~ 450MHz Yagi -antenn: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Målet med denna instruerbara är att göra en kostnadseffektiv ~ 450MHz Yagi -antenn för att hitta radioriktning eller andra användningsområden på de mest fyndiga sätt jag kan hitta, samtidigt som jag tillhandahåller en standardiserad antennbyggnad för användning med jämförande resultat med samma analysprogramvara och/ eller metoder. Jag ska visa en metod för att; gör antennen med vanliga material som kan hittas lokalt, var du hittar materialen och med en 3D -skrivare för att göra delarna som används för att montera antennelementen på bommen för ett mer expertutseende om du har tillgång till en 3D -skrivare. Tänk på att olika material kan användas i viss utsträckning där huvudfokus och uppmärksamhet krävs kommer att ligga på dimensionerna och specifikationerna för bästa prestanda. Jag noterar idéer för olika metoder att göra i varje steg.

Tillbehör

1. ~ 48 "på 1 cm eller 3/8" diameter aluminium-, koppar- eller mässingsrör (trästift täckt med aluminiumtejp eller tennkopparfläta fungerar också. 12 eller 14 gauge solid koppartråd kan också användas.)

2. ~ 36 "på 1 cm eller 3/8" kopparslang (gammalt fritt eller bärgat vatten- eller köldmedierör eftersom tunnare vägg böjer lättare. 9,5 mm x 1,5 mm tjockt aluminium eller koppar kan också användas eller du kan prova att använda 12 eller 14 gauge solid koppartråd.)

3. ~ 30 "av 1" eller 2,5 cm fyrkantig aluminiumrör (gammal ledig eller bärgad lastbilslockstomme. Tekniskt kan du även använda en träddel eller en träbit som är torr och rak så länge elementen är på samma plan)

4. 6 sugrör av plast eller papper (restauranger)

5. 5 skruvar (tillval och se Hot Limpistol och Hot Lim)

6. ~ 30 cm RG6 75ohm koaxialkabel (gamla fria satelliter är en bra källa)

7. ~ 40 RG58 eller annan 50ohm koaxialkabel

8. RG58 eller vad som helst 50ohm koaxialkabel används hankontakt (SMA, BNC eller vad din ingångsmottagare är)

9. Lödkolv och lödning (flöde om lödet inte är flödeskärna)

10. Trådskärare (valfritt eftersom kniv eller annan skärare kan användas)

11. Wire Strippers (valfritt eftersom kniv eller annan skärare kan användas om du är försiktig så att du inte skär ledningar)

12. Såg för att skära slangen och bommen

13. Mini Copper Tube cutter (valfritt, men det är trevligt att ha)

14. Hot Limpistol och High Temp Hot Lim (valfritt eftersom superlim, epoxi, 3D -skrivarpenna eller skruvar kan användas. Om skruvar används krävs en borr för att borra hålen i bommen för skruvarna)

Steg 1: Mät och skär antennelementen, bom och koaxialkabel

När du har bestämt vilka material som ska användas för antennelementen (aluminiumrör, träpluggar täckta med aluminiumtejp eller förtennad kopparfläta, kopparrör, mässingsrör, koppartrådstråd etc.) kan du mäta och markera var man ska klippa. Tänk på fel vid skärning lite längre än kortare så om du senare vill försöka ställa in antennen mer … kan du minska längden. Det är bra att ha i åtanke för framtida antennbyggnader. Bäst är att försöka hålla snittet enligt den angivna längden för konsistens.

Specifikationerna för följande är följande

Styrelement 1 - 25cm

Styrelement 2 - 26cm

Styrelement 3 - 26cm

Driven Element - 68,7 cm (detta kan mätas och skäras längre eftersom vissa kan trimmas senare baserat på radieböjkvaliteten och för ~ 2 cm gapet)

Reflekterande element - 36 cm

Bom - 74,5 cm

Balun RG6 koaxialkabel - 25,1 cm

Feedline RG58 Coax Cable - Jag använde 38 men tekniskt sett kan matningslinjen ställas in för optimal våglängd SWR -längd

Böjning av det drivna elementet

Böj 2,5 cm -radien i varje ände med en 5 cm diameter rund plugg eller form beroende på vad du har tillgängligt, mät noggrant så att Driven Antenna Elements bredd är 30 cm. Du kan böja genom att ögonkulla försiktigt och mäta när du böjer. Du kan också böja med fyllning med sandmetod som i denna instruerbara eller fyllning med saltmetod som i denna instruerbara eller en slangbockare eller en fjäderböjningsmetod.

