~ 450MHz Yagi Antenna: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Mục tiêu của tài liệu hướng dẫn này là tạo ra một ăng-ten Yagi ~ 450MHz hiệu quả về chi phí cho việc Tìm hướng vô tuyến hoặc các mục đích sử dụng khác theo những cách hữu ích nhất mà tôi có thể tìm thấy, trong khi vẫn cung cấp một bản dựng ăng-ten tiêu chuẩn để sử dụng với việc so sánh kết quả bằng cách sử dụng cùng một phần mềm phân tích và / hoặc các phương pháp. Tôi sẽ trình bày một phương pháp để; chế tạo ăng-ten bằng các vật liệu phổ biến có thể tìm thấy tại địa phương, nơi tìm vật liệu và sử dụng máy in 3D để chế tạo các bộ phận được sử dụng để gắn các phần tử ăng-ten vào cần để có cái nhìn chuyên nghiệp hơn nếu bạn có máy in 3D. Hãy nhớ rằng, các vật liệu khác nhau có thể được sử dụng ở một mức độ nhất định mà trọng tâm và sự chú ý chính được yêu cầu sẽ là kích thước và thông số kỹ thuật để có hiệu suất tốt nhất. Tôi sẽ ghi chú các ý tưởng cho các phương pháp khác nhau để thực hiện trong mỗi bước.

Quân nhu

1. ~ 48 "đường kính 1 cm hoặc 3/8" Ống nhôm, đồng hoặc đồng thau (chốt bằng gỗ được phủ bằng băng keo nhôm hoặc bện đồng thiếc cũng sẽ hoạt động. Cũng có thể sử dụng dây đồng rắn 12 hoặc 14 khổ.)

2. ~ 36 "của 1 cm hoặc 3/8" Ống đồng (ống dẫn nước hoặc chất làm lạnh cũ miễn phí hoặc cứu hộ vì bức tường mỏng hơn uốn cong dễ dàng hơn. Có thể sử dụng nhôm hoặc đồng dày 9,5 mm x 1,5 mm hoặc bạn có thể thử sử dụng 12 hoặc dây đồng rắn 14 thước.)

3. ~ 30 "of 1" hoặc 2,5cm Ống nhôm vuông (khung nắp xe tải cũ miễn phí hoặc cứu hộ. Về mặt kỹ thuật, bạn thậm chí có thể sử dụng một cành cây hoặc miếng gỗ khô và thẳng miễn là các phần tử nằm trên cùng một mặt phẳng)

4. 6 Ống hút bằng nhựa hoặc giấy (nhà hàng)

5. 5 Vít (tùy chọn và xem Súng bắn keo nóng và keo nóng)

6. ~ 30 cm cáp RG6 75ohm Coax (vệ tinh miễn phí cũ là một nguồn tuyệt vời)

7. ~ 40 RG58 hoặc Cáp đồng trục 50ohm khác

8. RG58 hoặc bất kỳ Cáp đồng trục 50ohm nào được sử dụng Đầu nối Nam (SMA, BNC hoặc bất kỳ thiết bị thu đầu vào nào của bạn)

9. Sắt hàn và chất hàn (chất hàn nếu chất hàn không phải là lõi hàn)

10. Máy cắt dây (tùy chọn vì có thể sử dụng dao hoặc máy cắt khác)

11. Kềm cắt dây (tùy chọn vì có thể sử dụng dao hoặc dao cắt khác nếu cẩn thận không cắt dây)

12. Cưa để cắt ống và bùng nổ

13. Máy cắt ống đồng mini (tùy chọn, mặc dù rất tuyệt khi có)

14. Súng bắn keo nóng và keo nóng nhiệt độ cao (tùy chọn vì có thể sử dụng keo siêu dính, epoxy, bút máy in 3D hoặc vít. Nếu sử dụng vít, bạn sẽ phải khoan các lỗ trên cần cho vít)

Bước 1: Đo và cắt các phần tử ăng ten, Boom và cáp đồng trục

Khi bạn đã xác định được vật liệu nào sẽ được sử dụng cho các phần tử ăng-ten (ống nhôm, chốt gỗ được phủ bằng băng nhôm hoặc bện đồng đóng hộp, ống đồng, ống đồng, dây nhà bằng đồng, v.v.), bạn có thể đo và đánh dấu cắt ở đâu. Hãy nhớ rằng bạn có thể mắc lỗi khi cắt dài hơn ngắn hơn một chút, vì vậy nếu sau này bạn muốn cố gắng điều chỉnh ăng-ten hơn… bạn có thể cắt bớt độ dài. Đây là thực tiễn tốt cần ghi nhớ cho các lần xây dựng ăng-ten trong tương lai. Tốt nhất là cố gắng giữ cho các vết cắt theo chiều dài ghi chú đã chỉ định để có sự nhất quán.

