~ 450 ميجا هرتز هوائي ياغي: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

الهدف من هذه التعليمات هو جعل هوائي Yagi 450 ميجاهرتز فعال من حيث التكلفة للبحث عن اتجاه الراديو أو استخدامات أخرى بأكثر الطرق حيلة التي يمكنني العثور عليها ، مع الاستمرار في توفير بناء هوائي موحد للاستخدام مع مقارنة النتائج باستخدام نفس برنامج التحليل و / أو الأساليب. سأوضح طريقة ل ؛ جعل الهوائي باستخدام مواد شائعة يمكن العثور عليها محليًا ، ومكان العثور على المواد واستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لعمل الأجزاء المستخدمة لتركيب عناصر الهوائي على ذراع الرافعة للحصول على مظهر أكثر خبرة إذا كان لديك وصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد. ضع في اعتبارك أنه يمكن استخدام مواد مختلفة إلى حد معين حيث سيكون التركيز الرئيسي والاهتمام المطلوب على الأبعاد والمواصفات للحصول على أفضل أداء. سأقوم بتدوين أفكار لطرق مختلفة يجب القيام بها في كل خطوة.

اللوازم

1. ~ 48 "من 1 سم أو 3/8" أنابيب ألومنيوم أو نحاسية أو نحاسية بقطر (دعامة خشبية مغطاة بشريط لاصق من الألومنيوم أو جديلة نحاسية من القصدير ستعمل أيضًا. يمكن أيضًا استخدام سلك نحاسي صلب قياس 12 أو 14.)

2. ~ 36 "من 1 سم أو 3/8" أنابيب نحاسية (مياه أو أنابيب تبريد قديمة مجانية أو قابلة للإصلاح لأن الجدار الأرق ينحني بشكل أسهل. يمكن أيضًا استخدام الألومنيوم أو النحاس بسمك 9.5 مم × 1.5 مم أو يمكنك تجربة استخدام 12 أو 14 سلك نحاسي صلب قياس.)

3. ~ 30 "من 1" أو 2.5 سم أنابيب مربعة من الألومنيوم (إطار غطاء شاحنة قديم مجاني أو قابل للإصلاح. من الناحية الفنية ، يمكنك حتى استخدام طرف شجرة أو قطعة من الخشب جافة ومستقيمة طالما أن العناصر موجودة على نفس المستوى)

4. 6 مصاصات بلاستيكية أو ورقية (مطاعم)

5. 5 براغي (اختياري وانظر مسدس الغراء الساخن والغراء الساخن)

6. ~ 30 سم من كابل RG6 75ohm Coax (الأقمار الصناعية القديمة المجانية مصدر رائع)

7. ~ 40 من RG58 أو غيرها من الكابلات المحورية 50 أوم

8. RG58 أو أيًا كان كابل Coax 50ohm يستخدم موصل ذكر (SMA ، BNC أو أي جهاز استقبال الإدخال الخاص بك)

9. لحام الحديد واللحام (التدفق إذا لم يكن اللحام جوهر التدفق)

10. قواطع الأسلاك (اختيارية حيث يمكن استخدام سكين أو قاطعة أخرى)

11. أدوات تقشير الأسلاك (اختيارية حيث يمكن استخدام سكين أو قاطعة أخرى في حالة الحرص على عدم قطع الأسلاك)

12. منشار لقطع الأنابيب والذراع

13. قاطع أنبوب نحاسي صغير (اختياري ، على الرغم من أنه من الجيد امتلاكه)

14. مسدس الغراء الساخن والغراء الساخن بدرجة الحرارة العالية (اختياري حيث يمكن استخدام غراء فائق أو إيبوكسي أو قلم طابعة ثلاثية الأبعاد أو براغي. إذا تم استخدام البراغي ، فسيلزم حفر ثقوب في ذراع التطويل للبراغي)

الخطوة 1: قم بقياس وقطع عناصر الهوائي وكابل ذراع الرافعة وكابل المحاور

بمجرد تحديد المواد التي سيتم استخدامها لعناصر الهوائي (أنابيب الألمنيوم ، المسامير الخشبية المغطاة بشريط من الألومنيوم أو جديلة النحاس المعلبة ، الأنابيب النحاسية ، الأنابيب النحاسية ، الأسلاك النحاسية المنزلية ، إلخ) ، يمكنك القياس ووضع علامة أين تقطع. ضع في اعتبارك الخطأ في القطع لفترة أطول قليلاً من الأقصر ، لذا إذا أردت لاحقًا محاولة ضبط الهوائي أكثر … يمكنك تقليص الطول. هذه ممارسة جيدة يجب وضعها في الاعتبار عند إنشاء الهوائي في المستقبل. الأفضل هو محاولة الحفاظ على التخفيضات حسب الطول المحدد المحدد من أجل الاتساق.

