~ 450 MHz Yagi-Antenne - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Das Ziel dieses instructable ist es, eine kostengünstige ~ 450 MHz Yagi-Antenne für die Funkpeilung oder andere Anwendungen auf die einfallsreichste Weise zu machen, die ich finden kann, während immer noch ein standardisierter Antennenbau für den Vergleich von Ergebnissen mit derselben Analysesoftware und / oder Methoden. Ich werde eine Methode demonstrieren, um; Stellen Sie die Antenne mit gängigen Materialien her, die vor Ort zu finden sind, wo Sie die Materialien finden und verwenden Sie einen 3D-Drucker, um die Teile herzustellen, die zur Befestigung der Antennenelemente am Ausleger verwendet werden, um ein professionelleres Aussehen zu erzielen, wenn Sie Zugang zu einem 3D-Drucker haben. Denken Sie daran, dass bis zu einem gewissen Grad unterschiedliche Materialien verwendet werden können, wobei das Hauptaugenmerk und die erforderliche Aufmerksamkeit auf den Abmessungen und den Spezifikationen für die beste Leistung liegt. Ich werde Ideen für verschiedene Methoden in jedem Schritt notieren.

Lieferungen

1. ~ 48" von 1 cm oder 3/8" Durchmesser Aluminium-, Kupfer- oder Messingrohre (Holzdübel, der mit Aluminium-Klebeband oder Zinn-Kupfer-Geflecht bedeckt ist, funktionieren auch. 12 oder 14 Gauge massiver Kupferdraht kann auch verwendet werden.)

2. ~36" von 1cm oder 3/8" Kupferrohr (altes Frei- oder Schrottwasser- oder Kältemittelrohr, da sich die dünnere Wand leichter biegt. 9,5 mm x 1,5 mm dickes Aluminium oder Kupfer kann auch verwendet werden, oder Sie können es mit 12 versuchen oder 14 Gauge massiver Kupferdraht.)

3. ~ 30 "von 1" oder 2,5 cm quadratischem Aluminiumrohr (alter freier oder Schrottplatz-LKW-Kappenrahmen. Technisch gesehen können Sie sogar einen Ast oder ein Stück Holz verwenden, das trocken und gerade ist, solange sich die Elemente auf derselben Ebene befinden)

4. 6 Plastik- oder Papierstrohhalme (Restaurants)

5. 5 Schrauben (optional und siehe Heißklebepistole und Heißkleber)

6. ~ 30 cm RG6 75 Ohm Koaxialkabel (alte kostenlose Satelliten sind eine großartige Quelle)

7. ~ 40 RG58 oder ein anderes 50-Ohm-Koaxialkabel

8. RG58 oder ein anderes 50-Ohm-Koaxialkabel wird verwendet Stecker (SMA, BNC oder was auch immer Ihr Eingangsempfänger)

9. Lötkolben und Lot (Flussmittel, wenn Lot kein Flussmittelkern ist)

10. Drahtschneider (optional, da Messer oder andere Schneider verwendet werden können)

11. Abisolierzangen (optional, da Messer oder andere Schneidegeräte verwendet werden können, wenn Sie darauf achten, keine Drähte zu schneiden)

12. Säge zum Schneiden der Rohre und des Auslegers

13. Mini-Kupferrohrschneider (optional, aber nett zu haben)

14. Heißklebepistole und Hochtemperatur-Heißkleber (optional, da Sekundenkleber, Epoxid, 3D-Druckerstift oder Schrauben verwendet werden können. Wenn Schrauben verwendet werden, ist ein Bohrer erforderlich, um die Löcher im Ausleger für die Schrauben zu bohren)

Schritt 1: Messen und schneiden Sie die Antennenelemente, den Boom und das Koaxkabel

Nachdem Sie festgelegt haben, welche Materialien für die Antennenelemente verwendet werden (Aluminiumrohr, Holzdübel mit Aluminiumband oder verzinntem Kupfergeflecht, Kupferrohr, Messingrohr, Kupferhausdraht usw.), können Sie messen und markieren wo zu schneiden. Beachten Sie den Fehler beim Schneiden etwas länger als kürzer. Wenn Sie also später versuchen möchten, die Antenne mehr abzustimmen, können Sie die Länge kürzen. Dies ist eine bewährte Vorgehensweise, die Sie bei zukünftigen Antennenbauten berücksichtigen sollten. Am besten versuchen Sie, die Schnitte aus Gründen der Konsistenz in der angegebenen angegebenen Länge zu halten.

