Guía paso a paso para construir una antena de Yagi DIY en casa

Documenta tu diseño elegido sobre papel, notando la longitud de cada elemento y el espaciado del centro del elemento impulsado. Para un Yagi de 3 elementos básicos, un diseño típico coloca el reflector 0.15–0.2 longitudes de onda detrás del elemento conducido y el primer director 0.1–0.15 longitudes de onda en frente. Para una gama más larga con cuatro o más directores, los directores posteriores suelen ser espaciados por un número de 0.15–0.2

Materiales y Herramientas requeridas

Elementos metálicos

El tubo de aluminio es el material de ida a mano: es ligero, resistente a la corrosión y fácil de fuente. Las barras redondas de aluminio de 6-10 mm de diámetro (1/4-3/8 pulgada) funcionan bien para frecuencias de VHF y UHF. Para un HF Yagi, puede utilizar tubos de aluminio más gruesos o incluso el material de ángulo de aluminio.

El diámetro del tubo afecta el ancho de banda del elemento; los elementos más gruesos dan un rango de frecuencia usable más amplio. Como regla del pulgar, el diámetro del elemento debe ser al menos 0.2% de la longitud de onda para un tubo razonable Q. A 12 mm a 145 MHz mantiene el Q lo suficientemente bajo que los errores de sintonía menores son menos penalizables. Para las bandas de microondas, barras finas o incluso trazas PCB (para el control de sig.

Estructuras de Boom y Support

El boom es la columna central que sostiene todos los elementos en su lugar.

• Taquillas de aluminio cuadrado] (por ejemplo, 20×20 mm con espesor de pared de 1,5–2 mm) – rígido, conductivo y perforable. Puede abrochar elementos directamente a través del boom utilizando casquillos no conductivos o aislarlos con soportes plásticos.
• ] tubería PVC – excelente aislante eléctrico, ligero y muy barato. Mejor para antenas temporales o portátiles; la degradación UV puede ser una preocupación al aire libre a menos que lo pinte con un revestimiento resistente a los rayos UV. El cuadro 40 o 80 PVC ofrece una mejor rigidez.
• Doallas de fibra de vidrio o varillas de fibra de vidrio] – no conductiva, rígida y fácil de trabajar. El vidrio de fibra de vidrio es ideal para instalaciones permanentes porque resiste la humedad y el daño al sol. Una varilla de fibra de vidrio de 1 pulgada de diámetro puede soportar un UHF Yagi de 10 elementos con un mínimo de sastre.

El boom debe ser lo suficientemente largo para acomodar el elemento elegido espaciamiento más unos pocos centímetros adicionales para montar pinzas. Para un Yagi de 3 elementos a 2 metros, un boom de 1 metro basta; para un Yagi de TV UHF de 10 elementos, es posible que necesite 3-4 metros. Extienda el boom ligeramente más allá del último director para permitir futuras adiciones.

Aceleradores e Insuladores

Cuando el boom es metal, debe aislar el radiador (elemento derivado) del boom a menos que diseñe deliberadamente un elemento molido y utilice un partido gamma. Para elementos parasitarios, la conexión eléctrica directa a un boom metálico no perjudica el rendimiento porque el centro de cada elemento es un nulo de tensión; muchos diseños comerciales de tornillos directamente a través de los booms de aluminio. Si en duda, utilizar los lavados de hombros de nylon, manguilas de plástico, o un simple boomcon

Los tornillos de la máquina de acero inoxidable, las tuercas y los lavadores de cerradura resisten el oxidado y evitan el desatar en el viento. Una simple caja de unión de plástico puede albergar un calvo o transformador de combinación en el punto de alimentación. Para instalaciones exteriores, use sólo hardware de calidad marina (normalmente 316 inoxidable) para evitar la corrosión galvanizada entre el acero inoxidable y el aluminio.

Componentes de Feedline y Matching

El cable coaxial estándar 50-ohm (RG-58, RG‐213, o LMR‐400) es universalmente compatible. La impedancia de elementos impulsados por Yagi es generalmente inferior a 50 ohmios, por lo que un dispositivo de emparejación es a menudo necesario. Un balón de coaxon de media onda (también llamado un balón coaxial 4:1) se puede construir desde el mismo cable coaxial.

