Stap voor stap gids voor het bouwen van een doe-het-zelf Yagi Antenna thuis

Documenteer uw gekozen ontwerp op papier, waarbij de lengte van elk element en de afstand tussen het aangedreven element en het centrum van het element worden aangegeven. Voor een basis 3-element Yagi, een typische lay-out plaatst de reflector oneven0.2 golflengten achter het aangedreven element en de eerste regisseur 0.1.0.15 golflengten vooraan. Voor een langere reeks met vier of meer regisseurs, worden de volgende regisseurs meestal verdeeld door ongeveer 0.0.0.2 golflengten. Experimenteren met de rekenmachine: u kunt de winst voor bandbreedte ruilen door het aantal regisseurs te verminderen of de afstand te vergroten. Onthoud dat winst per regisseur vermindert na ongeveer 5 .0.7 elementen, zodat een 10-element Yagi niet kan leveren dubbel de winst van een 5-element ontwerp.

Materialen en gereedschappen vereist

Metaalelementen

Aluminium buizen zijn het materiaal dat u moet gebruiken: lichtgewicht, corrosiebestendig en gemakkelijk te verkrijgen. Ronde aluminium staven met een diameter van 6á10 mm (1/4á3/8 inch) werken goed voor VHF- en UHF-frequenties. Voor een HF Yagi kunt u gebruik maken van dikkere aluminium slangen of zelfs aluminium hoek voorraad. Koper buizen of vaste koperdraad is een alternatief voor kleine binnenmodellen, maar het gewicht en de kosten maken aluminium beter voor permanente buitenstructuren. Roestvrijstalen staven bieden uitzonderlijke corrosiebestendigheid in kustomgevingen maar zijn moeilijker te snijden en boren.

De diameter van de buis heeft invloed op de bandbreedte van het element; dikkere elementen geven een breder bruikbaar frequentiebereik. Als vuistregel moet de diameter van het element ten minste 0,2% van de golflengte voor redelijke Q zijn. Een 12 mm buis bij 145 MHz houdt de Q nog steeds laag genoeg dat kleine stemfouten minder belastend zijn. Voor magnetronbanden, dunne messing staven of zelfs PCB sporen (voor microstrip Yagis) kan worden gebruikt. Wanneer het aankoken van materialen, controleren op rechte threads zullen de patroonsymmetrie afbreken.

Boom- en ondersteuningsstructuren

De boom is de centrale wervelkolom die alle elementen op zijn plaats houdt. Gemeenschappelijke keuzes omvatten:

• Kwartaal aluminium slang (bv. 20×20 mm met 1,5
• PVC-pijp .. uitstekende elektrische isolatie, lichtgewicht, en zeer goedkoop. Beste voor tijdelijke of draagbare antennes; UV-degradatie kan een zorg buiten tenzij u het schildert met een UV-bestendige coating. Schema 40 of 80 PVC biedt betere stijfheid.
• Wooden deuvels of glasvezel staven . . Niet-geleidend, stijf en gemakkelijk te werken met. Fibreglass is ideaal voor permanente installaties omdat het bestand is tegen vocht en zonschade. Een 1-inch diameter glasvezel staaf kan een 10-element UHF Yagi ondersteunen met minimale sag.

De giek moet lang genoeg zijn om de gewenste afstand van het element te kunnen overbruggen plus een paar extra centimeter voor het monteren van klemmen. Voor een 3-element Yagi op 2 meter volstaat een 1-meter giek; voor een 10-element UHF TV Yagi, heeft u 3

bevestigingsmiddelen en isolatiemiddelen

Wanneer de giek metaal is, moet u de radiator (gedreven element) van de giek isoleren tenzij u bewust een geaard aangedreven element ontwerpt en een gamma-match gebruikt. Voor parasitaire elementen, directe elektrische aansluiting op een metalen giek niet schadelijk voor de prestaties omdat het midden van elk element is een spanning nul; veel commerciële ontwerpen bout regisseurs recht door aluminium gieken. Bij twijfel, gebruik nylon schouderringen, plastic buis mouwen, of een niet-geleidelijke giek om het ontwerp eenvoudig te houden.

Roestvrijstalen machineschroeven, moeren en sluitringen weerstaan roest en voorkomen losraken in de wind. Een eenvoudige kunststof aansluitdoos kan een balun of bijpassende transformator op het voerpunt plaatsen. Voor buiteninstallaties, gebruik alleen roestvrije hardware van marinekwaliteit (meestal 316 roestvrij) om galvanische corrosie tussen het roestvrij en aluminium te voorkomen. Vermijd het gebruik van messing schroeven in direct contact met aluminium.Verschillende metalen zullen snel corroderen in vochtige lucht.