Die Spezifikationen für die folgenden sind wie folgt

Leitelement 1 - 25cm

Leitelement 2 - 26cm

Leitelement 3 - 26cm

Angetriebenes Element - 68,7 cm (dies kann gemessen und länger geschnitten werden, da einige später basierend auf der Radiusbiegequalität und für die ~ 2 cm Lücke getrimmt werden können)

Reflektierendes Element - 36cm

Ausleger - 74,5 cm

Balun RG6 Koaxialkabel - 25,1cm

Feedline RG58 Koaxkabel - Ich habe 38 verwendet, obwohl die Feedline technisch auf eine optimale Wellenlänge SWR-Länge abgestimmt werden kann

Biegen des angetriebenen Elements

Biegen Sie den 2,5 cm-Radius an jedem Ende mit einem Runddübel mit 5 cm Durchmesser oder formen Sie ihn, je nachdem, was Sie zur Verfügung haben, und messen Sie sorgfältig, so dass die Breite der angetriebenen Antennenelemente 30 cm beträgt. Sie können sich beugen, indem Sie vorsichtig ins Auge blicken und beim Beugen messen. Sie können auch mit der Füllung mit Sandmethode wie in dieser anweisbaren oder mit Salzfüllung wie in dieser anweisbaren oder einem Rohrbieger oder einer Federbiegemethode biegen.

Schneiden und Abisolieren des RG6-Baluns:λ/2@435MHz = 300.000/435 x 2 = 345mm (Luft)Koax-Geschwindigkeitsfaktor (v)

In URM111: 16mm abisoliertes Ende (v=0.9) = 18mm (elektrisch)

Schnittlänge = 345mm-18mm

Für PE-Kabel v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm ungeschält und 1 cm PE ungeschält und ~ 6 mm entmantelt für 231.82 Gesamtlänge hinzufügen

PTFE-Kabel v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm ungeschält und 1 cm PE ungeschält und ~ 6 mm entmantelt für 251,44 Gesamtlänge hinzufügen

Schneiden und Abisolieren der RG58-Zuleitung: Entfernen Sie ca. 3 cm der Außenisolierung vom Ende des RG58 und 1 cm von der PE/PTFE-Innenisolierung.

Schritt 2: 3D-Druck der Elementhalterungen

Wenn Sie lokal oder per Post keinen Zugang zu einem 3D-Drucker haben, kann dieser Schritt kreativ modifiziert werden, um sicherzustellen, dass die Antennenelemente mit einem elektrisch isolierenden Material ~5/32 (4 mm) über der Oberfläche des Auslegers montiert sind wie alles Kunststoff oder sogar Holz, das Sie verwenden können.

Wenn Sie Zugang zu einem 3D-Drucker haben, egal ob Sie selbst, in einem Maker Space oder online, ein ausgezeichnetes STL-Modell (STL ist das Dateiformat, das der 3D-Drucker verwendet) und eine Datei, die ich bereits gefunden habe, finden Sie hier auf der folgenden Website:

Speichern Sie einfach eine Kopie der. STL-Datei Ihrer Wahl, kopieren Sie sie auf einen USB-Stick oder übertragen Sie die Datei auf den 3D-Drucker (E-Mail, freigegebenes Laufwerk usw.). Fragen Sie, wer den 3D-Drucker hat, was zu tun ist, wenn Sie es nicht wissen.

Denken Sie daran, dass die Version des obigen Links Revision 0.2 12 mm ist und für Elemente mit einem Durchmesser von 12 mm gilt, obwohl die Strohhalme als Unterlegscheiben verwendet werden können, um den Raum auszufüllen, indem Sie die Strohhalme auf die Länge der Breite des 3D-Drucks schneiden und dann aufschlitzen Länge, um sich zum Wickeln so vieler Schichten zu öffnen, wie Sie für eine nicht lockere Passform unterlegen müssen.

