كيف يحسبون "العمود الأوّلي" لـ"ياغي أنتينا"

تصميم (يجي أنتينا) لماذا (إيمنت لينجتس ماتير)

A Yagi-Uda antenna is a directional array of parallel elements that concentrates radio energy in one direction while rejecting signals from behind. The design uses three types of elements: a driven element connected to the feedline, a ]reflector behind it, and one or more [Fdirect]

العنصر المدفوع هو العنصر الوحيد الذي يرتبط مباشرة بمرسلك أو متلقيك، فالعكس، الذي يقطع فترة أطول من العنصر المدفوع، يلغي الإشعاع إلى الخلف، والمديرون، الذين يقصرون تدريجياً في تقدمهم، يركزون الطاقة إلى الأمام، وعندما يُحسب على النحو المناسب، فإن التيارات في المديرين تتخلف عن العنصر المدفوع، مما يؤدي إلى تدخل بنّاء وتدخل مدّدم، وهذه العلاقة توضح السبب في حدوث خطأ واحد في عنصر من عناصر من نوعين.

ويتطلب تحقيق طول العناصر فهماً للطول الموجي، ويُحاسب على سميك الموصل ومواد الازدهار، ويتبع عملية تربوية منهجية، ويسير هذا الدليل من خلال كل خطوة، من الحسابات الأساسية إلى الترسب الميداني النهائي.

بدء مع وافلنغث

كل طول عناصر الياجى جزء من الموجة الفضائية المجانية عند ترددكم المستهدف

[(metres) = 300 / f (MHz) ]

الـ300 الدائم يأتي من سرعة الضوء بملايين الأمتار في الثانية، أما بالنسبة لفرقة الهواة التي تبلغ مساحتها 2 متراً فتركز على 145 ميغاهيرتز:

[[300] 145] MP 2.069 متراً ]

بالنسبة لـ 70 سنتيمتراً في 435 ميغاهيرتز: □ 300 / 435 حفز 0.690 متراً.

واقعة مصنع الألواح

فالفرق في الهواء لا يذكر، ولكن عندما تمر العناصر من خلال المواد العزلة أو يتم تدوينها، فإن التغيرات الفعلية في طول الكهرباء هي أكثر تقلبات الهواء احتمالا، وإذا استخدمتم أسلاك محمولة أو معاطف غذائية، فإنكم تتوقعون أن يكون عامل السرعة 0.95 إلى 0.98 - أي أن العناصر المادية بحاجة إلى أن تكون أقصر من الحسابات.

فعندما تمر العناصر بازدهار معدني دون قذف، فإن الازدهار يشكل عبئاً مسهباً، مما يقلص طول الكهرباء، ويضيف الكثير من البنايين تصحيحاً للازدهار يتراوح بين 0.5 و1 ملم لكل ملليمتر من قطرات الازدهار إلى الطول المادي، وقد يتطلب الازدهار المربع 25 ملم إضافة 10-15 ملم إلى كل عنصر قبل التمزق، ويوثق دائماً هذه التعديلات حتى تتمكن من إعادة صياغة التصميم لاحقاً.

حساب العنصر الداسر

في الفضاء الحر، يُعدّ جهاز ريبلو الصوتي مقياساً 0,5 كيلوغراماً، لكن عوامل العالم الحقيقي مثل سميكة الوصل والآثار النهائية تقلل من ذلك، وتستخدم الصيغة العملية عامل السرعة ك، وهو عادة 0.95 للألمنيوم الخالص:

Driven Element Length = 0.5 × × × k]

أما بالنسبة للمترات، فإن الصيغة التقليدية هي L = 142.5 و/و (MHz)، التي تشكل بالفعل آثارا نهائية في سلك سميك بدرجة معقولة.

L = 142.5 / 145 ▪ Enhancing 0.983 m per side, total = 1.966 m]

يمكن أن يكون العنصر المدفوع مجرد اضطرابات، أو عقيدة مطوية (تأثير الازدهار إلى حوالي 300 ميل لتسهيل مطابقتها مع الـ 4: 1 بالون)، أو ديبول مُصاب بالأشعة المُميتة، وتستخدم الأقطاب المُقَلَّفة نفس صيغة نصف الموجات، ولكنها تحتاج إلى تَغَيُّز المُطابقة، وبناء العنصر المُحرك أولاً، وقياسة مع العناصر المتحللة،

التأثيرات على قياسات العنصر

ويخفض حاملو العجلات من مستوى الكبريت ويوسعون نطاق الترددات، ولكنهم يقصرون أيضا طولا قياسيا، وقد يقاس عدد الديبول من عيار ١٤٥ ميغاهرتز من حوض الألومنيوم ١٢ مم ١,٩٢ مترا بدلا من ١,٩٧ مترا، ويستحق تحسين الترددات جهد الحساب الإضافي - وقد تغطي عناصر من الياغي ذات ١٢ مم ضعف نطاق التردد الذي يبني بجهاز لاسلكه ٣ ملم.