Klippning och avdragning av RG6 Balun: λ/2@435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345 mm (luft) Koaxhastighetsfaktor (v)

I URM111: 16 mm avskalad ände (v = 0,9) = 18 mm (elektrisk)

Skärlängd = 345 mm-18 mm

För PE -kabel v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm avskalat och lägg till 1 cm PE avskalat och ~ 6 mm avskalat för en total längd på 231,82

PTFE -kabel v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm avskalat och lägg till 1 cm PE avskalat och ~ 6 mm avskalat för 251,44 total längd

Klippning och avdragning av RG58 -matningsledningen: Avlägsna cirka 3 cm av den yttre isoleringen från slutet av RG58 och 1 cm från PE/PTFE -isoleringen.

Steg 2: 3D -utskrift av elementfästena

Om du inte har tillgång till en 3D -skrivare lokalt eller via posten kan detta steg modifieras kreativt för att se till att antennelementen är monterade ~ 5/32 (4 mm) ovanför bommens yta med hjälp av ett elektriskt isolerande material som vilken plast som helst, eller till och med trä, du kan hitta att använda.

Om du har tillgång till en 3D -skrivare, oavsett din egen, i ett Maker Space eller online, är en utmärkt STL -modell (STL är filformatet som 3D -skrivaren använder) och filen jag hittat redan gjord här på följande webbplats: https://remoteqth.com/3d-vhf-ant-insulator.php

Spara bara en kopia av. STL -filen du väljer, kopiera till en miniatyrminne eller så behöver du överföra filen till 3D -skrivaren (e -post, delad enhet, etc.). Fråga vem som helst som har 3D -skrivaren vad du ska göra om du inte vet.

Tänk på ovanstående länk Revision 0.2 -versionen är 12 mm och är för element med en diameter på 12 mm, även om sugrören kan användas som mellanlägg för att fylla i utrymmet genom att klippa sugrören till längden på 3D -utskriftens bredd och sedan skära ner längd för att öppna upp för inslagning av så många lager som du behöver för att få en inte lös passform.

Ovanstående länk Revision 0.1 -versionen är verkligen uppenbar när det gäller elementdiametern, även om jag skulle skriva ut en storlek 1 mm större än ditt elementmaterial plus att överväga krympning av 3D -skrivarmaterialet så att du inte behöver borra ut monteringsutskriften senare om du behöver göra hålet större. Jag använde 12 mm -versionen för att vara säker.

Jag hittade att versionen 0.1 12 mm fungerar bäst för Driven Element (det är kopparelementet där koaxialkabeln (matningslinjen) är ansluten), eftersom du kan flytta fästet runt hörnen utan att fastna.

Låt dig inte dras ut för mycket på en gång på basen, eftersom vissa skrivare beter sig annorlunda och om du märkte det på bilden med de gråa Revision 0.1 -utskrifterna, blev en annan diskonantennutskrift inte korrekt.

Obs! Du kan använda Primer för att försegla 3D -utskriften så att utskriften håller längre. Detta är i allmänhet ett bra råd om du aldrig har 3D -tryckt tidigare eftersom vissa material är biologiskt nedbrytbara och kommer att brytas ner med tiden.

Steg 3: Layout, mät avstånd mellan antennelement och montera

Placera antennelementen efter att du har satt in och centrerat elementen med hjälp av plasthalm eller andra icke-ledande materialskivor. Tänk på om din bom inte är 3 cm fyrkantig som monteringspunkten för 3D -utskrifterna, använd bara den släta sidan av monteringsutskriften för att anpassa sig till. Tänk också på att justera mitten av bommen och mitten av elementen för ett jämnt symmetriskt avstånd från varandra.

Mät varje antennelementavstånd från den ena änden av bommen och arbeta till den andra änden av bommen. Jag började från bommens reflekterande element. Avstånden noteras i den första bilden med tanke på att avstånden inte är "On center" i bilden. Du kan använda dessa dimensioner eller de angivna "On Center" -avstånden om du använder ett annat material som 14 eller 12 gauge kopparkablar i solid kärna.

