~ Antena Yagi de 450 MHz: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

El objetivo de este instructivo es hacer una antena Yagi de ~ 450MHz rentable para localización de dirección de radio u otros usos de la manera más ingeniosa que pueda encontrar, al mismo tiempo que proporciono una construcción de antena estandarizada para usar con la comparación de resultados utilizando el mismo software de análisis y / o métodos. Demostraré un método para; Haga la antena usando materiales comunes que se pueden encontrar localmente, dónde encontrar los materiales y usando una impresora 3D para hacer las partes utilizadas para montar los elementos de la antena en el brazo para una apariencia más experta si tiene acceso a una impresora 3D. Tenga en cuenta que se pueden usar diferentes materiales hasta cierto punto donde el enfoque principal y la atención requerida estarán en las dimensiones y las especificaciones para un mejor rendimiento. Anotaré ideas para diferentes métodos para hacer en cada paso.

Suministros

1. ~ 48 "de tubería de aluminio, cobre o latón de 1 cm o 3/8" de diámetro (la clavija de madera cubierta con cinta adhesiva de aluminio o trenza de cobre de estaño también funcionará. También se puede usar alambre de cobre sólido de calibre 12 o 14).

2. ~ 36 "de tubería de cobre de 1 cm o 3/8" (tubería de refrigerante o agua vieja libre o de salvamento ya que la pared más delgada se dobla más fácilmente. También se puede usar aluminio o cobre de 9,5 mm x 1,5 mm de espesor o puede intentar usar 12 o alambre de cobre sólido de calibre 14.)

3. ~ 30 "de 1" o 2,5 cm de tubo de aluminio cuadrado (marco de tapa de camión viejo libre o de salvamento. Técnicamente, incluso puede usar una rama de árbol o un trozo de madera que esté seco y recto siempre que los elementos estén en el mismo plano)

4. 6 pajitas de plástico o papel (restaurantes)

5. 5 tornillos (opcional y consulte Pistola de pegamento caliente y Pegamento caliente)

6. ~ 30 cm de cable coaxial RG6 de 75 ohmios (los antiguos satélites gratuitos son una gran fuente)

7. ~ 40 de RG58 u otro cable coaxial de 50 ohmios

8. Se utiliza RG58 o cualquier cable coaxial de 50 ohmios Conector macho (SMA, BNC o cualquiera que sea su receptor de entrada)

9. Soldador y soldadura (fundente si la soldadura no es núcleo de fundente)

10. Cortadores de alambre (opcional ya que se puede usar un cuchillo u otro cortador)

11. Pelacables (opcional, ya que se puede usar un cuchillo u otro cortador si se tiene cuidado de no cortar los cables)

12. Sierra para cortar la tubería y la pluma

13. Mini cortador de tubos de cobre (opcional, aunque es bueno tenerlo)

14. Pistola de pegamento caliente y pegamento caliente de alta temperatura (opcional, ya que se pueden usar superpegamento, epoxi, bolígrafo de impresora 3D o tornillos. Si se usan tornillos, se requerirá un taladro para perforar los orificios en el brazo para los tornillos)

Paso 1: Mida y corte los elementos de la antena, la pluma y el cable coaxial

Una vez que haya determinado qué materiales se utilizarán para los elementos de la antena (tubería de aluminio, clavijas de madera cubiertas con cinta de aluminio o trenza de cobre estañado, tubería de cobre, tubería de latón, alambre de cobre de la casa, etc.), puede medir y marcar donde cortar. Tenga en cuenta el error al cortar un poco más largo que más corto, por lo que si más adelante desea intentar afinar más la antena … puede recortar la longitud. Esta es una buena práctica a tener en cuenta para futuras construcciones de antenas. Lo mejor es tratar de mantener los cortes según la longitud indicada especificada para mantener la coherencia.

Las especificaciones para lo siguiente son las siguientes

Elemento de dirección 1 - 25cm

Elemento de dirección 2 - 26cm

Elemento de dirección 3 - 26cm

Elemento conducido: 68,7 cm (esto se puede medir y cortar más tiempo, ya que algunos se pueden recortar más tarde en función de la calidad de la curvatura del radio y para el espacio de ~ 2 cm)

Elemento reflectante - 36cm

Pluma: 74,5 cm

Cable coaxial Balun RG6 - 25,1 cm

Cable coaxial Feedline RG58: utilicé 38 , aunque técnicamente la línea de alimentación se puede sintonizar para una longitud de onda óptima SWR

Doblar el elemento impulsado

Doble el radio de 2,5 cm en cada extremo, utilizando una clavija o forma redonda de 5 cm de diámetro, según lo que tenga disponible, midiendo cuidadosamente de modo que el ancho de los elementos de la antena conducida sea de 30 cm. Puede doblarse mirando cuidadosamente y midiendo mientras se dobla. También puede doblar usando el método de llenado con arena como en este instructable o el método de llenado con sal como en este instructable o un doblador de tubos o un método de doblado de resorte.