Feedline en bijpassende componenten

Standaard 50-ohm coaxiale kabel (RG‐58, RG‐213, of LMR‐400) is universeel compatibel. Een door Yagiz aangedreven element impedantie is meestal lager dan 50 ohm, zodat een bijpassend apparaat vaak nodig is. Een half-golf coax balun (ook wel een 4:1 coaxiale balun) kan worden gebouwd uit dezelfde coaxiale kabel. Voor een gevouwen dipole aangedreven element, de impedantie is dicht bij 300 ohm; een 4:1 balun transformeert dit tot 75 ohm, die aanvaardbaar is voor 50-ohm systemen met een minimale onregelmatigheid. Commercieel 1:1 stroombaluns of een .Pawsey stub . direct op het voedingspunt verminderen gemeenschappelijke-modus stroom op het coaxiale schild.

Als u liever een niet-coaxiale matching methode, overwegen gamma match of T-match. Hiermee kunt u de impedantie aanpassen door een kortsluitingsbalk te schuiven of een condensator langs het aangedreven element te bewegen. De gammamatch is bijzonder nuttig wanneer het aangedreven element is geaard op de giek, waardoor de bliksembescherming wordt vereenvoudigd. Een minder gebruikelijke maar eenvoudiger benadering is de ]haarspeldmatch]Een korte U-vormige draad of buis die over het midden van het aangedreven element is verbonden; de lengte en de uitschuifafstand van de haarspeld kan de impedantie afstellen zonder het element te snijden.

Hulpmiddelen

Verzamel deze voordat u begint:

• met een vermogen van meer dan 750 kVA
• Bestand en schuurpapier voor het uitbranen
• Boor met scherpe bits (cobalt bits voor roestvrij staal)
• Meetlint (metaal-regelaar voor submillimeter precisie op microgolfbanden)
• Soldeerijzer (voor coaxverbindingen)
• Multimeter- of antenneanalysator voor het testen
• Spirit level en kompas voor definitieve uitlijning
• Vernier-klauwen voor nauwkeurige metingen van de diameter

Stapsgewijze bouw

1. Het snijden van de elementen om de lengte exact te zijn

Met behulp van uw ontwerpblad markeert u het middelpunt van elke aluminium staaf of buis. Meet de totale lengte van het centrum naar buiten zodat het element symmetrisch is. Snijd elke staaf met een hacksaw, waardoor ongeveer 2

2. De Boom voorbereiden

Leg de giek op een vlak oppervlak en markeer de posities van elk element. Voor een metalen giek boort u een gat dat goed past bij het element, of boort u iets oversized gaten als u isolatiebouten inbrengt. Voor een pvc- of glasvezelboom boort u door de gaten net groot genoeg voor de montageschroeven die de elementen tegen de giek met behulp van kleine U-brackets of plastic klemmen vastzetten. Een gebruikelijke methode op PVC-bouten is het gebruik van kunststof pijpklemmen: schuif het element door de klem, draai de klem aan op de giek.

Als u een houten mast gebruikt, boort u loodsgaten en schroeft u de elementen direct op voorgeboorde kunststof standoffs om het metaal van het hout te houden . . vocht-laden hout kan licht geleidend worden en de antenne losmaken. Verf of verzegel houten masten tegen wateringang. Voor glasvezel masten, gebruik epoxy om een draadloos inlegstuk voor elk element te beveiligen, schroef dan het element in de inlegzool.Dit zorgt voor uitstekende mechanische stabiliteit en elektrische isolatie.

3. Het samenvoegen van de Reflector en Directeuren

Begin met de reflector, het achterste element. Richt het op de giek en zet het stevig vast. Omdat de reflector het langste element is, is het meest gevoelig voor buigen; zorg ervoor dat de montage hardware klemt de staaf in het exacte centrum zonder het metaal te verstoren. Installeer elke regisseur in volgorde, geleidelijk bewegend naar de voorzijde van de giek. Spatiëring nauwkeurigheid van ±2 mm is prima voor VHF en UHF; op magnetronbanden, overwegen met behulp van een spatie-jig gemaakt van stijf karton of plastic. Vernauw alle hardware, maar vermijd oversende kleine aluminium staven, die kunnen vermoeidheid en knikken. Na de montage, controleer of alle elementen coplanar zijn een twist zal schuin het stralingspatroon.

