~ Antenne Yagi à 450 MHz : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

L'objectif de cette instructable est de créer une antenne Yagi ~ 450 MHz rentable pour la radiogoniométrie ou d'autres utilisations de la manière la plus ingénieuse que je puisse trouver, tout en fournissant une construction d'antenne standardisée à utiliser pour comparer les résultats à l'aide du même logiciel d'analyse et/ ou méthodes. Je vais démontrer une méthode pour; fabriquer l'antenne en utilisant des matériaux courants que l'on peut trouver localement, où trouver les matériaux et en utilisant une imprimante 3D pour fabriquer les pièces utilisées pour monter les éléments d'antenne sur la perche pour un look plus expert si vous avez accès à une imprimante 3D. Gardez à l'esprit que différents matériaux peuvent être utilisés dans une certaine mesure où l'accent principal et l'attention requise seront sur les dimensions et les spécifications pour de meilleures performances. Je vais noter des idées pour différentes méthodes à faire à chaque étape.

Fournitures

1. Tubes en aluminium, cuivre ou laiton d'environ 1 cm ou 3/8 de diamètre (un goujon en bois recouvert de ruban adhésif en aluminium ou d'une tresse en cuivre étain fonctionnera également. Un fil de cuivre massif de calibre 12 ou 14 peut également être utilisé.)

2. ~ 36" de tube en cuivre de 1 cm ou 3/8" (ancien tuyau d'eau ou de réfrigérant gratuit ou de récupération, car la paroi la plus mince se plie plus facilement. De l'aluminium ou du cuivre de 9,5 mm x 1,5 mm d'épaisseur peut également être utilisé ou vous pouvez essayer d'utiliser 12 ou fil de cuivre massif de calibre 14.)

3. ~ 30" de tube carré en aluminium de 1" ou 2,5 cm (ancien cadre de casquette de camion de chantier gratuit ou de récupération. Techniquement, vous pouvez même utiliser une branche d'arbre ou un morceau de bois sec et droit tant que les éléments sont sur le même plan)

4. 6 Pailles en plastique ou en papier (restaurants)

5. 5 vis (facultatif et voir Hot Glue Gun et Hot Glue)

6. ~ 30 cm de câble coaxial RG6 75ohm (les anciens satellites gratuits sont une excellente source)

7. ~ 40 de RG58 ou autre câble coaxial 50ohm

8. RG58 ou tout autre câble coaxial de 50 ohms utilisé Connecteur mâle (SMA, BNC ou quel que soit votre récepteur d'entrée)

9. Fer à souder et soudure (flux si la soudure n'est pas un noyau de flux)

10. Coupe-fil (facultatif car un couteau ou un autre coupe-fil peut être utilisé)

11. Pinces à dénuder (facultatif car un couteau ou un autre coupe-fil peut être utilisé si vous faites attention à ne pas couper les fils)

12. Scie pour couper le tube et la flèche

13. Mini coupe-tube en cuivre (facultatif, mais c'est bien d'avoir)

14. Pistolet à colle chaude et colle chaude haute température (facultatif car de la super colle, de l'époxy, un stylo pour imprimante 3D ou des vis peuvent être utilisés. Si des vis sont utilisées, une perceuse sera nécessaire pour percer les trous dans la flèche pour les vis)

Étape 1: Mesurez et coupez les éléments d'antenne, la flèche et le câble coaxial

Une fois que vous avez déterminé les matériaux qui seront utilisés pour les éléments de l'antenne (tube en aluminium, chevilles en bois recouvertes de ruban d'aluminium ou de tresse en cuivre étamé, tuyau en cuivre, tube en laiton, fil de cuivre, etc.), vous pouvez mesurer et marquer où couper. Gardez à l'esprit l'erreur de couper un peu plus long que plus court, donc si plus tard vous voulez essayer de régler davantage l'antenne… vous pouvez réduire la longueur. C'est une bonne pratique à garder à l'esprit pour les futures constructions d'antennes. Le mieux est d'essayer de conserver les coupes selon la longueur notée spécifiée pour plus de cohérence.

Les spécifications pour les éléments suivants sont les suivantes

Élément de direction 1 - 25cm

Élément de direction 2 - 26cm

Élément de direction 3 - 26cm

Élément entraîné - 68,7 cm (cela peut être mesuré et coupé plus longtemps car certains peuvent être coupés plus tard en fonction de la qualité du rayon de courbure et de l'écart d'environ 2 cm)

Élément réfléchissant - 36cm

Flèche - 74,5 cm

Câble coaxial Balun RG6 - 25,1 cm

Câble coaxial Feedline RG58 - J'ai utilisé 38 bien que techniquement la ligne d'alimentation puisse être réglée pour une longueur d'onde SWR optimale

Plier l'élément entraîné

Pliez le rayon de 2,5 cm à chaque extrémité, en utilisant un goujon ou une forme ronde de 5 cm de diamètre en fonction de ce dont vous disposez, en mesurant soigneusement pour que la largeur des éléments d'antenne entraînée soit de 30 cm. Vous pouvez vous plier en observant attentivement et en mesurant pendant que vous vous pliez. Vous pouvez également plier en utilisant la méthode de remplissage avec du sable comme dans cette instructable ou la méthode de remplissage avec du sel comme dans cette instructable ou une cintreuse de tubes ou une méthode de cintrage à ressort.