Si prefieres un método de emparejamiento no coaxial, considera el juego de gamma o T-match. Esto te permite ajustar la impedancia deslizando una barra de acortamiento o moviendo un condensador a lo largo del elemento conducido es particularmente útil cuando el elemento conducido se basa en la protección simplificada

Herramientas

Recoger estos antes de comenzar:

• Gancho de Hacksaw o corte de metal
• Papel y papel de lija para desembolsar
• Perforación con trozos afilados (propósitos de cobalto para inox)
• Cinta de medición (metal-ruler para precisión de sub-millimetre en bandas de microondas)
• Plancha de soldadura (para conexiones de coaxi)
• Analizador multimetro o antena para pruebas
• Nivel de Espíritu y brújula para alineación final
• Calipers de cristal para mediciones de diámetro precisas

Proceso de construcción de paso a paso

1. Cortar los elementos para la duración de la acción

Usando la hoja de diseño, marca el punto central de cada barra de aluminio o tubo. Medir la longitud total del centro hacia fuera en ambos lados para que el elemento sea simétrico. Cortar cada varilla con una sierra de corte, dejando cerca de 2-3 mm de longitud extra para el corte final. Después de cortar, archivar los extremos suave para eliminar los entierros que podrían causar corona RF o lesión física.

2. Preparando el Boom

Para un boom metálico, taladrar un agujero que es un ajuste ajustado para el elemento, o perforar agujeros ligeramente sobredimensionados si se inserta la arruga de aislante. Para un boom de PVC o de fibra de vidrio, taladrar los agujeros lo suficientemente grandes para los tornillos de montaje que sujetan los elementos contra el boom usando pequeños pinzas de plástico o pinzas de plástico.

Si se utiliza un boom de madera, perforar agujeros piloto y destornillar los elementos directamente sobre los soportes de plástico pre-triturados para mantener el metal fuera de la madera – madera de la humedad puede llegar a ser ligeramente conductivo y desinundar la antena. Siempre pintar o sellar booms de madera contra el agua. Para los booms de fibra de vidrio, utilice epoxy para asegurar un inserto roscado para cada elemento, luego descar el elemento en el elemento.

3. Assembling the Reflector and Directors

Comience con el reflector, el elemento más retráctil. Céntrelo en el boom y asegúrese firmemente. Debido a que el reflector es el elemento más largo, es más susceptible a doblar; asegurar que el hardware de montaje apriete la varilla en su centro exacto sin distorsionar el metal. Instalar cada director en secuencia, avanzando progresivamente hacia la parte delantera del boom.

4. Montaje del elemento conductor y el balón

El elemento conducido debe dividirse eléctricamente en el centro si es un dipolo desnudo. Cortar la varilla de dipolo en la mitad, dejando una brecha de 10–15 mm en el centro. Montar cada mitad con su soporte aislante para que la brecha permanezca abierta y segura. Si elige una dipole doblada (un bucle continuo), hacer una pequeña abertura en el centro para el punto de alimentación; muchos diseños adjuntan el coax directamente a los extremos cortados

Construir o conectar el balón en el punto de alimentación. Un simple balun coaxial de onda se hace cortando una longitud de coax igual a una longitud de longitud de onda media multiplicada por el factor de velocidad del cable (por lo general 0,6 para el polietileno sólido), más la longitud necesaria para alcanzar el conector.

5. Conexión de la línea de alimentación coaxial

Terminar la línea principal de seguridad con un conector de calidad (PL‐259 o N-type) o una pequeña cola de cerdo con un conector. Usar una corbata de cable para aliviar la tensión en el boom, dejando un pequeño bucle de goteo para que el agua se escape de la conexión. Si planea utilizar la antena exterior, sellar todos los conectores con cinta de instalación auto-amalgamada seguido por una capa de cinta eléctrica resistente a los rayos UV2

6. Inspección mecánica inicial

Antes de levantar la antena, comprueba cada sujetador con una llave. Agitar la estructura suavemente: nada debe agitar o agitar. Los elementos deben ser paralelos y perpendiculares al boom. Un elemento torcido puede hacer un cortejo de radiación y aumentar los lóbulos laterales. Usar la plaza del carpintero o simplemente distorsionar el boom de la parte delantera para verificar la alineación.

7. Temporal de prueba de montaje y ajuste

Montar la antena temporalmente por lo menos una longitud de onda sobre el suelo, apuntando hacia el horizonte. Conectar su analizador de antenas (o un VNA como un NanoVNA) a la línea de alimentación y barrer a través de su banda de destino. La pérdida de retorno o VSWR debe mostrar un salto cerca de la frecuencia de diseño. Si el mejor partido ocurre a una frecuencia más baja que la prevista, sus elementos son ligeramente largos de elevación

Si no posee un analizador, un medidor de fuerza de campo simple o incluso la lectura de señal en su receptor puede ayudar a alcanzar la antena. Un amigo con un transmisor móvil puede ayudar a medir la relación de frente a revés comparando la fuerza de señal recibida de la parte delantera y trasera. Para obtener mejores resultados, realizar estas pruebas lejos de los edificios de metal, líneas de potencia y otros reflectores. Mantenga un registro de cada ajuste para que pueda volver a invertir.

