~ 450MHz Yagi-antenne: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Het doel van deze instructable is om een kosteneffectieve ~ 450MHz Yagi-antenne te maken voor het vinden van radiorichtingen of ander gebruik op de meest vindingrijke manieren die ik kan vinden, terwijl ik nog steeds een gestandaardiseerde antenne biedt voor gebruik bij het vergelijken van resultaten met dezelfde analysesoftware en / of methoden. Ik zal een methode demonstreren om; maak de antenne met behulp van gangbare materialen die lokaal te vinden zijn, waar je de materialen kunt vinden en gebruik een 3D-printer om de onderdelen te maken die worden gebruikt om de antenne-elementen op de boom te monteren voor een meer deskundige uitstraling als je toegang hebt tot een 3D-printer. Houd er rekening mee dat verschillende materialen tot op zekere hoogte kunnen worden gebruikt, waarbij de belangrijkste focus en aandacht zal liggen op de afmetingen en de specificaties voor de beste prestaties. Ik zal ideeën noteren voor verschillende methoden om in elke stap te maken.

Benodigdheden

1. ~48" of 1cm of 3/8" diameter aluminium, koperen of messing buizen (houten deuvel bedekt met aluminium ducttape of tin koperen vlechtwerk zal ook werken. 12 of 14 gauge massief koperdraad kan ook worden gebruikt.)

2. ~36" of 1cm of 3/8" koperen buis (oude gratis of geborgen tuinwater- of koelmiddelleiding omdat de dunnere wand gemakkelijker buigt. 9,5 mm x 1,5 mm dik aluminium of koper kan ook worden gebruikt of u kunt proberen 12 of 14 gauge massief koperdraad.)

3. ~30" of 1" of 2,5 cm vierkante aluminium buis (oud gratis of geborgen vrachtwagenkapframe. Technisch gezien kunt u zelfs een boomtak of stuk hout gebruiken dat droog en recht is, zolang de elementen zich in hetzelfde vlak bevinden)

4. 6 plastic of papieren rietjes (restaurants)

5. 5 Schroeven (optioneel en zie Hot Glue Gun en Hot Glue)

6. ~ 30 cm RG6 75ohm coaxkabel (oude gratis satellieten zijn een geweldige bron)

7. ~ 40 RG58 of andere 50ohm coaxkabel

8. RG58 of welke 50ohm coaxkabel dan ook wordt gebruikt Male Connector (SMA, BNC of wat voor ingangsontvanger dan ook)

9. Soldeerbout en soldeer (vloeimiddel als soldeer geen vloeimiddelkern is)

10. Draadknippers (optioneel omdat mes of andere snijder kan worden gebruikt)

11. Draadstrippers (optioneel omdat een mes of andere snijder kan worden gebruikt als u ervoor zorgt dat u geen draden doorknipt)

12. Zaag om de buizen en giek door te snijden

13. Mini koperen buissnijder (optioneel, maar is leuk om te hebben)

14. Heetlijmpistool en hogetemperatuurlijm (optioneel omdat superlijm, epoxy, 3D-printerpen of schroeven kunnen worden gebruikt. Als schroeven worden gebruikt, is een boor nodig om de gaten in de giek voor de schroeven te boren)

Stap 1: Meet en knip de antenne-elementen, giek en coaxkabel

Als je eenmaal hebt bepaald welke materialen je voor de antenne-elementen gaat gebruiken (aluminium buizen, houten deuvels bedekt met aluminiumtape of vertind kopervlechtwerk, koperen pijp, koperen buizen, koperen huisdraad, enz.), kun je meten en markeren waar te snijden. Houd er rekening mee dat u een fout maakt wanneer u iets langer dan korter snijdt, dus als u later wilt proberen de antenne meer af te stemmen… kunt u de lengte inkorten. Dit is een goede gewoonte om in gedachten te houden voor toekomstige antenne-builds. Het is het beste om te proberen de sneden op de opgegeven aangegeven lengte te houden voor consistentie.

De specificaties voor het volgende zijn als volgt:

Regieelement 1 - 25cm

Regieelement 2 - 26cm

Regieelement 3 - 26cm

Aangedreven element - 68,7 cm (dit kan worden gemeten en langer worden gesneden, omdat sommige later kunnen worden bijgesneden op basis van de kwaliteit van de radiusbuiging en voor de opening van ~ 2 cm)

Reflecterend element - 36cm

Giek - 74,5 cm

Balun RG6 Coaxkabel - 25,1 cm

Feedline RG58-coaxkabel - ik gebruikte 38 , hoewel technisch gezien de feedline kan worden afgestemd voor een optimale golflengte SWR-lengte

Het aangedreven element buigen

Buig de straal van 2,5 cm aan elk uiteinde, met behulp van een ronde deuvel of vorm met een diameter van 5 cm, afhankelijk van wat u beschikbaar heeft, zorgvuldig meten zodat de breedte van de aangedreven antenne-elementen 30 cm is. Je kunt buigen door voorzichtig te kijken en te meten terwijl je buigt. Je kunt ook buigen met behulp van de vulling met zandmethode zoals in deze instructable of vullen met zoutmethode zoals in deze instructable of een buizenbuiger of een veerbuigmethode.