Découpe et dénudage du balun RG6: λ/2@435MHz = 300 000/435 x 2 = 345 mm (air) Coax Velocity Factor (v)

En URM111: 16mm d'extrémité dénudée (v=0.9) = 18mm (électrique)

Longueur de coupe = 345mm-18mm

Pour câble PE v = 0,66, 345 mm - 18 mm x 0,66 = 215,82 mm non dénudé et ajoutez 1 cm de PE non dénudé et ~ 6 mm dénudé pour une longueur totale de 231,82

Câble PTFE v = 0,72, 345 mm - 18 mm x 0,72 = 235,44 mm non dénudé et ajoutez 1 cm de PE non dénudé et ~ 6 mm dénudé pour une longueur totale de 251,44

Découpe et dénudage de la ligne d'alimentation RG58: dénudez environ 3 cm de l'isolant extérieur de l'extrémité du RG58 et 1 cm de l'isolant intérieur en PE/PTFE.

Étape 2: Imprimez en 3D les supports d'éléments

Si vous n'avez pas accès à une imprimante 3D localement ou par la poste, cette étape peut être modifiée de manière créative pour s'assurer que les éléments d'antenne sont montés à ~5/32 (4 mm) au-dessus de la surface de la perche à l'aide d'un matériau électriquement isolant comme tout plastique, ou même bois, que vous pouvez trouver à utiliser.

Si vous avez accès à une imprimante 3D que ce soit la vôtre, dans un Maker Space ou en ligne, un excellent modèle STL (STL est le format de fichier utilisé par l'imprimante 3D) et le fichier que j'ai trouvé déjà fait est ici sur le site suivant:

Il suffit d'enregistrer une copie du fichier. STL de votre choix, de la copier sur une clé USB ou de transférer le fichier sur l'imprimante 3D (email, lecteur partagé, etc.). Demandez à la personne qui possède l'imprimante 3D quoi faire si vous ne le savez pas.

Gardez à l'esprit que la version du lien ci-dessus Révision 0.2 est de 12 mm et est destinée aux éléments de 12 mm de diamètre, bien que les pailles puissent être utilisées comme cales pour remplir l'espace en coupant les pailles à la longueur de la largeur de l'impression 3D, puis en les fendant longueur à ouvrir pour envelopper autant de couches que vous avez besoin de caler pour un ajustement pas lâche.

La version du lien ci-dessus Révision 0.1 est vraiment évidente en ce qui concerne le diamètre de l'élément, bien que j'imprime une taille 1 mm plus grande que le matériau de votre élément et compte tenu du rétrécissement du matériau de l'imprimante 3D afin que vous n'ayez pas à percer l'impression du support plus tard si vous devez agrandir le trou. J'ai utilisé la version 12 mm pour être sûr.

J'ai trouvé que la version Révision 0.1 12 mm fonctionne mieux pour l'élément entraîné (c'est l'élément en cuivre où le câble coaxial (ligne d'alimentation) est connecté), car vous pouvez déplacer le support dans les coins sans rester coincé.

Ne vous laissez pas emporter en imprimant trop à la fois sur la base car certaines imprimantes se comportent différemment et si vous avez remarqué dans l'image avec les impressions grises de la révision 0.1, une autre impression d'antenne discone ne s'est pas avérée correcte.

Remarque: vous pouvez utiliser Primer pour sceller l'impression 3D afin que l'impression dure plus longtemps. C'est un bon conseil en général si vous n'avez jamais imprimé en 3D auparavant, car certains matériaux sont biodégradables et se décomposeront avec le temps.

Étape 3: Disposition, mesure de l'espacement des éléments d'antenne et assemblage

Disposez les éléments d'antenne après avoir inséré et centré les éléments à l'aide de la paille en plastique ou d'autres cales en matériau non conducteur. Gardez à l'esprit que si votre perche n'est pas carrée de 3 cm comme le point de montage des supports d'impression 3D, utilisez simplement le côté lisse de l'impression du support pour l'aligner. N'oubliez pas non plus d'ajuster le centre de la flèche et le centre des éléments pour un espacement symétrique de la vue de dessus.

Mesurez l'espacement de chaque élément d'antenne en partant d'une extrémité de la perche jusqu'à l'autre extrémité de la perche. J'ai commencé par le côté Reflecting Element de la perche. Les distances sont notées dans la première image en gardant à l'esprit que les distances ne sont pas "Au centre" dans l'image. Vous pouvez utiliser ces dimensions ou les distances « Au centre » répertoriées si vous utilisez un autre matériau tel qu'un câblage en cuivre à âme pleine de calibre 14 ou 12.