وتدرج برامج مثل EZNEC و]4NEC2]] تصحيحات مقياسية تلقائياً، وتوفر شركة ARRL موارد تصميم، ومولدات إلكترونية مثل ]K4HCGs Yagi Designer كتقديرات أولية للبدء.

إنشاء المُدير

المفكر يجلس خلف العنصر المدفوع، ويقطع 3 إلى 5.5 في المائة من الوزن، ويبدأ في حوالي 0.503 من نوع 0.5 إلى 0,5 من طراز كهرباء، في 145 من طراز MHz:

0.503 = 1.040 متر
0.510 = 1.055 متر
0.520 = 1.076 متر

وتتراوح المباعدة بين عنصر المفكر والعنصر المدفوع عادة بين 0.15 و 0.2 و 0.2 و2 وينخفض ارتفاع المباعدة بين المباعدة بين المباعدة بين المظلة والزيادة في التحميل؛ ويقلل التوسع في المباعدة بين المسافات بين التقلبات، بينما يشاهد نسبة المسافات الأمامية إلى الخلف - يبدأ معظم البنين عند 0.55 وثلث في العلاوات من 1 إلى 2 ملم حتى لا تتردد التصميم.

إن الخطأ المشترك هو جعل المفكر طويلا جدا، مما يدفع الواجهة إلى الخلف إلى التناقص في التواتر ويقلل من المكاسب إلى الأمام، كما أن العاكس يتصرف باختصار شديد مثل المدير الثاني، وهو التوجيه المهين، مع ازدهار معدني وعناصر من خلال المركب، يضيف التصويب قبل التمزيق، ويحقق مسحا مُجسما: ثلاث مرات في المليمتر، ويسجل فيه معدل القفل الأمامي إلى الخلف.

مديرو التعليم

المديرون أقل من العنصر المدفوع، سلسلة بداية نموذجية:

Director 1:] 0.455 blur (for 145 MHz: 0.941 metres)
Director 2:] 0.445 و (0.921 متراً)
Director 3:] 0.435qua (0.900 metres)
Director 4:] 0.425 و 0.880 متراً

وتتغير هذه القيم مع تصحيح الازدهار، كما أن سلوك الازدهار المعدني أطول من ذلك كهربيا بسبب القدرة على الازدهار، وهي قاعدة من قواعد الابهام: تضاف ٠,٠ 02 لكل ٠,٠ كيلوغرام من تصحيح مقياس الطفرة، وتعالج برامجيات المحاكاة هذه تلقائيا.

ويزداد تنصيب المدير من التمرين على التقلبات - ويكسب الذروة على نطاق واسع - ولكن تطابق الازدراء حساس، فإذا كان المدير قصيرا جدا، فإن إعادة الصمود بين العناصر المحسوبة إلى أعلى، وارتفاع مستوى VSWR، والتسلسل العملي: وضع المجس، وإضافة أول مدير، والتحقق من الصلاحية، وإذا ما كانت التحركات الدنيا للتردد المستهدف، فإن كل مدير إضافي يسحب من جديد.

المباعدة بين الولادات وآثارها

طول الخط الوحيد لا يضمن الأداء، المباعدة بين الجنسين حرجة بنفس القدر

مُنعكس على العنصر المُحرك: 0.15 إلى 0.2
عنصر محرك للمخرج الأول: 0.1 إلى 0.2
مدير للمدير: 0.15 إلى 0.25

ويزيد طول فترات التباعد على نطاق واسع من الازدهار ويزيد قليلا من المكاسب عند تكلفة الفصائل الجانبية، ويخفض التباعد بين الرؤوس الريحين من التحميل، ولكنه قد يضيق نطاق التردد ويسقط من الارتداد.

كما أن المباعدة بين المسافات تؤثر على الإفراط في المدخلات، فإذا أظهر ياغي غطس جيد في القوات الجمهورية لكرة القدم، ولكن نقطة تحول بعيدة عن 50 نقطة، فإن تسوية المسافات بين المعبر والموصلات أولاً، وزيادة هذه المباعدة بين المسافات، يزيد من سوء السلوك، ويقلل من ذلك، ويؤثر على المباعدة الثانوية، ولكنه يساعد على تحسين مستوى النطاق الترددي.