المواصفات لما يلي هي على النحو التالي

عنصر التوجيه 1 - 25 سم

عنصر التوجيه 2-26 سم

عنصر التوجيه 3 - 26 سم

العنصر المدفوع - 68.7 سم (يمكن قياسه وقطعه لفترة أطول نظرًا لأن البعض قد يتم قصه لاحقًا بناءً على جودة انحناء نصف القطر والفجوة التي تبلغ حوالي 2 سم)

عنصر عاكس - 36 سم

بوم - 74.5 سم

كابل Balun RG6 Coax - 25.1 سم

كابل Feedline RG58 Coax - لقد استخدمت 38 على الرغم من أنه من الناحية الفنية يمكن ضبط خط التغذية للحصول على الطول الموجي الأمثل SWR

ثني العنصر المدفوع

قم بثني نصف قطر 2.5 سم على كل طرف ، باستخدام وتد دائري بقطر 5 سم أو شكل حسب ما هو متاح لديك ، قم بالقياس بعناية بحيث يكون عرض عناصر الهوائي مدفوعة 30 سم. يمكنك الانحناء عن طريق مقلة العين بعناية والقياس أثناء الانحناء. يمكنك أيضًا الانحناء باستخدام طريقة الحشو بالرمل كما هو الحال في هذه التعليمات أو طريقة التعبئة بالملح مثل هذه التعليمات أو ثني الأنابيب أو طريقة الانحناء الزنبركي.

قطع وتجريد RG6 Balun: λ / 2 @ 435MHz = 300 ، 000/435 × 2 = 345 مم (هواء) عامل السرعة المحورية (v)

في URM111: 16 مم من النهاية المجردة (v = 0.9) = 18 مم (كهربائي)

طول القطع = 345 مم -18 مم

لكابل PE v = 0.66 ،

345 مم - 18 مم × 0.66 = 215.82 مم غير مكشوف وإضافة 1 سم PE غير مكسو و 6 مم تقريبًا للطول الإجمالي 231.82

كابل PTFE v = 0.72 ،

345 مم - 18 مم × 0.72 = 235.44 مم غير مكسو وأضف 1 سم PE غير مكسو و 6 مم تقريبًا للطول الإجمالي 251.44

قطع وتجريد خط التغذية RG58: قم بفصل 3 سم تقريبًا من العزل الخارجي من نهاية RG58 و 1 سم من العزل الداخلي PE / PTFE.

الخطوة 2: طباعة ثلاثية الأبعاد لتركيب العناصر

إذا لم يكن لديك وصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد محليًا أو عبر البريد ، فيمكن تعديل هذه الخطوة بشكل إبداعي للتأكد من تركيب عناصر الهوائي حوالي 5/32 بوصة (4 مم) فوق سطح ذراع الرافعة باستخدام مادة عازلة كهربائيًا مثل أي نوع من البلاستيك ، أو حتى الخشب ، يمكنك أن تجده للاستخدام.

إذا كان لديك وصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد سواء كانت خاصة بك ، في Maker Space أو عبر الإنترنت ، فإن نموذج STL ممتاز (STL هو تنسيق الملف الذي تستخدمه الطابعة ثلاثية الأبعاد) والملف الذي وجدته بالفعل موجود هنا في الموقع التالي:

ما عليك سوى حفظ نسخة من ملف. STL الذي تختاره ، أو نسخه إلى محرك أقراص ضوئي أو مع ذلك تحتاج إلى نقل الملف إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد (بريد إلكتروني ، ومحرك أقراص مشترك ، وما إلى ذلك). اسأل أي شخص لديه طابعة ثلاثية الأبعاد ماذا تفعل إذا كنت لا تعرف.

ضع في اعتبارك أن الإصدار 0.2 من الرابط أعلاه هو 12 مم وهو لعناصر قطرها 12 مم ، على الرغم من أنه يمكن استخدام القش كحشوات لملء الفراغ عن طريق قص القش بطول عرض الطباعة ثلاثية الأبعاد ثم شقها لأسفل طول لفتحه للالتفاف بأكبر عدد ممكن من الطبقات التي تحتاجها لتقليصها من أجل المقاس غير الفضفاض.