Các thông số kỹ thuật cho những điều sau đây như sau

Yếu tố định hướng 1 - 25cm

Yếu tố định hướng 2 - 26cm

Yếu tố hướng 3 - 26cm

Phần tử dẫn động - 68,7cm (có thể đo và cắt dài hơn vì một số có thể được cắt sau đó dựa trên chất lượng uốn cong bán kính và cho khoảng cách ~ 2cm)

Phần tử phản xạ - 36cm

Bùng nổ - 74,5cm

Cáp đồng trục Balun RG6 - 25,1cm

Cáp đồng trục RG58 Feedline - Tôi đã sử dụng 38 mặc dù về mặt kỹ thuật, đường feedline có thể được điều chỉnh để có độ dài SWR bước sóng tối ưu

Uốn phần tử điều khiển

Uốn cong bán kính 2,5cm ở mỗi đầu, sử dụng chốt tròn đường kính 5cm hoặc mẫu tùy thuộc vào những gì bạn có sẵn, đo cẩn thận để chiều rộng Phần tử Ăng-ten điều khiển là 30cm. Bạn có thể uốn cong bằng cách nhãn cầu cẩn thận và đo khi bạn uốn cong. Bạn cũng có thể uốn cong bằng cách sử dụng phương pháp lấp đầy bằng cát như trong hướng dẫn này hoặc lấp đầy bằng phương pháp muối như trong hướng dẫn này hoặc một máy uốn ống hoặc phương pháp uốn lò xo.

Cắt và tước Balun RG6: λ / 2 @ 435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345mm (không khí) Hệ số vận tốc đồng trục (v)

Trong URM111: 16mm của đầu tước (v = 0,9) = 18mm (điện)

Chiều dài cắt = 345mm-18mm

Đối với cáp PE v = 0,66, 345mm - 18mm x 0,66 = 215,82mm chưa rút dây và thêm 1 cm PE chưa đóng dải và ~ 6mm tước cho tổng chiều dài 231,82

Cáp PTFE v = 0,72, 345mm - 18mm x 0,72 = 235,44mm chưa rút dây và thêm 1 cm PE chưa đóng dải và ~ 6 mm tước cho tổng chiều dài 251,44

Cắt và tước đường cấp liệu RG58: Tách khoảng 3cm lớp cách điện bên ngoài từ phần cuối của RG58 và 1cm từ lớp cách điện bên trong PE / PTFE.

Bước 2: In 3D các phần tử gắn kết

Nếu bạn không có quyền truy cập vào máy in 3D tại địa phương hoặc qua thư, bước này có thể được sửa đổi một cách sáng tạo để đảm bảo các phần tử ăng-ten được gắn ~ 5/32 (4mm) trên bề mặt của cần bằng vật liệu cách điện như bất cứ thứ gì bằng nhựa, hoặc thậm chí bằng gỗ, bạn có thể tìm thấy để sử dụng.

Nếu bạn có quyền truy cập vào một máy in 3D, dù là của riêng bạn, tại Maker Space hay trực tuyến, một mô hình STL tuyệt vời (STL là định dạng tệp mà máy in 3D sử dụng) và tệp tôi đã tìm thấy ở đây tại trang web sau: https://remoteqth.com/3d-vhf-ant-insulator.php

Chỉ cần lưu một bản sao của tệp. STL mà bạn chọn, sao chép vào ổ đĩa thu nhỏ hoặc tuy nhiên, bạn cần chuyển tệp đó sang máy in 3D (email, bộ nhớ dùng chung, v.v.). Hỏi bất kỳ ai có Máy in 3D phải làm gì nếu bạn không biết.

Hãy nhớ liên kết ở trên Phiên bản Revision 0.2 là 12mm và dành cho các phần tử có đường kính 12mm, mặc dù ống hút có thể được sử dụng như miếng chêm để lấp đầy khoảng trống bằng cách cắt ống hút theo chiều dài bằng chiều rộng của bản in 3D và sau đó rạch xuống độ dài để mở ra để quấn bao nhiêu lớp tùy theo nhu cầu của bạn để bọc không bị lỏng lẻo.