Cortar y pelar el balun RG6: λ / 2 @ 435MHz = 300, 000/435 x 2 = 345 mm (aire) Factor de velocidad coaxial (v)

En URM111: 16 mm de extremo pelado (v = 0,9) = 18 mm (eléctrico)

Longitud de corte = 345 mm-18 mm

Para cable PE v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm sin pelar y agregue 1 cm de PE sin pelar y ~ 6 mm pelado para una longitud total de 231,82

Cable de PTFE v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm sin pelar y agregue 1 cm de PE sin pelar y ~ 6 mm pelado para una longitud total de 251,44

Cortar y pelar la línea de alimentación RG58: Pele aproximadamente 3 cm del aislamiento exterior del extremo del RG58 y 1 cm del aislamiento interior de PE / PTFE.

Paso 2: Imprima en 3D los soportes del elemento

Si no tiene acceso a una impresora 3D localmente o por correo, este paso puede modificarse de manera creativa para asegurarse de que los elementos de la antena estén montados ~ 5/32 (4 mm) por encima de la superficie del brazo utilizando un material eléctricamente aislante. como cualquier plástico, o incluso madera, que pueda encontrar para usar.

Si tiene acceso a una impresora 3D, ya sea suya, en un Maker Space o en línea, un excelente modelo STL (STL es el formato de archivo que usa la impresora 3D) y el archivo que encontré ya creado está aquí en el siguiente sitio:

Simplemente guarde una copia del archivo. STL de su elección, cópielo en una memoria USB o, como sea necesario, transfiera el archivo a la impresora 3D (correo electrónico, unidad compartida, etc.). Pregunte a quien tenga la impresora 3D qué hacer si no lo sabe.

Tenga en cuenta que la versión de la revisión 0.2 del enlace anterior es de 12 mm y es para elementos de 12 mm de diámetro, aunque las pajitas se pueden usar como calzas para llenar el espacio cortando las pajitas a la longitud del ancho de la impresión 3D y luego cortando el longitud para abrirse para envolver tantas capas como necesite calzar para un ajuste no holgado.

La versión de la revisión 0.1 del enlace anterior es realmente obvia en lo que respecta al diámetro del elemento, aunque imprimiría un tamaño 1 mm más grande que el material del elemento, además de considerar la contracción del material de la impresora 3D para que no tenga que perforar la impresión del soporte. más tarde si necesita agrandar el agujero. Usé la versión de 12 mm para estar seguro.

Encontré que la versión Revision 0.1 de 12 mm funciona mejor para el elemento impulsado (ese es el elemento de cobre donde está conectado el cable coaxial (línea de alimentación)), ya que puede mover el soporte alrededor de las esquinas sin atascarse.

No se deje llevar imprimiendo demasiado a la vez en la base, ya que algunas impresoras se comportan de manera diferente y si notó en la imagen con las impresiones grises de la Revisión 0.1, otras impresiones de antena discone no resultaron correctas.

Nota: Puede utilizar Primer para sellar la impresión 3D para que la impresión dure más tiempo. Este es un buen consejo en general si nunca antes ha impreso en 3D, ya que algunos materiales son biodegradables y se descompondrán con el tiempo.

Paso 3: Diseñe, mida el espaciado de los elementos de la antena y ensamble

Coloque los elementos de la antena después de insertar y centrar los elementos utilizando la pajita de plástico u otro material no conductor. Tenga en cuenta que si su brazo no es cuadrado de 3 cm como el punto de montaje de los soportes de impresión 3D, simplemente use el lado liso de la impresión de soporte para alinearlo. Además, tenga en cuenta que debe ajustar el centro de la pluma y el centro de los elementos para lograr un espaciado uniforme de la vista superior simétrica.

Mida el espacio de cada elemento de antena comenzando desde un extremo del brazo y trabajando hasta el otro extremo del brazo. Comencé desde el lado del elemento reflectante del brazo. Las distancias se indican en la primera imagen teniendo en cuenta que las distancias no están "en el centro" en la imagen. Puede usar esas dimensiones o las distancias enumeradas "En el centro" si está usando otro material como cableado de cobre de núcleo sólido de calibre 14 o 12.