Snijden en strippen van de RG6 Balun:λ/2@435MHz = 300.000/435 x 2 = 345mm (lucht)Coax Velocity Factor (v)

In URM111: 16 mm gestript uiteinde (v=0,9) = 18 mm (elektrisch)

Snijlengte = 345 mm-18 mm

Voor PE-kabel v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm ongestript en voeg 1 cm PE ongestript en ~6 mm ontdaan toe voor een totale lengte van 231,82

PTFE-kabel v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm ongestript en voeg 1 cm PE ongestript en ~6 mm ontdaan toe voor een totale lengte van 251,44

Snijden en strippen van de RG58-toevoerleiding: Strip ongeveer 3 cm van de buitenste isolatie van het uiteinde van de RG58 en 1 cm van de PE/PTFE-binnenisolatie.

Stap 2: 3D-print de elementbevestigingen

Als u lokaal of via de post geen toegang hebt tot een 3D-printer, kan deze stap creatief worden aangepast om ervoor te zorgen dat de antenne-elementen ~ 5/32 (4 mm) boven het oppervlak van de giek worden gemonteerd met behulp van een elektrisch isolerend materiaal zoals welk plastic, of zelfs hout, je kunt vinden om te gebruiken.

Als je toegang hebt tot een 3D-printer, of die nu van jezelf is, in een Maker Space of online, een uitstekend STL-model (STL is het bestandsformaat dat de 3D-printer gebruikt) en een bestand dat ik al heb gevonden, vind je hier op de volgende site:

Sla gewoon een kopie op van het. STL-bestand van uw keuze, kopieer het naar een thumbdrive of hoe u het bestand ook wilt overbrengen naar de 3D-printer (e-mail, gedeelde schijf, enz.). Vraag wie de 3D-printer heeft wat je moet doen als je het niet weet.

Houd er rekening mee dat de bovenstaande link Revisie 0.2-versie 12 mm is en voor elementen met een diameter van 12 mm is, hoewel de rietjes kunnen worden gebruikt als opvulstukken om de ruimte op te vullen door de rietjes op de lengte van de breedte van de 3D-print te snijden en vervolgens de lengte om te openen voor het omwikkelen van zoveel lagen als je nodig hebt om te shim voor een niet losse pasvorm.

De bovenstaande link Revisie 0.1-versie is echt duidelijk met betrekking tot de elementdiameter, hoewel ik een maat 1 mm groter zou afdrukken dan uw elementmateriaal plus rekening houdend met krimp van het 3D-printermateriaal, zodat u de montageafdruk niet hoeft te boren later als u het gat groter moet maken. Ik gebruikte de 12 mm-versie om veilig te zijn.

Ik vond dat de versie 0.1 12 mm het beste werkt voor het Driven Element (dat is het koperen element waar de coaxkabel (feedline) op is aangesloten), omdat je de houder om hoeken kunt bewegen zonder vast te lopen.

Laat u niet meeslepen door te veel tegelijk te printen op de basis, aangezien sommige printers zich anders gedragen en als u in de afbeelding met de grijze Revisie 0.1-afdrukken hebt opgemerkt, waren een andere discone-antenneafdruk niet correct.

Let op: U kunt Primer gebruiken om de 3D-print te verzegelen, zodat de print langer meegaat. Dit is over het algemeen een goed advies als je nog nooit eerder 3D hebt geprint, aangezien sommige materialen biologisch afbreekbaar zijn en na verloop van tijd afbreken.

Stap 3: Lay-out, afstand tussen antenne-elementen meten en monteren

Leg de antenne-elementen neer na het plaatsen en centreren van de elementen met behulp van het plastic rietje, of andere niet-geleidende, materiële shims. Houd er rekening mee dat als uw boom niet 3 cm vierkant is zoals het bevestigingspunt van de 3D Print-montage, gebruik dan de gladde kant van de montage-afdruk om uit te lijnen. Houd er ook rekening mee om het midden van de giek en het midden van de elementen aan te passen voor een gelijkmatige symmetrische bovenaanzichtafstand.

Meet de afstand tussen elk antenne-element vanaf het ene uiteinde van de giek en werk naar het andere uiteinde van de giek. Ik begon vanaf de kant van het reflecterende element van de giek. De afstanden worden genoteerd in de eerste afbeelding, rekening houdend met de afstanden zijn niet "In het midden" in de afbeelding. U kunt die afmetingen of de vermelde "On Center"-afstanden gebruiken als u een ander materiaal gebruikt, zoals 14 of 12 gauge massieve koperen bedrading.