تدفق أعمال التشييد العملية

لا توجد حسابات تحل محل التموين التجريبي، وقد ثبت أن تدفق العمل هذا موثوق به بالنسبة لبنيي البيوت:

Choose materials:] pick a centre frequency and element material — 6061-T6 aluminium is a good balance of strength and conductivity for outdoor use. Note tube diameter for correction calculations.
] Calculate theoretical lengths:] Start from free-space wavelength and element fractions. Apply 0.95 velocity factor for efficient conductors, 0.92-0.93 for fish tubing. Add boom correction for metal booms.
Build the driven element first:] Assemble with matching network, mount on boom. Measure resonant frequency with antenna analyser. Trim symmetrically until VSWR dips at target frequency. Trim both sides equally — asymmetry causes pattern squint and cross-polarisation.
Add the reflector:] Install at designed spacing without directors. Measure pattern by walking a signal source behind the antenna. Adjust reflector length until rear rejection tops at design frequency. A field-strength meter or S-meter on a receiver works for relative comparisons if a spectrum analyser is unavailable.
(د) أن يُنشئ المديرون الأولون: ] يُضاف أول مدير، وخط المقياس والنمط، حسب الحاجة.
Final impedance check:] A well-tuned Yagi presents 50 راء (or 200--------------------0 balun) وإذا كان الاختراق منخفضاً، فإن زيادة عدد المديرين الذين يباعون في المسافات أو يقلل من سرعة المفكرين، وإذا كان ذلك عالياً، فإن تغييراً، يمكن أن يغير متغير في وقت واحد في الوقت.
Weatherproof:] Once tuned, secure set das, use anti-oxidation compound on aluminium joints, and apply silicone dielectric grease to fasteners. For outdoor installations, coat element booms with polyurethane varnish to prevent galvanic corrosion.

استخدام برامجيات محاكاة

ويُعلّم الحسابات اليدوية الأساسيات، ولكن تُستخدم في تصميمات متعددة العناصر، فوائد هائلة من نمذجة الحاسوب. EZNEC و]4NEC2 ]] معايير صناعية، وتتيح لكم إحداثيات عنصر المدخلات، وطول المواد، ثم تُحدّدُ بشكل تلقائي مستويات الاز الإشعاع، ونسبة من التلقيم إلى التلقيم.

(ب) إن أجهزة الحاسب الآلي على الإنترنت توفر أبعاداً سريعة البدء، فالـ [(FLT:0]K4HCG Yagi Designer ] خيار شعبي، إذ تستخدمها في تصميمات جواز السفر الأول، ثم التحقق منها بمحاكاة كاملة من ثلاثية الأبعاد، وبالنسبة إلى محركات الموجات الدقيقة (2.4 GHz Wi-Fi)، فإن طولها المادي يهبط إلى مقياس بناء مصانع الميكانيكية، مما يجعلها حرجاًاًاً.

وعند استخدام البرمجيات، تحقق من موقع الطائرات الأرضية، ومعظم نماذج النيتروز - ٢ تفترض وجود حيز مجاني، مناسب للتصميم الأولي، وينبغي أن يتضمن التحقق النهائي نموذجا أرضيا حقيقيا في الارتفاع المتوقع، ويستلزم التكيف من الفضاء الحر لتسديد الآثار الأرضية عادة تقصير جميع العناصر بنسبة ٠,٥-١,٥ في المائة حسب الارتفاع.

اعتبارات الضمادات والمعارض المتعددة

ويعاني اليانغي من ضيق بطبيعته، وهو ما يناسب عرض النطاق الترددي الذي يتراوح بين ٢ و٣ في المائة، وبالنسبة للتغطية الأوسع )١٤٤-١٤٨ ميغاهيرتز(، فإن بعض التصميمات تستخدم مديريا محصورين أو عناصر متعددة النطاقات، ولكن الياقوس المحاصرين يتطلب تربيتها بدقة، وبالنسبة لمعظم مشاريع الزرع، فإن اليانغي ذات الكسب المتواضع هو الخيار العملي.

وبالنسبة لعملية ذات مترين عبر تقسيمات بسيطة ومكررة، وتصميم لمعدل 146 ميغاهيرتز بمقياس 8-10 ملم، وسيغطي النطاق الترددي الناتج عن ذلك 144-148 ميغاهرتز بشكل مريح، وبالنسبة لطرق ضيقة مثل سداسي البروم ثنائي الفينيل أو CW، يُفضى إلى تردد واحد ويقبل 1.5:1 VSWR على حواف النطاق الترددي - مقبولة تماما بالنسبة لمعظم المتجاوزات.

معرض العالم الحقيقي: 2 - متر من 5 - إيمنتي ياجي

دعونا نجري تصميم عملي لـ 145.0 ميغاهيرتز باستخدام قضبان الألمنيوم 6 ملم على ازدهار معدني مربع 25 مم مع جبال مُزَوَّلة عبر البوم (عامل السرعة 0.97).