Die Version des obigen Links Revision 0.1 ist in Bezug auf den Elementdurchmesser wirklich offensichtlich, obwohl ich eine Größe ausdrucken würde, die 1 mm größer ist als Ihr Elementmaterial und die Schrumpfung des 3D-Druckermaterials berücksichtigt, damit Sie den Halterungsausdruck nicht bohren müssen später, wenn Sie das Loch größer machen müssen. Zur Sicherheit habe ich die 12mm Version verwendet.

Ich habe festgestellt, dass die Version 0.1 12 mm Version am besten für das angetriebene Element (das ist das Kupferelement, an dem das Koaxialkabel (Zuleitung) angeschlossen ist) funktioniert, da Sie die Halterung um die Ecken bewegen können, ohne hängen zu bleiben.

Lassen Sie sich nicht zu viel auf einmal auf der Basis drucken, da sich einige Drucker anders verhalten und wenn Sie im Bild mit den grauen Drucken von Revision 0.1 bemerkt haben, sind andere Diskon-Antennen-Drucke nicht korrekt ausgefallen.

Hinweis: Sie können den 3D-Druck mit Primer versiegeln, damit der Druck länger hält. Dies ist im Allgemeinen ein guter Rat, wenn Sie noch nie zuvor 3D-gedruckt haben, da einige Materialien biologisch abbaubar sind und mit der Zeit abgebaut werden.

Schritt 3: Layout, Antennenelementabstand messen und zusammenbauen

Richten Sie die Antennenelemente nach dem Einsetzen und Zentrieren der Elemente mit dem Plastikstrohhalm oder anderen nichtleitenden Unterlegscheiben aus. Denken Sie daran, wenn Ihr Ausleger nicht wie der Befestigungspunkt der 3D-Druckhalterung im Quadrat von 3 cm groß ist, verwenden Sie einfach die glatte Seite des Halterungsdrucks, um ihn auszurichten. Denken Sie auch daran, die Mitte des Auslegers und die Mitte der Elemente anzupassen, um einen gleichmäßigen symmetrischen Abstand in der Draufsicht zu erzielen.

Messen Sie den Abstand der einzelnen Antennenelemente beginnend von einem Ende des Auslegers bis zum anderen Ende des Auslegers. Ich begann von der Reflecting Element-Seite des Booms. Die Abstände werden im ersten Bild notiert, wobei zu beachten ist, dass die Abstände im Bild nicht "Mittig" sind. Sie können diese Abmessungen oder die aufgeführten "Mitte" -Abstände verwenden, wenn Sie ein anderes Material wie 14- oder 12-Gauge-Vollkernkupferkabel verwenden.

Die „On Center“-Abstände zwischen den Elementen werden wie folgt notiert

Reflektierendes Element zu angetriebenem Element (nächste Seite zum reflektierenden Element) - 13cm

Angetriebenes Element (nächste Seite zum 1. Leitelement) zum 1. Leitelement - 3,5 cm

1. Leitelement bis 2. Leitelement - 14cm

2. Leitelement bis 3. Leitelement - 14cm

Ich habe Gummibänder verwendet, um die montierten Elemente vorübergehend an Ort und Stelle zu halten, während ich den nächsten Schritt durchführte, um sicherzustellen, dass der Abstand beim Tuning mit einem NanoVNA korrekt war.

Anlöten des Baluns und der Speiseleitung an das angetriebene Element

Schleifen Sie das angetriebene Element, wo der Balun und die Zuleitung gelötet werden, und stellen Sie sicher, dass es gründlich gereinigt wird. Sie können auch Flussmittel auftragen, wenn das verwendete Lot kein Flussmittelkern ist.

Verdrillen Sie die Erdungsdrähte (äußeren) an jedem Ende des RG6-Balunkabels zu einem Draht, damit später leichter gelötet werden kann, und machen Sie dasselbe für die leitenden Drähte, da es sich höchstwahrscheinlich um einen Litzendraht handelt. Machen Sie dasselbe für das eine Ende des RG58-Kabels.

Biegen Sie das RG6-Balunkabel und das RG58-Kabel und positionieren Sie die Erdungsdrähte wie in den Bildern gezeigt und löten Sie sie zusammen.