Liên kết ở trên Phiên bản Revision 0.1 thực sự rõ ràng liên quan đến đường kính phần tử, mặc dù tôi sẽ in ra kích thước lớn hơn 1mm so với vật liệu phần tử của bạn cộng với việc xem xét độ co rút của vật liệu máy in 3D để bạn không phải khoan bản in ra. sau này nếu bạn cần phải làm cho lỗ lớn hơn. Tôi đã sử dụng phiên bản 12mm để an toàn.

Tôi nhận thấy phiên bản 12mm của Revision 0.1 hoạt động tốt nhất cho Phần tử điều khiển (đó là phần tử đồng nơi cáp đồng trục (đường cấp nguồn) được kết nối), vì bạn có thể di chuyển ngàm xung quanh các góc mà không bị kẹt.

Đừng vội vàng in nhiều cùng một lúc trên đế vì một số máy in hoạt động khác nhau và nếu bạn nhận thấy trong hình ảnh có bản in Revision 0.1 màu xám, các bản in anten đĩa khác không chính xác.

Lưu ý: Bạn có thể sử dụng Lớp lót để đóng dấu Bản in 3D để bản in được lâu hơn. Nói chung, đây là lời khuyên hữu ích nếu bạn chưa từng in 3D vì một số vật liệu có thể phân hủy sinh học và sẽ bị hỏng theo thời gian.

Bước 3: Bố trí, đo khoảng cách và lắp ráp phần tử ăng-ten

Bố trí các phần tử ăng ten sau khi chèn và căn giữa các phần tử bằng ống hút nhựa, hoặc miếng chêm vật liệu không dẫn điện khác. Hãy nhớ rằng nếu cần của bạn không vuông 3cm như điểm gắn kết của Máy in 3D, chỉ cần sử dụng mặt nhẵn của bản in ngàm để căn chỉnh. Ngoài ra, hãy nhớ điều chỉnh tâm của cần và tâm của các phần tử để có khoảng cách xem trên cùng đối xứng đồng đều.

Đo khoảng cách từng phần tử ăng-ten bắt đầu từ một đầu của cần và làm việc đến đầu kia của cần. Tôi bắt đầu từ phía Yếu tố phản chiếu của sự bùng nổ. Các khoảng cách được ghi nhận trong hình ảnh đầu tiên, xin lưu ý rằng các khoảng cách không phải là "Ở chính giữa" trong hình ảnh. Bạn có thể sử dụng các kích thước đó hoặc khoảng cách "Ở giữa" được liệt kê nếu bạn đang sử dụng vật liệu khác như dây đồng lõi rắn 14 hoặc 12 gauge.

Khoảng cách "Trên chính giữa" giữa các phần tử được ghi nhận như sau

Phần tử phản xạ thành phần tử thúc đẩy (cạnh gần nhất với phần tử phản xạ) - 13cm

Phần tử điều khiển (cạnh gần nhất với phần tử dẫn hướng thứ nhất) đến phần tử dẫn hướng thứ nhất - 3,5cm

Yếu tố định hướng thứ nhất đến yếu tố định hướng thứ hai - 14cm

Yếu tố định hướng thứ 2 đến Yếu tố định hướng thứ 3 - 14cm

Tôi đã sử dụng dây cao su để giữ các phần tử được gắn tạm thời tại chỗ trong khi thực hiện bước tiếp theo để đảm bảo khoảng cách là chính xác khi điều chỉnh bằng NanoVNA.

Hàn Balun và Feedline vào phần tử được điều khiển

Chà nhám Phần tử dẫn động ở nơi hàn balun và đường tiếp liệu, đảm bảo làm sạch kỹ lưỡng. Bạn cũng có thể áp dụng chất trợ dung nếu vật hàn bạn đang sử dụng không phải là lõi thông lượng.

Xoắn các dây nối đất (bên ngoài) trên mỗi đầu của cáp balun RG6 thành một dây để dễ hàn hơn sau này và thực hiện tương tự đối với dây dẫn điện vì rất có thể đây là dây bị mắc kẹt. Làm tương tự cho một đầu của cáp RG58.

Uốn cong cáp balun RG6 và cáp RG58 và định vị các dây nối đất như trong hình ảnh và hàn lại với nhau.