عنصر محرك (الديبول المطوي): طول البداية = 0.97 × 0.5 × 1.003 متر لكل جانب، مجموع الحلقة: 006 2 مترا، ويبلغ طول الاستاذ في العادة 0.02 × 0.04 × مع نقص التصفير.
Reflector: 0.503, 02,97 = 1.010 metres, plus 12 mm boom correction = 1.022 metres.
المدير 1: 0.455 × 0.97 = 0.914 مترا + 12 ملم = 0.926 مترا.
المدير 2: 0.445 × 0.97 = 0.894 متر + 12 ملم = 0.906 متر.
المدير 3: 0.435 × 0.97 = 0.874 مترا + 12 ملم = 0.886 مترا.

Spacings: reflector–driven = 0.2 km (0.414 m), driven —D1 = 0.15 04.310 m), D1-D2 = 0.25 / 0.517 m), D2-D3 = 0.3 dicho (0.621 m). These are starting values - simulate first, then trim in an openfield test range. expected gain: 10-11 dBi with front-to-

الآثار الأرضية والحزم

كل حسابات الفضاء المجاني تتغير عندما تصعد الهوائي بالقرب من الأرض، تُغير التأملات الأرضية نمط الارتفاع و الإرتفاع، و تُظهر (ياجيس) بشكل فاخر مع الأرض، و تُحوّل عنصر الصعود، و تُرفع الهوائي على الأقل 1 كيلو متر فوق الأرض و تُعيدُ تحصينها.

ويحتاج التعبئة التي تفصل بين يغيز - التلال أو العريض - إلى أداة للترميز تعتمد على الهجاء التدريجي للعناصر، مما يجعل الدقة أكثر أهمية، ويستخدم التكديس كولينار عادة الفتنة الرأسية من 1 إلى 1.5 كيلو متر، ويستخدم التكديس الواسع النطاق استخداما للفصل الأفقي من 0.5 إلى 1 كيلو متر، ويجب أن يكون لتسخير الترددات الألفية متساويا في كل نمط من النملاءات.

المشاكل المشتركة والحلول

وحتى البنين ذوي الخبرة يواجهون مشاكل، وهنا توجد مشاكل متكررة:

Resonance too low:] All elements are likely too long. Trim by 1 -2% and re check. If only the reflector detunes, verify its mounting distance from the boom.
Impedance far from 50 judici:] Incorrect spacing is the usual cause. Adjust reflector spacing first, then director spacing.
Poor front-to-back ratio:] wrong reflector length or spacing. Also check for element asymmetry — 2 mm difference between left and right halves can degrade the pattern. Use a calliper to verify symmetrical trimming.
Narrow bandwidth:] Use fisher elements. If changing diameter shifts resonance, recalculate lengths with the new diameter.
Pattern squint:] Caused by asymmetrical elements or common-mode current on the feedline. Install a ferrite choke balun at the feedpoint: 8-10 turn of coax through a 31-mix ferrite core.

الأدوات والمواد

يحتاج قطع الختان إلى قياس جيد للتسجيلات الدقيقة، وجهاز مخترق مجهز بالملابس، وجهاز لدفنها، وتذكر مع جهاز حاد لكنه قطع من 1 إلى 2 ملم خارج الخط وقطعه إلى آخره، ولا تقطع كلا الجانبين في وقت واحد دون قياس، وبالنسبة لفرق التردد فوق العالي ومايكرويف، فإن جهاز الاتصال الرقمي ضروري، ويستخدم دائماً جهازاً للبيع بالبطن الحالي أو بوزي في العنصر المدفوع لمنع التقلبات الحالية

وبالنسبة للمنشآت الخارجية، تستخدم معدات الصلب غير الملموس وجوزات النيلون المقفلة، وتطبق على نوالوكس أو ما شابهها من مضادات الأكسدة على مفاصل الألمنيوم، وتُعدّ الازدهار الكافي لوزن العناصر - ويُحدث عنصران من عيارين من عيارين اثنين مترين من اليانغي قدرا كبيرا من الريح، ويستخدم مروحا من الطيف على الأقل لتصلب الريح المُب.

الأفكار النهائية

وطول عناصر الياغي الدقيق يأتي من فهم الموجات، والاعتراف بدور كل عنصر، وبعد عملية تنصيب منتظمة، والصيغ البذور - 0.5، 0.5، 0.45، 0.45،000 - تعطيك نقطة البداية، ولكن الأبعاد المثلى تنبثق عن النمذجة والتسويات التي تدعمها القياسات، وسواء كان بناء هوائي وزني ثلاثي الأبعاد للعمل بالسواتل أو مجموعة من عناصر الاحتراق الجامدة