Montaje e impermeabilidad para uso permanente

Elija una ubicación de montaje que sea tan alta y clara de las obstrucciónes como sea posible. Trípodes montados en techo, correas de chimenea, o antenas dedicadas todo funcionan bien. Utilice siempre una abrazadera U-bolt de alta resistencia o un rotor si necesita giro remoto. Asegúrese de que el mástil está basado en los códigos eléctricos y de construcción locales para proteger contra el rayo de la tierra de acero inoxidable

Aplicar un revestimiento protector a todos los elementos de aluminio para prevenir la oxidación. Una capa fina de lacado de acrílico claro o una pintura especializada de antena ralentiza la corrosión sin desenterrar la antena. Cada agujero de tornillo y articulación es un punto de entrada potencial para el agua; sellarlos con sellador de silicona neutral. Verificar que el conector de coax en la antena es totalmente impermeable: una capa de goma eléctrica

Ajustes avanzados de Tuning y Performance

Una vez que la antena está en su posición permanente, puede encontrar que los objetos metálicos cercanos (paneles solares, barnices de metal, platos de satélite) desinfectan la matriz. Re-sweep el VSWR y, si es necesario, ajustar el director espaciándose ligeramente para reanimizar el beneficio. Un Yagi casero puede ser refinado con estas técnicas:

• Agregar directores: cada director adicional aumenta el aumento de avance en alrededor de 2-3 dB, pero la mejora disminuye más allá de 5-7 directores para una determinada longitud de boom. Puedes ampliar el boom y añadir directores según el mismo espaciado calculado.
• Espacio realizado:] El recorte de distancias entre directores (más cerca del elemento conducido, más estrecho hacia el frente) puede ampliar el ancho de banda y mejorar los niveles de ala de lado, un truco encontrado en muchas antenas de concurso de larga duración.
• ]Recuerdo gamma: Si prefiere un elemento movido (conectado al boom), un partido gamma permite un ajuste preciso de impedancia sin perturbar la alineación mecánica. Esto requiere un pequeño condensador y una corta varilla paralela al elemento conducido, que se puede construir desde el aluminio y un tubo de latón.
• ]El juego de hairpin: Una alternativa más simple al partido gamma. Un pequeño pedazo de alambre o tubo que se une en el centro del elemento conducido (en serie con la línea de alimentación) puede transformar la impedancia. Es más fácil de ajustar doblando la horquilla.
• Stacking Yagis: Para una ganancia extrema, puede apilar dos Yagis idénticos vertical o horizontalmente. Cada pila añade alrededor de 3 dB de ganancia, pero requiere unos arnés de phasing precisos para asegurar la división de potencia igual y la fase correcta.

Errores comunes y solución de problemas

Incluso los constructores experimentados encuentran problemas. Aquí están las trampas más frecuentes:

• Factor de velocidad incorrecta: Al hacer un balón coaxial, la ineficacia del factor de velocidad cambiará la fase y la impedancia de la ruina que se corresponda.
• Alimentación sin balun: El conectar el coax directamente a una dipola equilibrada crea corriente de modo común en el escudo, el dibujo del patrón y el traer RF en la cubierta. Incluso un simple choque de 6 vueltas de hebrado cerca del punto de alimentación mejora dramáticamente la simetría.
• Longitud de la bola vs. carga de viento: Un boom ligero que se flexiona en viento moderado causa la desalineación del elemento. Usa un anillo de tío o un boom más grueso si experimentas un desagüe.
• Agua en el coax: Unas gotas dentro de la línea de alimentación causan alta VSWR y eventualmente destruyen el cable. Utilice siempre un bucle de goteo y sellar el conector.
• Usando el diámetro del elemento incorrecto: Los elementos gruesos amplían el ancho de banda pero también reducen la impedancia del elemento impulsado. Si cambia el diámetro del elemento, recalcula el diseño utilizando una calculadora que representa el diámetro.
• La rigidez insuficiente del elemento: Para los grandes Yagis, los directores pueden vibrar en el viento y cambiar la resonancia. Use tubos de pared más gruesos o añada pequeños anillos de endurecimiento.
• Omitiendo un sello meteorológico: Una pequeña brecha en el sello puede clavar el agua en el coax durante meses. Use el encogimiento de calor con línea adhesiva en todas las juntas soldadas.

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