Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU — 3G-aerial

Расчет антенны Uda-yagi DL6WU — 3G-aerial

Калькулятор рассчитывает антенну волновой канал конструкции DL6WU с бумкоррекцией (поправка на влияние несущей стрелы). Расчет по методу из второго тома К. Ротхаммеля стр 44…52. Антенна оптимизирована по критерию максимального усиления. Особенность конструкции DL6WU состоит в том, что число пассивных элементов можно увеличивать/уменьшать без заметного ухудшения КСВ, что и позволило создать подобный калькулятор. Считается, что антенны DL6WU, обладая весьма высоким коэффициентом усиления, менее капризны к наличию вблизи них посторонних предметов и сохраняют свои характеристики при любых метеоусловиях.

Схематическое изображение антенны:

 Конструкция DL6WU относится к так называемым «длинным Yagi», поэтому расчет с числом элементов менее 5 не рекомендуется ввиду небольшой точности. Калькулятор обновлен 02.06.2018, не забудьте обновить кэш браузера.

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:


© 2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Антенна DL6WU не рекомендуется для приема цифрового телевидения, Оптимизированные конструкции для DVB-T2 рассмотрены в отдельной статье.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial

Вибратор антенны — линейный разрезной. Схемы согласования вибратора с фидером снижения можно посмотреть здесь. Одна из возможных схем согласования с помощью петли для линейного вибратора (3λ/4+λ/4) рассчитывается в этом калькуляторе. Необходимо только выбрать материал внутренней изоляции кабеля.

Отдельно обратим внимание на бумкоррекцию. При металлическом буме происходит локальное утолщение элементов антенны в месте монтажа на траверсе. Это приводит к уменьшению погонной индуктивности в этом месте, что эквивалентно укорочению элемента. Чтобы сохранить его электрическую длину, необходимо элемент физически удлинить. Это и называется коррекцией на влияние траверсы (бума) или бумкоррекцией. Программы моделирования проволочных антенн, основанные на ядре NEC, например MMANA не умеют учитывать эту поправку, что является одной из проблем в проектировании антенны Uda-Yagi. Приходится прибегать к эмпирическим методам и формулам в расчете бумкоррекции, основанным на больших массивах практических измерений реальных антенн, что и проделал в свое время DL6WU.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Очень хорошо проблема расчета бумкоррекции описана в статье DL2KQ, формулы из которой и используются этим калькулятором.

Можно выделить три разных случая монтажа элементов на траверсе антенны:

  1. Элементы проходят через середину металлического бума и электрически соединены с ним путем опрессовки или пайки. В этом случае величина бумкоррекции максимальна (вариант1).
  2. Элементы проходят через середину металлического бума, но электрически изолированы от него, например с помощью пластмассовых вставок. В этом случае величина бумкоррекции составляет примерно 50% от значения первого варианта. На столько же уменьшается бумкоррекция и при монтаже элементов на траверсе сверху, что дает возможность выделить эти два способа монтажа в один отдельный вариант (вариант2).
  3. Элементы монтируются на диэлектрической траверсе (например на сосновом бруске) или вставлены в нее, либо на металлической, но отделены от нее диэлектрической прокладкой с толщиной не менее половины толщины траверсы.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial В этом случае влиянием бума можно пренебречь и величина бумкоррекции принимается равной нулю (вариант3).Поскольку вибратор должен быть изолирован от бума, он рассчитывается по второму варианту, если для остальных элементов имеет место первый вариант монтажа.

Можно ли заменить линейный разрезной диполь на петлевой? Этот вопрос в настоящее время является дискуссионным. Ясно, что все элементы антенны являются взаимозависимыми и механическая замена разрезного диполя на петлевой той же длины приводит к расстройке антенны и появлению высокой реактивности в ее входном сопротивлении. Коэффициент укорочения петлевого вибратора больше чем линейного и, по идее, его надо делать короче, но некоторые радиолюбители, в частности автор программы Yagi Calculator VK5DJ, предлагают при замене использовать петлевой вибратор примерно на 2% длиннее линейного. И это подтверждается анализом в MMANA моделей, которые выдает программа от VK5DJ, а также экспериментальными практическими измерениями самого DL6WU.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Вывод из этих противоречивых советов? Для создания оптимальной Uda-Yagi с петлевым вибратором необходимо использовать MMANA с последующей бумкоррекцией длин элементов, а корректировку размеров самого вибратора — по методике RA6FOO (смотрите ссылки ниже). Однако лучшим вариантом следует признать оптимизацию результатов в HFSS, поскольку эта программа не имеет недостатков присущих MMANA и позволяет непосредственно учесть бкмкоррекцию.

Для владельцев смартфонов на операционной системе Андроид расчет антенны Uda-Yagi конструкции DL6WU доступен в мобильном приложении Canennator. Вы можете скачать его нажав на кнопку ниже или по QR-коду.

Не забудьте оставить отзыв о приложении.

