~ 450MHz Yagi -antenne: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Målet med denne instruerbare er å gjøre en kostnadseffektiv ~ 450MHz Yagi -antenne for å finne radioretning eller andre bruksområder på de mest ressurssterke måtene jeg kan finne, samtidig som den gir en standardisert antennebygning for bruk med sammenligning av resultater ved hjelp av samme analyseprogramvare og/ eller metoder. Jeg skal demonstrere en metode for å; lag antennen ved hjelp av vanlige materialer som kan finnes lokalt, hvor du finner materialene og bruk en 3D -skriver for å lage delene som brukes til å montere antenneelementene på bommen for et mer ekspert utseende hvis du har tilgang til en 3D -skriver. Husk at forskjellige materialer kan brukes til en viss grad hvor hovedfokus og oppmerksomhet som kreves vil være på dimensjonene og spesifikasjonene for best ytelse. Jeg vil legge merke til ideer til forskjellige metoder å lage i hvert trinn.

Rekvisita

1. ~ 48 "på 1 cm eller 3/8" diameter aluminium, kobber eller messingrør (trepinne dekket med aluminiumstape eller tinnkobberflett vil også fungere. 12 eller 14 gauge solid kobbertråd kan også brukes.)

2. ~ 36 "på 1 cm eller 3/8" kobberrør (gammelt vann eller kjølemedierør siden den tynnere veggen bøyes lettere. 9,5 mm x 1,5 mm tykk aluminium eller kobber kan også brukes, eller du kan prøve å bruke 12 eller 14 gauge solid kobbertråd.)

3. ~ 30 "av 1" eller 2,5 cm firkantet aluminiumsrør (gammel ramme for gratis lastebil eller bergingsgård. Teknisk kan du til og med bruke en trelem eller et stykke tre som er tørt og rett så lenge elementene er på samme plan)

4. 6 sugerør av plast eller papir (restauranter)

5. 5 skruer (valgfritt og se varmlimpistol og varmt lim)

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

7. ~ 40 RG58 eller annen 50ohm koaksialkabel

8. RG58 eller hvilken som helst 50ohm koaksialkabel brukes mannlig kontakt (SMA, BNC eller hvilken som helst inngangsmottaker)

9. Loddejern og loddetinn (fluss hvis loddetinn ikke er flusskjerne)

10. Wire Cutters (valgfritt siden kniv eller annen kutter kan brukes)

11. Wire Strippers (valgfritt siden kniv eller annen kutter kan brukes hvis du er forsiktig så du ikke kutter ledninger)

12. Sag for å kutte slangen og bommen

13. Mini Copper Tube cutter (valgfritt, men det er fint å ha)

14. Hot Limpistol og High Temp Hot Lim (valgfritt siden superlim, epoxy, 3D -skriverpenn eller skruer kan brukes. Hvis skruer brukes, vil det være nødvendig med et bor for å bore hullene i bommen for skruene)

Trinn 1: Mål og kutt antenneelementene, bommen og koaksialkabelen

Når du har bestemt deg for hvilke materialer som skal brukes til antenneelementene (aluminiumsslange, treplugger dekket med aluminiumstape eller fortinnet kobberflett, kobberrør, messingrør, kobberhustråd, etc.), kan du måle og merke hvor du skal klippe. Husk feil ved kutting litt lengre enn kortere, så hvis du senere vil prøve å stille inn antennen mer … kan du trimme ned lengden. Dette er god praksis å huske på for fremtidige antennebygninger. Best er å prøve å beholde kuttene etter den angitte lengden for konsistens.

Spesifikasjonene for det følgende er som følger

Styrelement 1 - 25cm

Styrelement 2 - 26cm

Styrelement 3 - 26cm

Driven Element - 68,7 cm (dette kan måles og kuttes lengre siden noen kan trimmes senere basert på radiusbøyekvaliteten og for ~ 2 cm gapet)

Reflekterende element - 36 cm

Bom - 74,5 cm

Balun RG6 koaksialkabel - 25,1 cm

Feedline RG58 Coax Cable - jeg brukte 38 selv om feedline teknisk sett kan stilles inn for optimal bølgelengde SWR -lengde

Bøye det drevne elementet

Bøy 2,5 cm radius i hver ende, ved hjelp av en 5 cm diameter rund dowel eller form avhengig av hva du har tilgjengelig, måle nøye slik at Driven Antenna Elements bredde er 30 cm. Du kan bøye ved å øyeboble forsiktig og måle mens du bøyer. Du kan også bøye ved hjelp av fyllingen med sandmetode som i denne instruksjonsboken eller fylling med saltmetode som i denne instruksjonsboken eller en rørbøyer eller en fjærbøyemetode.