يعد الإصدار 0.1 من الرابط أعلاه واضحًا حقًا فيما يتعلق بقطر العنصر ، على الرغم من أنني سأطبع حجمًا أكبر بمقدار 1 مم من مادة العنصر بالإضافة إلى التفكير في انكماش مادة الطابعة ثلاثية الأبعاد حتى لا تضطر إلى حفر قاعدة الطباعة في وقت لاحق إذا كنت بحاجة إلى جعل الحفرة أكبر. لقد استخدمت الإصدار 12 مم لأكون آمنًا.

لقد وجدت أن إصدار Revision 0.1 12mm يعمل بشكل أفضل مع Driven Element (هذا هو العنصر النحاسي حيث يتم توصيل كابل coax (خط التغذية)) ، حيث يمكنك تحريك الحامل حول الزوايا دون أن تتعطل.

لا تبتعد عن الطباعة كثيرًا في وقت واحد على القاعدة نظرًا لأن بعض الطابعات تتصرف بشكل مختلف وإذا لاحظت في الصورة مع مطبوعات Revision 0.1 الرمادية ، فإن مطبوعات أخرى لهوائي discone لم تكن صحيحة.

ملاحظة: يمكنك استخدام Primer لإغلاق الطباعة ثلاثية الأبعاد حتى تدوم الطباعة لفترة أطول. هذه نصيحة جيدة بشكل عام إذا لم تقم بالطباعة ثلاثية الأبعاد من قبل لأن بعض المواد قابلة للتحلل الحيوي وسوف تتحلل بمرور الوقت.

الخطوة 3: التخطيط وقياس تباعد وتجميع عنصر الهوائي

قم بتخطيط عناصر الهوائي بعد إدخال العناصر وتوسيطها باستخدام القش البلاستيكي ، أو حشوات مادة أخرى غير موصلة. ضع في اعتبارك إذا لم يكن ذراع الرافعة الخاص بك مربعًا 3 سم مثل نقطة تركيب الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فما عليك سوى استخدام الجانب الأملس لطباعة التثبيت للمحاذاة معها. أيضًا ، ضع في اعتبارك أن تقوم بضبط مركز ذراع الرافعة ووسط العناصر للحصول على مسافات متناظرة في الرؤية العلوية.

قم بقياس تباعد كل عنصر من عناصر الهوائي بدءًا من أحد طرفي ذراع التطويل والعمل حتى الطرف الآخر لذراع التطويل. لقد بدأت من جانب "العنصر الانعكاس" في ذراع الرافعة. تمت الإشارة إلى المسافات في الصورة الأولى مع الأخذ في الاعتبار أن المسافات ليست "في المركز" في الصورة. يمكنك استخدام هذه الأبعاد أو مسافات "المركز" المدرجة إذا كنت تستخدم مادة أخرى مثل الأسلاك النحاسية ذات النواة الصلبة قياس 14 أو 12.

يشار إلى المسافات "في المركز" بين العناصر على النحو التالي

العنصر الانعكاسي للعنصر المدفوع (أقرب جانب لعنصر الانعكاس) - 13 سم

العنصر المدفوع (أقرب جانب من عناصر التوجيه الأول) إلى عنصر التوجيه الأول - 3.5 سم

العنصر التوجيهي الأول إلى العنصر التوجيهي الثاني - 14 سم

عنصر التوجيه الثاني إلى عنصر التوجيه الثالث - 14 سم

لقد استخدمت الأربطة المطاطية لتثبيت العناصر المثبتة مؤقتًا في مكانها أثناء تنفيذ الخطوة التالية للتأكد من صحة التباعد عند الضبط باستخدام NanoVNA.

لحام Balun و Feedline إلى العنصر المدفوع

قم برمل العنصر المدفوع حيث سيتم لحام البالون وخط التغذية ، مع التأكد من التنظيف جيدًا. يمكنك تطبيق التدفق أيضًا إذا كان اللحام الذي تستخدمه ليس قلب التمويه.

قم بتدوير الأسلاك الأرضية (الخارجية) على كل طرف من كبل Balun RG6 في سلك واحد بحيث يسهل لحامها لاحقًا وفعل الشيء نفسه بالنسبة للأسلاك الموصلة نظرًا لأن السلك الذي تقطعت به السبل على الأرجح. افعل الشيء نفسه مع أحد طرفي كابل RG58.

قم بثني كبل RG6 Balun وكابل RG58 وضع الأسلاك الأرضية كما هو موضح في الصور وقم بلحامها معًا.