Sau đó, định vị các dây dẫn trung tâm của balun RG6 như thể hiện trong hình ảnh và hàn vào Phần tử dẫn động.

Hàn dây dẫn trung tâm của RG58 vào phía bên phải của Phần tử dẫn động như thể hiện trong hình ảnh.

Hàn SMA, BNC hoặc bất kỳ đầu nối nào bạn quyết định sử dụng trên RG58.

Bước 4: Chỉnh (Nếu cần) và Gắn kết phần tử an toàn

Kết nối các phần tử Mounts với Boom và Tune Antenna

Như đã lưu ý ở bước trước, tôi đã sử dụng dây cao su để giữ tạm thời tại vị trí của từng phần tử được gắn trước khi tôi Dán nóng vào vị trí vì tôi muốn xác minh hiệu suất với NanoVNA. Bước này là tùy chọn, mặc dù được khuyến nghị nên thực hiện để đảm bảo tính toàn vẹn của ăng-ten và tìm hiểu cách điều chỉnh ăng-ten và các bộ phận liên quan đến radio khác.

NanoVNA là một Máy phân tích mạng vectơ (VNA) thực sự hiệu quả về mặt chi phí, về mặt lý thuyết có thể thực hiện các bài kiểm tra liên quan đến pha cùng với các bài kiểm tra liên quan đến biên độ mà Máy phân tích mạng vô hướng thực hiện.

Hai bài kiểm tra chính có thể được thực hiện dễ dàng và hiệu quả hơn với NanoVNA là:

Trở kháng - Để đảm bảo trở kháng phù hợp với máy thu chúng ta đang sử dụng trong dải tần

Tổn thất được phản ánh - Sắp xếp lại theo một cách khác, chúng tôi cũng có thể tính Tỷ lệ sóng đứng (VSWR)

Có các hướng dẫn trực tuyến chỉ ra cách sử dụng NanoVNA nếu bạn có. Tôi khuyên bạn nên đầu tư vào NanoVNA nếu bạn định tham gia vào lĩnh vực phát thanh nhiều hơn. Các phép đo khác cũng có thể được thực hiện như được trình bày trong bài viết này.

Ngoài ra còn có các cách khác để điều chỉnh ăng-ten tiết kiệm chi phí đã được sử dụng trước khi NanoVNA ra đời, chẳng hạn như sử dụng RTL-SDR giá rẻ và Nguồn nhiễu băng rộng để xác định Suy hao phản xạ và VSWR tối ưu.

Gắn kết phần tử an toàn:

Keo nóng, Bút panh 3D, Keo siêu dính, Epoxy hoặc Khoan và Vặn các Giá đỡ vào Bùng nổ một lần được đặt theo các kích thước ở trên hoặc được điều chỉnh tốt hơn. Tôi đã sử dụng Keo nóng khi cài đặt nhiệt độ cao cho các phần tử vào ngàm và giá đỡ vào cần kể từ bản dựng đầu tiên tôi chỉ sử dụng bên trong vì tôi làm các phần tử từ chốt gỗ được bọc trong băng keo nhôm.

Bước 5: Kết thúc

Bạn có thể phủ một lớp phủ nhẹ Krylon để niêm phong các Phần tử Antenna, Boom và Giá đỡ để ngăn chặn sự ăn mòn sau này có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của anten.

Bạn cũng có thể tạo một tay cầm từ băng silicon, một tay nắm cũ hoặc bất kỳ vật liệu không dẫn điện nào bạn muốn.

Bạn cũng có thể làm giá đỡ cho ăng-ten để gắn vào chân máy hoặc vị trí khác như cột buồm cố định hoặc cột buồm có bộ quay.

Có những thiết kế ăng-ten yagi tuyệt vời khác mà bạn có thể tìm thấy trực tuyến, trong Sách ARRL hoặc trong các Sách khác.

Ngoài ra còn có các tệp STL gắn Máy in 3D được thiết kế sẵn khác cho Yagi và các Anten khác mà bạn có thể tìm thấy trên Thingiverse.

Nếu bạn thích chế tạo ăng-ten, bạn có thể đầu tư vào Máy đo SWR hoặc tự chế tạo. Có rất nhiều dự án trực tuyến tuyệt vời để giúp hiểu rõ hơn về hiệu suất của ăng-ten của bạn và đồng thời tìm hiểu thiết bị điện tử.

Tận hưởng việc sử dụng ăng-ten của bạn!