Klippe og fjerne RG6 Balun: λ/2@435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345 mm (luft) Koaks hastighetsfaktor (v)

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

Skjærelengde = 345 mm-18 mm

For PE -kabel v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm ustrippet og legg til 1 cm PE avstrippet og ~ 6 mm strippet for 231,82 total lengde

PTFE -kabel v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm avstripet og legg til 1 cm PE ustrippet og ~ 6 mm strippet for 251,44 total lengde

Klippe og fjerne RG58 -matelinjen: Fjern omtrent 3 cm av den ytre isolasjonen fra enden av RG58 og 1 cm fra PE/PTFE -isolasjonen.

Trinn 2: 3D -utskrift av elementfester

Hvis du ikke har tilgang til en 3D -skriver lokalt eller via posten, kan dette trinnet endres kreativt for å sikre at antenneelementene er montert ~ 5/32 (4 mm) over bommens overflate ved hjelp av et elektrisk isolerende materiale som plast, eller til og med tre, kan du finne å bruke.

Hvis du har tilgang til en 3D -skriver, enten du er din egen, på en Maker Space eller online, en utmerket STL -modell (STL er filformatet 3D -skriveren bruker) og filen jeg har funnet allerede er her på følgende nettsted:

Bare lagre en kopi av. STL -filen du ønsker, kopier til en miniatyrminne, eller uansett om du trenger å overføre filen til 3D -skriveren (e -post, delt stasjon, etc.). Spør hvem som har 3D -skriveren hva du skal gjøre hvis du ikke vet det.

Husk koblingen ovenfor Revisjon 0.2 -versjonen er 12 mm og er for elementer med en diameter på 12 mm, selv om sugerørene kan brukes som mellomlegg for å fylle ut rommet ved å kutte sugerørene i lengden på bredden på 3D -utskriften og deretter kutte ned lengde for å åpne opp for å pakke inn så mange lag som du trenger for å slippe av for en ikke løs passform.

Koblingen ovenfor Revisjon 0.1 -versjonen er veldig åpenbar med hensyn til elementdiameteren, selv om jeg vil skrive ut en størrelse 1 mm større enn elementmaterialet pluss med tanke på krymping av 3D -skrivermaterialet, slik at du ikke trenger å bore monteringsutskriften senere hvis du trenger å gjøre hullet større. Jeg brukte 12 mm -versjonen for å være trygg.

Jeg fant Revision 0.1 12mm -versjonen som fungerer best for Driven Element (det er kobberelementet der koaksialkabelen (matelinjen) er tilkoblet), siden du kan flytte feste rundt hjørner uten å bli sittende fast.

Ikke bli revet med på å skrive ut for mye på en gang på basen siden noen skrivere oppfører seg annerledes, og hvis du la merke til det på bildet med de grå Revision 0.1 -utskriftene, ble det ikke en annen utskilt antenneutskrift som var riktig.

Merk: Du kan forsegle 3D -utskriften med Primer slik at utskriften varer lenger. Dette er generelt et godt råd hvis du aldri har 3D -skrevet ut før noen materialer er biologisk nedbrytbare og vil brytes ned over tid.

Trinn 3: Oppsett, mål avstand mellom antenneelementer og sett sammen

Legg ut antenneelementene etter at du har satt inn og sentrert elementene ved hjelp av plaststrå eller andre ikke-ledende materialskiver. Husk hvis bommen ikke er 3 cm firkantet som monteringspunktet for 3D -utskriftsfester, bare bruk den glatte siden av festetrykket for å justere med. Husk også å justere for midten av bommen og midten av elementene for jevn symmetrisk avstand mellom utsiden.

Mål avstanden mellom hvert antenneelement fra den ene enden av bommen og arbeid til den andre enden av bommen. Jeg startet fra Reflekterende element -siden av bommen. Avstandene er notert i det første bildet. Husk at avstandene ikke er "On center" i bildet. Du kan bruke disse dimensjonene eller de angitte "On Center" -avstandene hvis du bruker et annet materiale som 14 eller 12 gauge solid kjernekoblinger.