4. Het monteren van het Gedreven Element en Balun

Het aangedreven element moet elektrisch in het midden worden gesplitst als het een kale dipool is. Snijd de dipoolstaaf in de helft, waardoor een gat van 10

Bouw of bevestig de balun aan het voerpunt. Een eenvoudige [halve golf coaxiale balun[] wordt gemaakt door het snijden van een lengte coax gelijk aan een halve golflengte vermenigvuldigd met de snelheidsfactor van de kabel (typisch 0,66 voor vast polyethyleen), plus de lengte die nodig is om de connector te bereiken. Verbind de vlecht van de balun . Verre eind aan de vlecht van de hoofdtoevoerlijn en de ene kant van de dipool; sluit de middengeleiders aan de andere kant. Soldeer en weerbestendig deze verbindingen met een gelijmde warmte-krimp. Voor een gevouwen dipool is een 4:1 balun beter; veel bouwers geven de voorkeur aan een ferriet kernbalun (bijv. een Guanella balun) voor brede bandbreedte.

5. Het verbinden van de Coaxiale Voederlijn

Beëindig de hoofdtoevoerlijn met een kwaliteitsconnector (PL‐259 of N‐type) of een korte staart met een connector. Gebruik een kabelband om de spanning bij de giek te verlichten, waardoor een kleine druppellus ontstaat waardoor het water wegloopt van de aansluiting. Als u van plan bent de antenne buiten te gebruiken, sluit u alle connectoren af met zelf-amalgaamband gevolgd door een laag UV-bestendig elektrisch tape. Voor vaste installaties, overwegen u om een N‐type connector te gebruiken in plaats van een PL‐259 omdat het N‐type weerbestendiger is. Plaats ook een bliksemafleider op de coax bij de ingang van het gebouw.

6. Eerste mechanische inspectie

Controleer voordat u de antenne optillen elke bevestigingssleutel met een moersleutel. Schud de structuur voorzichtig: niets mag ratelen of wiebelen. De elementen moeten parallel en loodrecht op de giek staan. Een krom element kan het stralingspatroon scheef trekken en de zijlobben verhogen. Gebruik een timmerman vierkant of gewoon zicht langs de boom van voren om uitlijning te verifiëren. Bevestig ook dat de giek recht is . Als het een lichte boog heeft, draai het zodat de boog horizontaal (of verticaal) zoals gewenst is om patroonvervorming te minimaliseren. Voor lange bommen, overwegen het toevoegen van een steundraad (man) middenspan om te verminderen sagging in de tijd.

7. Tijdelijke testmontage en tuning

Monteer de antenne tijdelijk ten minste één golflengte boven de grond, gericht op de horizon. Sluit uw antenneanalysator (of een VNA zoals een NanoVNA) aan op de voedingslijn en veeg over uw doelband. De Return Loss of VSWR moet een dip in de buurt van de ontwerpfrequentie laten zien. Als de beste match zich op een lagere frequentie dan bedoeld voordoet, zijn uw elementen iets te lang . . trim het aangedreven element in 2 mm stappen (voor VHF) totdat resonantie schuift omhoog. Als de match is te hoog en u gebruik maakt van een kale dipool, stel de afstand tussen de twee helften: het vergroten van de kloof verhoogt de impedantie licht. Voor een gevouwen dipool, kunt u nodig om de gedreven-element lengte of de balun verhouding aan te passen.

Als u geen analysator, een eenvoudige veldsterktemeter of zelfs de signaalsterkte-lezing op uw ontvanger heeft, kunt u de antenne op een top bereiken. Een vriend met een mobiele zender kan u helpen de verhouding voor-naar-achter te meten door de ontvangen signaalsterkte van voor en achter te vergelijken. Voor het beste resultaat, voert u deze tests uit van metalen gebouwen, elektriciteitsleidingen en andere reflectoren. Houd een log bij elke afstelling zodat u kunt terugdraaien als u overschrijdt.

Montage en weerbestendiging voor permanent gebruik

Kies een montagelocatie die zo hoog en vrij mogelijk van obstakels is. Statief met dak, schoorsteenbanden of speciale antennemasten werken allemaal goed. Gebruik altijd een zware U-bolt-klem of een rotor als u op afstand moet draaien. Zorg ervoor dat de mast aan de grond wordt gehouden volgens lokale elektrische en bouwcodes ter bescherming tegen bliksem. Hoewel een Yagi geen volledige bliksembescherming biedt, biedt de mast een veilige weg naar de aarde. Voor amateurradioantennes is een enkele grondstang aan de basis van de mast verbonden met 10‐gauge kale koperdraad een minimum. Voor kustinstallaties, gebruik van warm gedipt verzinkte of roestvrijstalen masten om zoutroest te weerstaan.