Ссылки по теме:

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Мой мир

Онлайн расчет антенны 3-х элементный волновой канал, UDA YAGI

Информация о материале

Просмотров: 65539

Хотелось бы сразу предостеречь посетителей этой странички от распространенной ошибки.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Если аноним, сюда попавший, имеет намерение просто себе взять и рассчитать размеры антенны «3-х элементный волновой канал» по каким то формулам, то его ждет разочарование. Во первых по формулам считать не надо, почему — смотрите здесь. Во вторых, придется подумать над вопросом: «Какой конкретно 3-элементный волновой канал мне нужен?» Дело в том, что волновой канал — это не обычная конструкция антенны, а большой класс антенн, включающий в себя бесконечное число практический конструкций. Всего 3-элемента, а варьируя величинами 5 доступных нам размеров (степенями свободы), мы можем получить и 50 и 75-омную антенну, с разным усилением, разной полосой пропускания и т.д. Таких рабочих конструкций может быть множество, причем с не совпадающими размерами.

Представленная здесь конструкция оптимизирована по критерию отношения излучения вперед/назад (не хуже 20 дБ), имеет усиление более 7,3 dBi, полосу пропускания по критерию КСВ < 2 около 7% относительно центральной частоты, входное сопротивление около 50 Ом.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Вибратор — линейный разрезной. Можно заменить его на петлевой той же длины. В таком случае входное сопротивление антенны будет около 200 Ом. При подключении коаксиального фидера требуется наличие балуна/симметризатора, конструкция которого зависит от формы вибратора и рабочей частоты. Стрела должна быть диэлектрическая, например из деревянного бруса. Антенна не пригодна для приема DVB-T2. Если вы ищете телевизионный «цифровой» волновой канал, следуйте по ссылкам внизу под калькулятором.

Калькулятор обновлен 31.05.2020.  Схематическое изображение антенны:

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:


© 2014-2020 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Предыдущая версия калькулятора на этой страничке была основана на методике из работы — NBS TECHNICAL NOTE 688 — «Yagi Antenna Design» Peter P. Viezbicke 1976 год. Метод был разработан в доцифровую эпоху и в настоящее время полностью устарел. Краденую копию нашего старого калькулятора можно найти на radioman-portal.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial ru. Новая версия калькулятора основана на оптимизированных моделях 4NEC2 и HFSS. Для того чтобы подобрать размеры антенны оптимальным образом, использовалcя разработанный Николаем Младеновым скрипт Python для движка NEC2:
http://mladenov.ca/~nickm/scripts.html
Используя методы нелинейного программирования, такой скрипт в автоматическом режиме перебирает десятки тысяч комбинаций «степеней свободы антенны», а их здесь, как мы отметили пять. В результате получается модель антенны у которой желаемые свойства максимизируются.

Ссылки по теме:

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Мой мир

Yagi не требующая настройки | Антенны

Оказывается, можно создать волновой канал,не требующий настройки. Большинство описаний антенн «волновой канал» (Яги/Yagi) предусматривают согласующее устройство Гамма или Омега, поскольку предполагается, что антенна имеет волновое сопротивление меньше волнового сопротивления питающей линии, в качестве которой обычно используется коаксиальный кабель 50 или 75 Ом.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial

В процессе моделирования антенн при помощи программы Quick Yagi я выяснил, что можно спроектировать антенну с волновым сопротивлением 50 Ом, что точно соответствует сопротивлению кабеля, и тогда отпадает необходимость в согласующем устройстве. Возможно другим это моё «открытие» известно давно. Что это даёт? Во-первых, настройка гаммы или омеги – дело хлопотное. Во-вторых, гамма или омега являются частотно-зависимыми элементами и поэтому могут «затушевать» настройку (подгонку) элементов антенны и даже сузить её рабочий диапазон. Так зачем же эту гамму применяют? Она нужна тогда, когда волновое сопротивление антенны меньше 50 Ом. Зачем же делать меньше? Да это получается само собой в процессе настройки антенны, который традиционно заключался в подгонке длины рефлектора с целью достичь максимального подавления заднего лепестка диаграммы направленности и в подгонке длины директора (директоров) с целью получить максимальное усиление. После нескольких проб (иногда десятков)можно было получить удачное сочетание этих параметров, и тогда эта антенна получала признание, публиковалась и даже получала название, например, квадраты UA4IF, Яги K2PV и т.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial д. При этом не учитывались местные условия. Например, при наличии уклона местности 2-3 градуса можно получить в этом направлении прибавку усиления больше, чем от добавления одного или даже двух директоров. Вернёмся к свойствам антенны. При приближении размера директора к размеру излучателя усиление антенны растёт, её сопротивление уменьшается, а рабочая полоса частот сужается:

Если учесть, что согласующее устройство тоже имеет рабочую полосу, которая может не совпасть с полосой рабочих частот антенны, то картина окажется хуже, чем мы видим на рисунке для вариантов R1=25 Ом и R2=12.5 Ом. Если настраивать КСВ приходится не на рабочей частоте антенны, а потом поднимать антенну, то резонансная частота обязательно сдвинется килогерц на 100. Для антенны R3 = 50 Ом это не так опасно, поскольку на частотах +/- 100 КГц от резонансной её КСВ всё ещё небольшой, а для антенн с более узким рабочим диапазоном этот сдвиг резонанса может оказаться неприемлемым.