De "On Center" afstanden tussen de elementen worden als volgt genoteerd:

Reflecterend element naar aangedreven element (dichtstbijzijnde kant naar reflecterend element) - 13 cm

Aangedreven element (dichtste kant bij 1e stuurelement) naar 1e stuurelement - 3,5 cm

1e stuurelement naar 2e stuurelement - 14cm

2e stuurelement naar 3e stuurelement - 14cm

Ik gebruikte elastiekjes om de gemonteerde elementen tijdelijk op hun plaats te houden terwijl ik de volgende stap uitvoerde om ervoor te zorgen dat de afstand correct was bij het afstemmen met behulp van een NanoVNA.

Solderen van de balun en voedingslijn aan het aangedreven element

Schuur het Driven Element waar de balun en feedline worden gesoldeerd, en zorg ervoor dat u deze grondig schoonmaakt. U kunt flux ook toepassen als het soldeer dat u gebruikt geen fluxkern is.

Draai de aardingsdraden (buitenste) aan elk uiteinde van de RG6 balun-kabel in één draad, zodat u later gemakkelijker kunt solderen en doe hetzelfde voor de geleidende draden, aangezien dit hoogstwaarschijnlijk een gevlochten draad is. Doe hetzelfde voor het ene uiteinde van de RG58-kabel.

Buig de RG6 balun-kabel en RG58-kabel en plaats de aarddraden zoals weergegeven in de afbeeldingen en soldeer ze aan elkaar.

Plaats vervolgens de middelste geleidende draden van de RG6 balun zoals weergegeven in de afbeeldingen en soldeer ze aan het Driven Element.

Soldeer de middengeleider van de RG58 aan de rechterkant van het Driven Element zoals weergegeven in de afbeeldingen.

Soldeer de SMA, BNC of welke connector dan ook die u op de RG58 wilt gebruiken.

Stap 4: Stem af (indien nodig) en bevestig elementbevestigingen

Sluit de Element Mounts aan op de Boom en Tune Antenne

Zoals opgemerkt in de vorige stap, gebruikte ik elastiekjes om elk gemonteerd element tijdelijk op zijn plaats te houden voordat ik Hot Glued op zijn plaats, omdat ik de prestaties met de NanoVNA wilde verifiëren. Deze stap is optioneel, maar wordt aanbevolen om de antenne-integriteit te waarborgen en om te leren hoe u antennes en andere radiogerelateerde onderdelen kunt afstemmen.

De NanoVNA is een echt kosteneffectieve Vector Network Analyzer (VNA) die theoretisch fasegerelateerde tests kan uitvoeren, samen met de amplitudegerelateerde tests die een Scalar Network Analyzer uitvoert.

De twee belangrijkste tests die gemakkelijker en kosteneffectiever kunnen worden uitgevoerd met de NanoVNA zijn:

Impedantie - Om ervoor te zorgen dat de impedantie overeenkomt met de ontvanger die we in het frequentiebereik gebruiken

Reflected Loss - Op een andere manier herschikt kunnen we ook de Standing Wave Ratio (VSWR) berekenen

Er zijn online tutorials die laten zien hoe je de NanoVNA kunt gebruiken als je die hebt. Ik raad aan om in een NanoVNA te investeren als je van plan bent om meer met radio bezig te zijn. Verdere metingen kunnen ook worden uitgevoerd zoals weergegeven in dit artikel.

Er zijn ook andere manieren om de antenne af te stemmen die kosteneffectief zijn en die werden gebruikt voordat de NanoVNA uitkwam, zoals het gebruik van een goedkope RTL-SDR en een breedbandruisbron om het optimale gereflecteerde verlies en VSWR te bepalen.

Bevestiging van veilige elementen:

Hot Glue, 3D Pinter Pen, Super Glue, Epoxy of Drill and screw the mounts to the giek eenmaal uit elkaar geplaatst tot de bovenstaande of fijner afgestemde afmetingen. Ik heb Hot Glue gebruikt op de hoge temperatuurinstelling voor de elementen aan de steun en de steun aan de giek sinds de eerste build die ik alleen binnen gebruik, omdat ik de elementen heb gemaakt van houten deuvels gewikkeld in aluminium ducttape.

Stap 5: Voltooien

U kunt een lichte laag Krylon aanbrengen om de antenne-elementen, de giek en de bevestigingen af te dichten om later corrosie te voorkomen die de prestaties van de antenne nadelig kan beïnvloeden.

Je kunt ook een handgreep maken van siliconentape, een oude handgreep of welk niet-geleidend materiaal je maar wilt.

Je kunt ook een houder maken voor de antenne om op een statief of een andere locatie te monteren, zoals een vaste mast of een mast met een rotator.

Er zijn andere geweldige yagi-antenneontwerpen die je online kunt vinden, in ARRL-boeken of in andere boeken.

Er zijn ook andere kant-en-klare 3D-printer mount STL-bestanden voor Yagi en andere antennes die u op Thingiverse kunt vinden.

Als u van het maken van antennes houdt, kunt u investeren in een SWR-meter of uw eigen meter bouwen. Er zijn tal van geweldige online projecten om de prestaties van uw antenne beter te begrijpen en tegelijkertijd elektronica te leren.

Veel plezier met het gebruik van uw antenne!