Guida passo per passo per costruire un'antenna Yagi fai da te a casa

Documentare il vostro disegno scelto su carta, notando la lunghezza di ogni elemento e la distanza dal centro dell'elemento guidato. Per un semplice 3-element Yagi, un layout tipico mette il riflettore 0.15-0.2 lunghezze d'onda dietro l'elemento guidato e il primo direttore 0.1–0.15 lunghezza d'onda di guadagno in fronte. Per una calcolatrice più lunga con quattro o più direttori, i direttori successivi sono solitamente distanziati da circa 0.15–0.2

Materiali e strumenti richiesti

Elementi metallici

Le barre di alluminio sono il materiale da utilizzare per il trasporto leggero, resistente alla corrosione e facile da sorgente. Le barre di alluminio rotonde di diametro 6-10 mm (1/4-3/8 di pollice) funzionano bene per le frequenze VHF e UHF. Per un HF Yagi, è possibile utilizzare tubi in alluminio più spesso o anche per lo stock di angolo di alluminio.

Il diametro del tubo influisce sulla larghezza di banda degli elementi; gli elementi più spessi danno una gamma di frequenza utilizzabile più ampia. Di regola, il diametro dell'elemento dovrebbe essere almeno lo 0,2% della lunghezza d'onda per il ragionevole Q. Un tubo di 12 mm a 145 MHz mantiene ancora il Q abbastanza basso che gli errori di sintonizzazione minori sono meno penalizzanti.

Strutture di supporto e di boom

Il boom è la colonna vertebrale centrale che tiene tutti gli elementi in atto.

• Square tubo in alluminio[ (ad esempio 20×20 mm con spessore parete 1,5-2 mm) – rigida, conduttiva e forabile. È possibile fissare elementi direttamente attraverso il boom utilizzando boccole non conduttive o isolarle con staffe in plastica.
• PVC pipe[[] – eccellente isolatore elettrico, leggero e molto economico. Meglio per antenne temporanee o portatili; degradazione UV può essere una preoccupazione all'aperto a meno che non si dipinga con un rivestimento resistente ai raggi UV.
• Asciugamani o barre in vetroresina[[] – non-conduttivo, rigido e facile da lavorare con. Il vetroresina è ideale per installazioni permanenti perché resiste a umidità e danni al sole.

Per un Yagi di 3 elementi su 2 metri, un boom di 1 metro è sufficiente per un'uscita di 10 elementi, per un TV Yagi di 10 ore, che può essere necessario per 3-4 metri.

Chiusura e isolatori

Quando il boom è in metallo, è necessario isolare il radiatore (elemento pilota) dal boom a meno che non si progetta volutamente un elemento a terra e utilizzare una corrispondenza gamma.Per elementi parassitari, la connessione elettrica diretta a un boom metallico non danneggia le prestazioni perché il centro di ogni elemento è una tensione null; molti progetti commerciali girano i direttori direttamente attraverso boom in alluminio.

Le viti, i dadi e i lavabi in acciaio inox resiste alla ruggine e impediscono l'allentamento del vento. Una semplice scatola di giunzione in plastica può ospitare un trasformatore balun o corrispondente al punto di alimentazione. Per gli impianti esterni, utilizzare solo l'hardware in acciaio marino (tipicamente 316) per evitare la corrosione galvanica tra l'acciaio inossidabile e l'alluminio.

Componenti di alimentazione e abbinamento

Il cavo coassiale standard da 50-ohm (RG‐58, RG‐213 o LMR-400) è compatibile universalmente. L’impedenza degli elementi guidati di Yagi è solitamente inferiore a 50 ohm, quindi spesso è necessario un dispositivo corrispondente.

Se si preferisce un metodo di corrispondenza non coassiale, si consideri il [gamma match[] o T-match[]]. Questi consentono di regolare l'impedenza scorrendo una barra di accorciamento o spostando un condensatore lungo l'elemento guidato.