"On Center" -avstandene mellom elementene er notert som følger

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

Drevet element (nærmeste side til første styreelement) til første styreelement - 3,5 cm

Første styreelement til andre styreelement - 14cm

2. styreelement til tredje styreelement - 14 cm

Jeg brukte gummibånd for å holde de monterte elementene midlertidig på plass mens jeg utførte det neste trinnet for å sikre at avstanden var riktig når du trimmet med en NanoVNA.

Lodding av Balun og feedline til det drevne elementet

Sand det drevne elementet der balunen og matelinjen skal loddes, og sørg for å rengjøre grundig. Du kan bruke fluss også hvis loddetinn du bruker ikke er flusskjerne.

Vri de jordede (ytre) ledningene på hver ende av RG6 -balunkabelen til en ledning, så lettere å lodde senere, og gjør det samme for de ledende ledningene, siden det er en strandet ledning mest sannsynlig. Gjør det samme for den ene enden av RG58 -kabelen.

Bøy RG6 balun -kabelen og RG58 -kabelen og plasser jordledningene som vist på bildene og loddetinn sammen.

Plasser deretter de midtledende ledningene til RG6 balun som vist på bildene og loddetinn til det drevne elementet.

Lodd senterlederen til RG58 til høyre side av det drevne elementet som vist på bildene.

Lodd SMA, BNC eller hvilken som helst kontakt du bestemte deg for å bruke på RG58.

Trinn 4: Still inn (om nødvendig) og sikre elementfester

Koble elementfestene til bommen og still inn antennen

Som nevnt i forrige trinn, brukte jeg gummibånd til å holde hvert monterte element midlertidig på plass før jeg ble limt på plass siden jeg ønsket å bekrefte ytelsen med NanoVNA. Dette trinnet er valgfritt, men anbefales å utføres for å sikre antennens integritet og for å lære å stille inn antenner og andre radiorelaterte deler.

NanoVNA er en virkelig kostnadseffektiv Vector Network Analyzer (VNA) som teoretisk sett kan utføre faserelaterte tester sammen med amplituderelaterte tester en Scalar Network Analyzer utfører.

De to hovedtestene som lettere og kostnadseffektivt kan utføres med NanoVNA er:

Impedans - For å sikre at impedansen samsvarer med mottakeren vi bruker i frekvensområdet

Reflektert tap - Omorganisert på en annen måte, vi kan også beregne Standing Wave Ratio (VSWR)

Det er opplæringsprogrammer på nettet som viser hvordan du bruker NanoVNA hvis du har en. Jeg anbefaler å investere i et NanoVNA hvis du planlegger å gå mer inn på radio. Ytterligere målinger kan også utføres som vist i denne artikkelen.

Det er også andre måter å stille inn antennen på som er kostnadseffektive som ble brukt før NanoVNA kom ut, for eksempel å bruke en billig RTL-SDR og en bredbåndsstøykilde for å bestemme det optimale reflekterte tapet og VSWR.

Sikre elementfester:

Hot Lim, 3D Pinter Pen, Super Lim, Epoxy eller Drill and Skru festene til bommen en gang i avstand til de ovennevnte eller finere innstilte dimensjoner. Jeg brukte Hot Glue på innstillingen for høy temperatur for elementene til festet og festet til bommen siden den første konstruksjonen jeg bare bruker inne siden jeg laget elementene av treplugger innpakket i aluminiumstape.

Trinn 5: Fullfør

Du kan påføre et lett strøk Krylon for å forsegle antenneelementene, bommen og festene for å forhindre korrosjon senere som kan påvirke antennens ytelse negativt.

Du kan også lage et håndgrep av silikonbånd, et gammelt grep eller hvilket ikke-ledende materiale du ønsker.

Du kan også lage et feste for antennen å montere på et stativ eller et annet sted, for eksempel en fast mast eller en mast med en rotator.

Det finnes andre flotte yagi -antennedesigner du kan finne online, i ARRL Books eller i andre bøker.

Det er også andre ferdigdesignede 3D -skrivermonterte STL -filer for Yagi og andre antenner du kan finne på Thingiverse.

Hvis du liker å lage antenner, kan du investere i en SWR -måler eller bygge din egen. Det er mange flotte online prosjekter for å bedre forstå antennens ytelse og lære elektronikk samtidig.

Nyt bruk av antennen din!