3D -printer lokalt eller via posten, kan dette trin ændres kreativt for at sikre, at antenneelementerne er monteret ~ 5/32 (4 mm) over bommens overflade ved hjælp af et elektrisk isolerende materiale som uanset hvilken plast eller endda træ, du kan finde at bruge.

Hvis du har adgang til en 3D -printer, enten din egen, i en Maker Space eller online, er en fremragende STL -model (STL er det filformat, 3D -printeren bruger) og den fil, jeg allerede har fundet, her på følgende websted:

Gem bare en kopi af. STL -filen efter eget valg, kopier til en thumbdrive, eller du skal overføre filen til 3D -printeren (e -mail, delt drev osv.). Spørg hvem der har 3D -printeren, hvad du skal gøre, hvis du ikke ved det.

Husk ovenstående link Revision 0.2 -versionen er 12 mm og er til elementer med en diameter på 12 mm, selvom sugerørene kan bruges som mellemlæg til at udfylde rummet ved at skære sugerørene i længden af 3D -printets bredde og derefter skære ned længde for at åbne op for indpakning af så mange lag, som du har brug for at skimte for en ikke løs pasform.

Ovenstående link Revision 0.1 -version er virkelig indlysende med hensyn til elementets diameter, selvom jeg ville udskrive en størrelse 1 mm større end dit elementmateriale plus overveje krympning af 3D -printermaterialet, så du ikke behøver at bore mount -udskriften ud senere hvis du skal gøre hullet større. Jeg brugte 12 mm versionen for at være sikker.

Jeg fandt, at Revision 0.1 12 mm -versionen fungerer bedst for det drevne element (det er kobberelementet, hvor koaksialkablet (feedline) er tilsluttet), da du kan flytte fæstnet rundt om hjørner uden at sidde fast.

Lad dig ikke rive med på at udskrive for meget på en gang på basen, da nogle printere opfører sig anderledes, og hvis du bemærkede det på billedet med de grå Revision 0.1 -udskrifter, viste det sig, at en anden diskone antenneprint ikke var korrekt.

Bemærk: Du kan bruge Primer til at forsegle 3D -udskrivningen, så udskrivningen holder længere. Dette er generelt et godt råd, hvis du aldrig har 3D -printet før, da nogle materialer er biologisk nedbrydelige og vil gå i stykker med tiden.

Trin 3: Layout, mål afstand til antenneelementer og saml

Layout antenneelementerne efter indsættelse og centrering af elementerne ved hjælp af plast halm, eller andre ikke-ledende, materiale mellemlæg. Husk, hvis din bom ikke er 3 cm firkantet, som monteringspunktet til 3D Print -mounts er, skal du bare bruge den glatte side af mount -printet til at justere med. Husk også at justere til midten af bommen og midten af elementerne for en ensartet symmetrisk afstand fra oven.

Mål hvert antenneelements afstand fra den ene ende af bommen og arbejdet til den anden ende af bommen. Jeg startede fra Reflekterende element side af bommen. Afstandene er noteret i det første billede, idet man husker på, at afstandene ikke er "On center" i billedet. Du kan bruge disse dimensioner eller de anførte "On Center" -afstande, hvis du bruger et andet materiale som f.eks. 14 eller 12 gauge solid -core kobberledninger.

"On Center" -afstandene mellem elementerne er noteret som følger

Reflekterende element til drevet element (nærmeste side til reflekterende element) - 13 cm

Drevet element (tættest på første styreelement) til første styreelement - 3,5 cm

1. styreelement til 2. styreelement - 14cm

2. styreelement til 3. styreelement - 14 cm

Jeg brugte gummibånd til at holde de monterede elementer midlertidigt på plads, mens jeg udførte det næste trin for at sikre, at afstanden var korrekt, når tuning brugte en NanoVNA.

Lodning af Balun og feedline til det drevne element

Sand det drevne element, hvor balun og feedline skal loddes, og sørg for at rengøre grundigt. Du kan også anvende flux, hvis loddet, du bruger, ikke er fluxkerne.

Vrid jord (ydre) ledninger i hver ende af RG6 balun -kablet til en ledning, så det er lettere at lodde senere, og gør det samme for de ledende ledninger, da det er sandsynligvis en strandet ledning. Gør det samme for den ene ende af RG58 -kablet.

Bøj RG6 balun -kablet og RG58 -kablet, og anbring jordledningerne som vist på billederne og loddet sammen.

Placer derefter de midterledende ledninger på RG6 balun som vist på billederne og loddet til det drevne element.

Lod den midterste leder af RG58 til højre side af det drevne element som vist på billederne.

Lod den SMA, BNC eller det stik, du besluttede at bruge på RG58.

Trin 4: Tune (hvis det er nødvendigt) og sikre elementmonteringer

Tilslut elementbeslagene til bommen og indstil antennen

Som bemærket i det foregående trin brugte jeg gummibånd til midlertidigt at holde hvert monteret element på plads, før jeg blev limet på plads, da jeg ville kontrollere ydelsen med NanoVNA. Dette trin er valgfrit, selvom det anbefales at udføres for at sikre antennens integritet og for at lære at indstille antenner og andre radiorelaterede dele.

NanoVNA er en virkelig omkostningseffektiv Vector Network Analyzer (VNA), der teoretisk set kan udføre fase -relaterede tests sammen med de amplitude -relaterede tests, en Scalar Network Analyzer udfører.

De to hovedtests, der lettere og omkostningseffektivt kan udføres med NanoVNA, er:

Impedans - For at sikre, at impedansen matcher modtageren, vi bruger i frekvensområdet

Reflekteret tab - Omarrangeret på en anden måde, vi kan også beregne Standing Wave Ratio (VSWR)

Der er selvstudier online, der viser, hvordan du bruger NanoVNA, hvis du har en. Jeg anbefaler at investere i et NanoVNA, hvis du planlægger at komme mere i radio. Yderligere målinger kan også udføres som vist i denne artikel.

Der er også andre måder at indstille antennen på, der er omkostningseffektive, der blev brugt, før NanoVNA kom ud, f.eks. Ved at bruge en billig RTL-SDR og en bredbåndsstøjkilde til at bestemme det optimale reflekterede tab og VSWR.

Sikre elementmonteringer:

Hot Lim, 3D Pinter Pen, Super Lim, Epoxy eller Drill og Skru beslagene på bommen, når de var anbragt i afstand til ovenstående eller finere indstillede dimensioner. Jeg brugte Hot Lim på indstillingen for høj temperatur for elementerne til mount og mount til bommen siden den første build, jeg kun bruger indvendigt, siden jeg lavede elementerne af træpinde indpakket i aluminiumskanalbånd.

Trin 5: Afslut

Du kan anvende et let lag Krylon til at forsegle antenneelementerne, bommen og holderne for at forhindre korrosion senere, hvilket kan påvirke antennens ydelse negativt.

Du kan også lave et håndgreb af silikontape, et gammelt greb eller hvilket som helst ikke-ledende materiale, du ønsker.

Du kan også lave en holder til antennen til montering på et stativ eller et andet sted som en fast mast eller en mast med en rotator.

Der er andre fantastiske yagi -antennedesign, du kan finde online, i ARRL Books eller i andre bøger.

Der er også andre færdigdesignede 3D -printermonterede STL -filer til Yagi og andre antenner, du kan finde på Thingiverse.

Hvis du kan lide at lave antenner, kan du investere i et SWR -måler eller bygge dit eget. Der er masser af gode online -projekter, der hjælper dig med bedre at forstå din antennes ydeevne og lærer elektronik på samme tid.

Nyd at bruge din antenne!