Strumenti

Raccogli questi prima di iniziare:

• Hacksaw o metal-cuting bandsaw
• File e carta vetrata per sbavatura
• Trapano con punte affilate (pezzi cobalti per l'acciaio inossidabile)
• Nastro di misura (metal-ruler per precisione sub-millimetria su bande a microonde)
• Ferro da stiro (per collegamenti in coassia)
• Multimetro o analizzatore di antenne per test
• Livello di spirito e bussola per l'allineamento finale
• Pinze per tubi di precisione per misure di diametro

Processo di costruzione passo passo passo

1. Tagliare gli elementi a lunghezza esatta

Misurare la lunghezza totale dal centro verso l'esterno su entrambi i lati in modo che l'elemento sia simmetrico. Tagliare ogni asta con un hacksaw, lasciando circa 2-3 mm di lunghezza extra per la finitura finale. Dopo il taglio, file le estremità liscia per rimuovere le bocche che potrebbero causare corona RF o lesioni fisiche.

2. Preparare il Boom

Per un boom di metallo, forare un foro che è un'aderenza per l'elemento, o forare fori leggermente sovradimensionati se si inserisce gomme isolanti. Per un boom di PVC o fibra di vetro, forare fori a foro sufficientemente grande per le viti di montaggio che bloccano gli elementi contro il boom utilizzando piccoli U-brackets o morsetti di plastica.

Se si utilizza un boom in legno, si forano i fori pilota e si avvitano gli elementi direttamente sui supporti in plastica pre-drilled per mantenere il metallo fuori dal legno – il legno ad umidità-laden può diventare leggermente conduttivo e detunere l'antenna.

3. Assemblare il Reflector e i direttori

In questo modo, il riflettore è il più lungo, è più suscettibile di piegare; assicurarsi che l'hardware di montaggio blocca l'asta al suo centro esatto senza distorcere il metallo. Installare ogni regista in sequenza, muovendosi progressivamente verso la parte anteriore del boom. La precisione di spaziatura di ±2 mm è eccellente per VHF e UHF; su bande di cartone a microonde considerare

4. Montaggio dell'elemento azionato e del balun

L'elemento pilotato deve essere diviso elettricamente al centro se è un dipolo nudo. Tagliare la barra dipolo a metà, lasciando al centro un gap di 10-15 mm. Montare ogni metà con la sua staffa isolante in modo che il divario rimanga aperto e sicuro. Se si sceglie un dipolo piegato (un anello continuo), fare una piccola apertura al centro per il punto di alimentazione; molti disegni attaccano la coassia direttamente alle estremità di taglio di un dipolo piegato.

Un semplice half-wave balun balun[] è fatto tagliando una lunghezza di coassia pari a una lunghezza di mezza onda moltiplicata dal fattore di velocità del cavo (tipicamente 0,66 per il polietilene solido), oltre alla lunghezza necessaria per raggiungere il connettore.

5. Collegamento della linea di alimentazione coassiale

Utilizzare una cravatta per alleviare la tensione al boom, lasciando un piccolo anello a goccia in modo che l'acqua scada dalla connessione. Se si prevede di utilizzare l'antenna all'aperto, sigillare tutti i connettori con nastro auto-amalgama seguito da uno strato di nastro elettrico resistente ai raggi UV-59- per installazioni termiche permanenti, si consideri che si utilizzi un connettore N-tipo di tipo P-L.

6. Ispezione meccanica iniziale

Prima di alzare l'antenna, controllare ogni fissaggio con una chiave. Agitare la struttura delicatamente: niente dovrebbe oscillare o wobble. Gli elementi devono essere paralleli e perpendicolari al boom. Un elemento storto può far oscillare il modello di radiazione e aumentare lobi laterali. Utilizzare un quadrato del carpentiere o semplicemente guardare lungo il boom dal fronte per verificare l'allineamento.

7. Montaggio di prova temporaneo e Tuning

Montare l'antenna temporaneamente almeno una lunghezza d'onda sopra il terreno, puntando verso l'orizzonte. Collegare il vostro analizzatore di antenna (o un VNA come un NanoVNA) alla linea di alimentazione e spazzare attraverso la banda di destinazione. Il ritorno Loss o VSWR dovrebbe mostrare una tuffo vicino alla frequenza di progettazione. Se il miglior match si verifica ad una frequenza inferiore rispetto al previsto, i vostri elementi sono leggermente troppo lunghi - tagliare l'elemento guidato in incrementi di 2-mm verso l'alto (per

Se non si possiede un analizzatore, un semplice misuratore di resistenza sul campo o anche la lettura della resistenza del segnale sul ricevitore può aiutare a puntare l'antenna. Un amico con un trasmettitore mobile può aiutarti a misurare il rapporto anteriore-torre confrontando la forza del segnale ricevuta dalla parte anteriore e posteriore.