ثم ضع الأسلاك الموصلة المركزية لـ RG6 balun كما هو موضح في الصور وقم بتوصيل اللحام بالعنصر المدفوع.

قم بلحام الموصل المركزي لـ RG58 على الجانب الأيمن من العنصر المدفوع كما هو موضح في الصور.

قم بلحام SMA أو BNC أو أي موصل قررت استخدامه على RG58.

الخطوة 4: الضبط (إذا لزم الأمر) وحوامل العناصر الآمنة

قم بتوصيل Element Mounts بـ Boom و Tune Antenna

كما هو مذكور في الخطوة السابقة ، استخدمت الأشرطة المطاطية لتثبيتها مؤقتًا في مكان كل عنصر مثبت قبل أن يتم لصقها في مكانها لأنني أردت التحقق من الأداء باستخدام NanoVNA. هذه الخطوة اختيارية ، على الرغم من التوصية بها لضمان سلامة الهوائي ولمعرفة كيفية ضبط الهوائيات والأجزاء الأخرى المتعلقة بالراديو.

NanoVNA عبارة عن محلل شبكة متجه فعال من حيث التكلفة (VNA) يمكن نظريًا إجراء اختبارات مرتبطة بالمرحلة جنبًا إلى جنب مع الاختبارات ذات الصلة بالسعة التي يقوم بها محلل الشبكة Scalar.

الاختباران الرئيسيان اللذان يمكن إجراؤهما بسهولة أكبر وفعالية من حيث التكلفة باستخدام NanoVNA هما:

المعاوقة - للتأكد من مطابقة الممانعة للمستقبل الذي نستخدمه في نطاق التردد

الخسارة المنعكسة - إعادة الترتيب بطريقة مختلفة يمكننا أيضًا حساب نسبة الموجة الدائمة (VSWR)

هناك دروس على الإنترنت توضح كيفية استخدام NanoVNA إذا كان لديك واحد. أوصي بالاستثمار في NanoVNA إذا كنت تخطط للوصول إلى الراديو أكثر. يمكن إجراء مزيد من القياسات أيضًا كما هو موضح في هذه المقالة.

هناك أيضًا طرق أخرى لضبط الهوائي فعالة من حيث التكلفة تم استخدامها قبل ظهور NanoVNA مثل استخدام RTL-SDR رخيص ومصدر ضوضاء واسع النطاق لتحديد الخسارة الانعكاسية المثلى و VSWR.

يتصاعد عنصر آمن:

غراء ساخن ، قلم بينتر ثلاثي الأبعاد ، غراء فائق ، إيبوكسي أو مثقاب ، وثبّت الحوامل في الذراع بمجرد تباعدها مع الأبعاد المذكورة أعلاه أو التي تم ضبطها بدقة. لقد استخدمت Hot Glue في إعداد درجة الحرارة العالية للعناصر الموجودة في الحامل والتركيب على ذراع الرافعة منذ البناء الأول الذي أستخدمه فقط في الداخل منذ أن صنعت العناصر من المسامير الخشبية الملفوفة بشريط لاصق من الألومنيوم.

الخطوة 5: الإنهاء

يمكنك وضع طبقة خفيفة من Krylon لإغلاق عناصر الهوائي والذراع والحوامل لمنع التآكل لاحقًا مما قد يؤثر سلبًا على أداء الهوائي.

يمكنك أيضًا صنع قبضة يد من شريط سيليكون أو قبضة قديمة أو أي مادة غير موصلة تريدها.

يمكنك أيضًا إنشاء حامل للهوائي لتركيبه على حامل ثلاثي القوائم أو أي مكان آخر مثل صاري ثابت أو صاري به محور دوار.

هناك تصميمات رائعة أخرى لهوائي yagi يمكنك العثور عليها عبر الإنترنت ، في كتب ARRL أو في كتب أخرى.

هناك أيضًا ملفات STL أخرى جاهزة للطابعة ثلاثية الأبعاد مُصممة خصيصًا لـ Yagi والهوائيات الأخرى التي يمكنك العثور عليها على Thingiverse.

إذا كنت تستمتع بصنع الهوائي ، يمكنك الاستثمار في مقياس SWR أو بناء عداد خاص بك. هناك الكثير من المشاريع الرائعة عبر الإنترنت للمساعدة في فهم أداء الهوائي بشكل أفضل وتعلم الإلكترونيات في نفس الوقت.

استمتع باستخدام الهوائي الخاص بك!