Les distances "On Center" entre les éléments sont notées comme suit

Élément réfléchissant à élément entraîné (côté le plus proche de l'élément réfléchissant) - 13 cm

Élément entraîné (côté le plus proche du 1er élément directeur) du 1er élément directeur - 3,5 cm

1er élément directeur au 2e élément directeur - 14cm

2e élément directeur au 3e élément directeur - 14 cm

J'ai utilisé des élastiques pour maintenir les éléments montés temporairement en place pendant que j'effectuais l'étape suivante pour m'assurer que l'espacement était correct lors du réglage à l'aide d'un NanoVNA.

Souder le balun et la ligne d'alimentation à l'élément entraîné

Poncez l'élément entraîné là où le balun et la ligne d'alimentation seront soudés, en vous assurant de bien nettoyer. Vous pouvez également appliquer du flux si la soudure que vous utilisez n'est pas un noyau de flux.

Torsadez les fils de terre (extérieurs) à chaque extrémité du câble balun RG6 en un seul fil donc plus facile à souder plus tard et faites de même pour les fils conducteurs car il s'agit très probablement d'un fil toronné. Faites de même pour l'une des extrémités du câble RG58.

Pliez le câble balun RG6 et le câble RG58 et positionnez les fils de terre comme indiqué sur les images et soudez ensemble.

Ensuite, positionnez les fils conducteurs centraux du balun RG6 comme indiqué sur les images et soudez à l'élément entraîné.

Soudez le conducteur central du RG58 sur le côté droit de l'élément entraîné comme indiqué sur les images.

Soudez le SMA, le BNC ou tout autre connecteur que vous avez décidé d'utiliser sur le RG58.

Étape 4: Ajustez (si nécessaire) et sécurisez les supports d'éléments

Connectez les supports d'éléments à l'antenne Boom and Tune

Comme indiqué à l'étape précédente, j'ai utilisé des élastiques pour maintenir temporairement en place chaque élément monté avant de le coller à chaud car je voulais vérifier les performances avec le NanoVNA. Cette étape est facultative, mais il est recommandé de l'effectuer pour assurer l'intégrité de l'antenne et pour apprendre à régler les antennes et autres pièces liées à la radio.

Le NanoVNA est un analyseur de réseau vectoriel (VNA) vraiment rentable qui peut théoriquement effectuer des tests liés à la phase ainsi que les tests liés à l'amplitude qu'un analyseur de réseau scalaire effectue.

Les deux principaux tests qui peuvent être effectués plus facilement et à moindre coût avec le NanoVNA sont:

Impédance - Pour s'assurer que l'impédance correspond au récepteur que nous utilisons dans la gamme de fréquences

Perte réfléchie - Réorganisée d'une manière différente, nous pouvons également calculer le rapport d'ondes stationnaires (VSWR)

Il existe des tutoriels en ligne qui montrent comment utiliser le NanoVNA si vous en avez un. Je recommande d'investir dans un NanoVNA si vous envisagez de vous lancer davantage dans la radio. D'autres mesures peuvent également être effectuées comme indiqué dans cet article.

Il existe également d'autres moyens de régler l'antenne qui sont rentables et qui étaient utilisés avant la sortie du NanoVNA, comme l'utilisation d'un RTL-SDR bon marché et d'une source de bruit à large bande pour déterminer la perte réfléchie et le VSWR optimaux.

Supports d'éléments sécurisés:

Colle chaude, stylo Pinter 3D, Super Glue, époxy ou percez et vissez les supports à la perche une fois espacés aux dimensions ci-dessus ou plus fines. J'ai utilisé de la colle chaude sur le réglage de température élevée pour les éléments sur le support et le support sur la flèche depuis la première construction que j'utilise uniquement à l'intérieur puisque j'ai fabriqué les éléments à partir de chevilles en bois enveloppées dans du ruban adhésif en aluminium.

Étape 5: Terminer

Vous pouvez appliquer une légère couche de Krylon pour sceller les éléments d'antenne, la flèche et les supports afin d'éviter la corrosion ultérieure qui pourrait nuire aux performances de l'antenne.

Vous pouvez également fabriquer une poignée avec du ruban de silicone, une vieille poignée ou tout autre matériau non conducteur de votre choix.

Vous pouvez également créer un support pour l'antenne à monter sur un trépied ou un autre emplacement comme un mât fixe ou un mât avec un rotateur.

Il existe d'autres modèles d'antenne yagi impressionnants que vous pouvez trouver en ligne, dans les livres ARRL ou dans d'autres livres.

Il existe également d'autres fichiers STL de montage d'imprimante 3D prêts à l'emploi pour Yagi et d'autres antennes que vous pouvez trouver sur Thingiverse.

Si vous aimez la fabrication d'antennes, vous pouvez investir dans un ROS ou créer le vôtre. Il existe de nombreux excellents projets en ligne pour vous aider à mieux comprendre les performances de votre antenne et à apprendre l'électronique en même temps.

Profitez de votre antenne !