Montaggio e impermeabilizzazione per uso permanente

Scegli una posizione di montaggio che sia il più alto e chiaro possibile di ostruzioni. Treppiedi a tetto, cinghie di camini, o antenne dedicate masts tutto funziona bene. Utilizzare sempre un pesante-duty U-bolt morsetto o un rotore se avete bisogno di girare a distanza. Assicurarsi che il mast è macinato secondo i codici locali elettrici e di costruzione per proteggere contro i fulmini - anche se un Yagi terra di protezione completa protezione del terreno

Applicare un rivestimento protettivo a tutti gli elementi in alluminio per evitare l'ossidazione. Uno strato sottile di vernice spray acrilico trasparente o una vernice di antenna specializzata rallenta la corrosione senza detudere l'antenna. Ogni foro a vite e giunto è un potenziale punto di entrata per l'acqua; sigillarli con sigillante in silicone neutro-cure. Verificare che il connettore coassiale all'antenna è completamente impermeabile: uno strato di nastro in gomma butilica, coperto con nastro elettrico, è un connettore satellitare a prova di protezione anti-tempo.

Tweaks di Tuning e Performance Avanzati

Una volta che l'antenna è in posizione permanente, si può trovare che gli oggetti metallici vicini (pannelli solari, grondaie metalliche, piatti satellitari) detunino l'array. Re-sweep il VSWR e, se necessario, regolare il direttore spaziando leggermente per ri-ottimizzare il guadagno.

• I registi di Adding:[] ogni direttore aggiuntivo aumenta il guadagno in avanti di circa 2–3 dB, ma il miglioramento diminuisce oltre 5–7 registi per una data lunghezza del boom.
• Pubblicità di spaziatura:[] Il variare delle distanze inter-direzionali (più ampio vicino all'elemento guidato, più stretto verso la parte anteriore) può ampliare la larghezza di banda e migliorare i livelli di lobo laterale, un trucco trovato in molte antenne di concorso a lungo raggio.
• Gamma match:[] Se preferite un elemento a terra (connesso al boom), una gamma consente una regolazione precisa dell'impedenza senza disturbare l'allineamento meccanico, che richiede un piccolo condensatore e una breve asta parallela all'elemento pilotato, che può essere costruito in alluminio e tubo di ottone.
• Hairpin match:[] Un'alternativa più semplice alla gamma match. Un breve pezzo di filo o tubo attaccato attraverso il centro dell'elemento pilotato (in serie con la linea di alimentazione) può trasformare l'impedenza.
• Stacking Yagis:[ Per un guadagno estremo, è possibile impilare due Yagis identici verticalmente o orizzontalmente. Ogni stack aggiunge circa 3 dB di guadagno, ma richiede imbracature di phasing precise per garantire la divisione di potenza uguale e la fase corretta.

Errori comuni e risoluzione dei problemi

Anche i costruttori esperti incontrano problemi. Ecco le insidie più frequenti:

• Fattore di velocità non corretto:[] Quando si effettua una balun coassiale, si staglia il fattore di velocità, si sposta la fase e si rovina l'impedenza corrispondente.
• L'alimentazione senza balun:[]] Collegare coassi direttamente a un dipolo bilanciato crea corrente di movimento comune sullo schermo, skewing il modello e portare RF nello shack. Anche un semplice 6-turn choke ferrite vicino al punto di alimentazione migliora notevolmente la simmetria.
• Lunghezza del telaio vs carico del vento:[] Un boom leggero che si flette in un vento moderato provoca un disallineamento degli elementi.
• Acqua nel coassiale:[] Alcune gocce all'interno della linea di alimentazione causano alto VSWR e infine distruggino il cavo.
• Utilizzando il diametro dell'elemento sbagliato:[] Gli elementi spesso allargano la larghezza di banda ma abbassano anche l'impedenza dell'elemento guidato. Se cambiate il diametro dell'elemento, ricalcolate il disegno utilizzando una calcolatrice che rappresenta il diametro.
• Durezza dell'elemento insufficiente:[ Per i grandi Yagis, i registi possono vibrare in risonanza del vento e cambiare.
• Omettendo un sigillo meteo:[] Un piccolo divario nel sigillo può wick acqua nel coassio durante mesi.

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