Breng een beschermende coating aan op alle aluminium elementen om oxidatie te voorkomen. Een dunne laag heldere acryllak of een speciale antenneverf vertraagt corrosie zonder de antenne te ontregelen. Elke schroefgat en verbinding is een potentiële ingangspunt voor water; verzegel ze met neutraal-cure siliconenverf. Controleer of de coaxconnector aan de antenne volledig waterdicht is: een laag butylrubberen tape, bedekt met elektrische tape, is een industrie-aanvaarde methode. Voor extra bescherming, gebruik een weerbestendige boot verkocht voor satellietconnectoren. Controleer de antenne jaarlijks en verzegel eventuele blootgestelde verbindingen.

Geavanceerde Tuning en Prestaties Tweaks

Zodra de antenne in zijn permanente positie is, kunt u zien dat nabijgelegen metalen voorwerpen (zonnepanelen, metalen goten, satellietschotels) de array afkoppelen. De VSWR opnieuw doorvegen en indien nodig de afstand tussen de sturingen enigszins aanpassen om winst te optimaliseren. Een zelfgemaakte Yagi kan verder worden verfijnd met deze technieken:

• Het toevoegen van bestuurders: elke extra regisseur verhoogt de winst vooruit met ongeveer 2
• Tapered space: Variatie van de afstand tussen de zender en de zender (groter bij het aangedreven element, smaller naar voren) kan de bandbreedte vergroten en het side-lobeniveau verbeteren, een truc die in veel lange-boom wedstrijdantennes wordt gevonden.
• Gamma-match: Als u liever een geaard aangedreven element (gekoppeld aan de giek) heeft, maakt een gammamatch een nauwkeurige impedantie-aanpassing mogelijk zonder de mechanische uitlijning te verstoren. Dit vereist een kleine condensator en een korte staaf parallel aan het aangedreven element, die kan worden gebouwd uit aluminium en een messing buis.
• Hairpin match: Een eenvoudiger alternatief voor de gammamatch. Een kort stuk draad of slang dat over het midden van het aangedreven element (in serie met de voedingslijn) is bevestigd, kan de impedantie transformeren. Het is makkelijker aan te passen door de haarspeld te buigen.
• Het stapelen van Yagis: Voor extreme winst, kunt u twee identieke Yagis verticaal of horizontaal stapelen. Elke stapel voegt ongeveer 3 dB van de winst, maar vereist nauwkeurige fasering harnas om te zorgen voor gelijke stroomverdeling en correcte fase.

Veel voorkomende fouten en problemen oplossen

Zelfs ervaren bouwers ondervinden problemen. Hier zijn de meest voorkomende valkuilen:

• Foute snelheidsfactor: Bij het maken van een coaxiale balun zal het verkeerd berekenen van de snelheidsfactor de fase verschuiven en de impedantie aanpassen. Bevestig altijd het datablad van uw specifieke coax-merk.
• Voeding zonder balun: Coax direct verbinden met een uitgebalanceerde dipool creëert een gemeenschappelijke stroom op het schild, duwt het patroon en brengt RF in de hut. Zelfs een eenvoudige 6-draai ferriet stik in de buurt van het feedpunt verbetert de symmetrie.
• Boomlengte vs. windbelasting: Een lichtgewicht giek die flex in matige wind veroorzaakt element verkeerde uitlijning. Gebruik een guy ring of een dikkere giek als je fladdert.
• Water in de coax: Een paar druppels in de feedline veroorzaken hoge VSWR en uiteindelijk vernietigen de kabel. Gebruik altijd een druppellus en sluit de connector af.
• Met behulp van de verkeerde elementdiameter: Dikke elementen vergroten de bandbreedte maar verlagen ook de impedantie van het aangedreven element. Als je de diameter van het element verandert, bereken het ontwerp dan met een rekenmachine die de diameter berekent.
• Onvoldoende elementenstijfheid: Voor grote Yagi's kunnen regisseurs trillen in wind en resonantie veranderen. Gebruik dikkere wandslangen of voeg kleine verhardingsringen toe.
• Een weerzegel wordt niet gebruikt: Een kleine opening in de afdichting kan water in de coax wicken over maanden. Gebruik een gelijmde warmte krimp op alle gesoldeerde gewrichten.

Verkennen van communautaire middelen en rekenmachines