Avstånden "On Center" mellan elementen noteras enligt följande

Reflekterande element till drivet element (närmast sidan av reflekterande element) - 13 cm

Driven element (närmast sida till 1: a styrelementet) till 1: a styrelementet - 3,5 cm

1: a styrelementet till 2: a styrelementet - 14cm

2: a styrelementet till 3: e styrelementet - 14cm

Jag använde gummiband för att hålla de monterade elementen tillfälligt på plats medan jag utförde nästa steg för att se till att avståndet var rätt när du ställde in med ett NanoVNA.

Lödning av Balun och Feedline till det drivna elementet

Slipa det drivna elementet där balun och matningsledning kommer att lödas, se till att rengöra noggrant. Du kan applicera fluss även om lödet du använder inte är flödeskärna.

Vrid de jordade (yttre) trådarna på varje ände av RG6 -balunkabeln till en tråd så lättare att löda senare och gör samma sak för de ledande trådarna eftersom det är troligtvis en strängad tråd. Gör samma sak för den ena änden av RG58 -kabeln.

Böj RG6 -balunskabeln och RG58 -kabeln och placera jordledningarna som visas på bilderna och lödet tillsammans.

Placera sedan de ledande mittledningarna på RG6 -balun som visas på bilderna och löd till det drivna elementet.

Löd mittledaren på RG58 till höger om det drivna elementet som visas på bilderna.

Löd SMA, BNC eller vilken kontakt du bestämde dig för att använda på RG58.

Steg 4: Ställ in (om det behövs) och säkra elementfästen

Anslut elementfästena till bom- och inställningsantennen

Som nämnts i föregående steg använde jag gummiband för att tillfälligt hålla varje monterat element på plats innan jag varmlimmade på plats eftersom jag ville verifiera prestandan med NanoVNA. Detta steg är valfritt, men rekommenderas att utföras för att säkerställa antennens integritet och för att lära sig hur man ställer in antenner och andra radiorelaterade delar.

NanoVNA är en riktigt kostnadseffektiv Vector Network Analyzer (VNA) som teoretiskt kan utföra fasrelaterade tester tillsammans med amplitudrelaterade tester som en Scalar Network Analyzer utför.

De två huvudsakliga testerna som enklare och kostnadseffektivare kan utföras med NanoVNA är:

Impedans - För att se till att impedansen matchar mottagaren vi använder i frekvensområdet

Reflekterad förlust - Omarrangerad på ett annat sätt kan vi också beräkna Standing Wave Ratio (VSWR)

Det finns självstudier online som visar hur du använder NanoVNA om du har en. Jag rekommenderar att investera i ett NanoVNA om du planerar att gå in på radio mer. Ytterligare mätningar kan utföras också som visas i denna artikel.

Det finns också andra sätt att ställa in antennen som är kostnadseffektiva som användes innan NanoVNA kom ut, till exempel att använda en billig RTL-SDR och en bredbandsbruskälla för att bestämma den optimala reflekterade förlusten och VSWR.

Säkra elementfästen:

Hot Lim, 3D Pinter Pen, Super Lim, Epoxy eller Drill and Screw the Mounts to the Boom once distanced to the above or finer tuned dimensions. Jag använde Hot Lim på högtemperaturinställningen för elementen till fästet och fästet på bommen sedan den första konstruktionen jag bara använder inuti sedan jag gjorde elementen av träpluggar inslagna i aluminiumtejp.

Steg 5: Slutför

Du kan applicera ett litet lager Krylon för att försegla antennelementen, bommen och fästena för att förhindra korrosion senare som kan påverka antennens prestanda negativt.

Du kan också göra ett handgrepp av silikontejp, ett gammalt grepp eller vilket oledande material du vill.

Du kan också göra ett fäste för antennen att montera på ett stativ eller annan plats som en fast mast eller en mast med en rotator.

Det finns andra fantastiska yagi -antenndesigner du kan hitta online, i ARRL Books eller i andra böcker.

Det finns också andra färdiga 3D -skrivarmonterade STL -filer för Yagi och andra antenner som du kan hitta på Thingiverse.

Om du gillar antenntillverkning kan du investera i en SWR -mätare eller bygga din egen. Det finns massor av fantastiska onlineprojekt som hjälper dig att bättre förstå antennens prestanda och lära sig elektronik samtidigt.

Njut av att använda din antenn!