Las distancias "en el centro" entre los elementos se indican a continuación

Elemento reflectante a elemento impulsado (lado más cercano al elemento reflectante) - 13 cm

Elemento conducido (lado más cercano al primer elemento de dirección) al primer elemento de dirección: 3,5 cm

1er elemento de dirección a 2do elemento de dirección - 14 cm

Segundo elemento de dirección a tercer elemento de dirección - 14 cm

Usé bandas de goma para mantener los elementos montados temporalmente en su lugar mientras realizaba el siguiente paso para asegurarme de que el espaciado era correcto al sintonizar con un NanoVNA.

Soldar el balun y la línea de alimentación al elemento impulsado

Lije el elemento conducido donde se soldarán el balun y la línea de alimentación, asegurándose de limpiar a fondo. También puede aplicar fundente si la soldadura que está utilizando no es núcleo de fundente.

Tuerza los cables de tierra (exteriores) en cada extremo del cable balun RG6 en un solo cable para que sea más fácil de soldar más tarde y haga lo mismo con los cables conductores, ya que lo más probable es que sea un cable trenzado. Haga lo mismo con un extremo del cable RG58.

Doble el cable balun RG6 y el cable RG58 y coloque los cables de tierra como se muestra en las imágenes y suelde.

Luego coloque los alambres conductores centrales del balun RG6 como se muestra en las imágenes y suelde al elemento conducido.

Suelde el conductor central del RG58 al lado derecho del elemento conducido como se muestra en las imágenes.

Suelde el conector SMA, BNC o cualquier conector que haya decidido utilizar en el RG58.

Paso 4: Ajuste (si es necesario) y asegure los montajes de elementos

Conecte los soportes del elemento a la antena Boom y Tune

Como se señaló en el paso anterior, utilicé bandas elásticas para mantener temporalmente en su lugar cada elemento montado antes de pegarlo en caliente en su lugar, ya que quería verificar el rendimiento con el NanoVNA. Este paso es opcional, aunque se recomienda realizarlo para garantizar la integridad de la antena y aprender a sintonizar las antenas y otras partes relacionadas con la radio.

El NanoVNA es un analizador de redes vectoriales (VNA) realmente rentable que, en teoría, puede realizar pruebas relacionadas con la fase junto con las pruebas relacionadas con la amplitud que realiza un analizador de redes escalares.

Las dos pruebas principales que se pueden realizar de manera más fácil y rentable con el NanoVNA son:

Impedancia: para asegurarse de que la impedancia coincida con el receptor que estamos usando en el rango de frecuencia

Pérdida reflejada: reorganizada de una manera diferente, también podemos calcular la relación de onda estacionaria (VSWR)

Hay tutoriales en línea que muestran cómo usar el NanoVNA si tiene uno. Recomiendo invertir en un NanoVNA si planeas meterte más en la radio. También se pueden realizar otras mediciones como se muestra en este artículo.

También hay otras formas de sintonizar la antena que son rentables que se usaron antes de que saliera el NanoVNA, como usar un RTL-SDR barato y una fuente de ruido de banda ancha para determinar la pérdida reflejada y el VSWR óptimos.

Montajes de elementos seguros:

Hot Glue, 3D Pinter Pen, Super Glue, Epoxy o Taladre y atornille los soportes a la pluma una vez espaciados a las dimensiones anteriores o más precisas. Usé Hot Glue en la configuración de alta temperatura para los elementos del soporte y el soporte del brazo desde la primera construcción que solo uso en el interior, ya que hice los elementos con tacos de madera envueltos en cinta adhesiva de aluminio.

Paso 5: Terminar

Puede aplicar una capa ligera de Krylon para sellar los elementos de la antena, la pluma y los soportes para evitar la corrosión más adelante que podría afectar negativamente el rendimiento de la antena.

También puede hacer una empuñadura con cinta de silicona, una empuñadura vieja o cualquier material no conductor que desee.

También puede hacer un soporte para que la antena se monte en un trípode u otra ubicación como un mástil fijo o un mástil con un rotador.

Hay otros diseños impresionantes de antenas yagi que puede encontrar en línea, en libros de ARRL o en otros libros.

También hay otros archivos STL de montaje de impresora 3D listos para usar para Yagi y otras antenas que puede encontrar en Thingiverse.

Si disfruta de la fabricación de antenas, puede invertir en un medidor SWR o construir el suyo propio. Hay muchos proyectos excelentes en línea para ayudarlo a comprender mejor el rendimiento de su antena y aprender electrónica al mismo tiempo.

¡Disfruta usando tu antena!