Positionieren Sie dann die mittleren leitenden Drähte des RG6-Baluns wie in den Bildern gezeigt und löten Sie sie an das angetriebene Element.

Löten Sie den Mittelleiter des RG58 an die rechte Seite des angetriebenen Elements, wie in den Bildern gezeigt.

Löten Sie den SMA-, BNC- oder einen anderen Anschluss, den Sie am RG58 verwenden möchten.

Schritt 4: Stimmen Sie (falls erforderlich) und sichern Sie die Elementhalterungen

Verbinden Sie die Elementhalterungen mit der Boom- und Tune-Antenne

Wie im vorherigen Schritt erwähnt, habe ich Gummibänder verwendet, um jedes montierte Element vorübergehend an Ort und Stelle zu halten, bevor ich heiß verklebt habe, da ich die Leistung mit dem NanoVNA überprüfen wollte. Dieser Schritt ist optional, wird jedoch empfohlen, um die Integrität der Antenne zu gewährleisten und das Abstimmen von Antennen und anderen funkbezogenen Teilen zu erlernen.

Der NanoVNA ist ein wirklich kostengünstiger Vektornetzwerkanalysator (VNA), der theoretisch phasenbezogene Tests zusammen mit den amplitudenbezogenen Tests durchführen kann, die ein skalarer Netzwerkanalysator durchführt.

Die beiden Haupttests, die mit dem NanoVNA einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden können, sind:

Impedanz - Um sicherzustellen, dass die Impedanz dem von uns verwendeten Empfänger im Frequenzbereich entspricht

Reflektierter Verlust - Anders arrangiert können wir auch das Stehwellenverhältnis (VSWR) berechnen.

Es gibt Online-Tutorials, die zeigen, wie Sie den NanoVNA verwenden, wenn Sie einen haben. Ich empfehle, in einen NanoVNA zu investieren, wenn Sie vorhaben, mehr in das Radio einzusteigen. Weitere Messungen können auch wie in diesem Artikel gezeigt durchgeführt werden.

Es gibt auch andere kostengünstige Möglichkeiten zum Abstimmen der Antenne, die vor der Einführung des NanoVNA verwendet wurden, wie die Verwendung eines billigen RTL-SDR und einer Breitband-Rauschquelle, um den optimalen Reflexionsverlust und das optimale VSWR zu bestimmen.

Sichere Elementhalterungen:

Heißkleber, 3D-Pinterstift, Sekundenkleber, Epoxy oder Bohrer und schrauben Sie die Halterungen an den Ausleger, sobald sie die obigen oder feiner abgestimmten Abmessungen haben. Ich habe Heißkleber auf der hohen Temperatureinstellung für die Elemente an der Halterung und die Halterung am Ausleger seit dem ersten Bau verwendet, den ich nur im Inneren verwende, da ich die Elemente aus Holzdübeln gemacht habe, die mit Aluminiumklebeband umwickelt sind.

Schritt 5: Fertig

Sie können eine dünne Schicht Krylon auftragen, um die Antennenelemente, den Boom und die Halterungen zu versiegeln, um später Korrosion zu verhindern, die die Antennenleistung beeinträchtigen könnte.

Sie können auch einen Handgriff aus Silikonband, einem alten Griff oder einem anderen nicht leitenden Material herstellen.

Sie können auch eine Halterung für die Antenne herstellen, um sie an einem Stativ oder an einem anderen Ort wie einem festen Mast oder einem Mast mit Rotator zu befestigen.

Es gibt andere tolle Yagi-Antennen-Designs, die Sie online, in ARRL-Büchern oder in anderen Büchern finden können.

Es gibt auch andere fertige 3D-Drucker-Mount-STL-Dateien für Yagi und andere Antennen, die Sie auf Thingiverse finden können.

Wenn Sie Spaß am Antennenbau haben, können Sie in ein SWR-Messgerät investieren oder Ihr eigenes bauen. Es gibt viele großartige Online-Projekte, die Ihnen helfen, die Leistung Ihrer Antenne besser zu verstehen und gleichzeitig die Elektronik zu erlernen.

Viel Spaß mit Ihrer Antenne!