Зависимость от частоты коэффициента усиления (средняя линия), отношения «зад-перед» (пунктирная линия) и КСВ (нижняя сплошная линия) для антенны с волновым сопротивлением 50 Ом:

Эти же параметры для антенны R=12,5 Ом.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Первая антенна обладает значительно большей равномерностью параметров по диапазону. Правда, со второй антенной можно удивить коллег большим подавлением заднего лепестка на частоте 14,090 МГц:

В реальных условиях, за счет влияния земли у антенны формируется лепестковая диаграмма направленности, форма которой кроме прочего зависит от высоты подвеса антенны над землёй. Мы будем подразумевать высоту подвеса равной одной длине волны:

Отметим, что значение коэффициента усиления в реальных условиях значительно больше, чем в свободном пространстве (в нашем случае 14,1dBi для ант R3=12,5), в то время как разница в усилении у трёх наших антенн в основном сохраняется:

Если прирост от 6.9 до 8.5 dBi кажется большим, то в реальных условиях разница между 12.5 dBi (ант R3=50) и 14.1 dBi (R1=12,5) уже не кажется такой уж значительной. Существенным является то, что угол подъёма главного лепестка для всех трёх антенн остаётся тем же, 14 градусов. При этом антенна №3 с R=50 Ом лучше согласована на краях диапазона, и поэтому лучше «принимает» мощность от передатчика.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial

Теперь воспользуемся программой YO (Yagi optimiser), чтобы посмотреть свойства антенн при дальних связях. Будем считать, что дальние связи проводятся при угле излучения 5 градусов к горизонту, как и принято по умолчанию в программе, хотя это значение можно и изменять. Вспомним также, что все наши три антенны имеют максимальное излучение под углом 14 град. Усиление антенн 1, 2 и 3 на угле излучения 5 град соответственно равны 4.38 dBd, 4.96 dBd и 5.79 dBd. Если разница в усилении между антеннами 1 и 3 в свободном пространстве составляет 1.66 dBi, а при высоте подвеса равной l она составляет 1.61 dBi, то на угле 5 град она уменьшается до 1.41 dBd. Можно предположить, что просто расчёты не очень уж точные, но тенденция всёже прослеживается: при работе с дальними корреспондентами прирост усиления за счёт изменения длины элементов меньше, чем обычно указывается в характеристиках антенны, т.е. усиление в свободном пространстве.

Подытоживая вышеизложенное можно сказать, что усиление антенны не является единственным или главным критерием её качества, при этом подразумеваются варианты антенн с одинаковым числом элементов и одинаковой длиной траверсы.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial

Иногда важными свойствами считаются широкополосность и минимизация помех телевидению.

Для антенны с разрезным вибратором можно предложить согласующее устройство для некоторых фиксированных значений волнового сопротивления, а именно, для 37.5 Ом и 25Ом.
Устройство представляет собой два последовательно соединённых отрезка кабеля длиной l/12 (электрическая длина, а не физические размеры). Ближний к антенне орезок кабеля имеет волновое сопротивление линии питания (у нас 50 Ом), а следующий отрезок – сорпотивление антенны, т.е. 37.5 или 25 Ом. Такие сопротивления можно получить соединяя два куска кабеля параллельно: 75/2=37.5 или 50/2=25. Устройство компактное, не требует настройки и легко защищается от атмосферных воздействий.

Существует два варианта Яги: с элементами изолированными от траверсы и с неизолированными элементами. В последнем случае программа Quick Yagi может внести поправку на длину элементов. Правда, разрезной вибратор обязательно изолируется, иначе он становится «неразрезным».Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial

Суммируя сказанное выше можно рекомендовать следующую процедуру проектирования и постройки антенны.
1. Задаемся конечной целью: какую антенну нам надо.
— а. широкополосная антенна, охватывающая как SSB, так и телеграфный участки диапазона. При этом у нас нет желания (или возможности) опускать антенну для подстройки. Тогда лучше всего подойдёт антенна с волновым сопротивлением 50 Ом и небольшим усилением.
— б. есть возможность опускать антенну для подгонки в случае отклонения от заданных параметров. Тогда задаёмся сопротивлением 35 Ом со средним коэффициентом усиления.
— в. нам нужна узкополосная антенна для телеграфного участка с максимальным усилением. Задаёмся сопротивлением 25 Ом с достижением высокого коэффициента усиления.
2. Сколько элементов должна иметь антенна? Если длина траверсы (бума) меньше 0,4 длины волны, то нет смысла делать больше 3 элементов. Если задаёмся сопротивлением 50 Ом, то расстояние «Рефлектор-вибратор» лучше взять не менее 0,15 дл.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial волны, а при R=25-35Ом лучше взять поменьше.
3. Запускаем программу в режиме автоматического или ручного проектирования с заданным количеством директоров (можно с количеством «0» для двух элементов).
4. Запускаем режим оптимизации по усилению. Получим результат с сопротивлением 27-35 Ом.
5. Включаем оптимизацию ширины полосы с параметром «широкая». Сопротивление слегка повысится.
6. Приступаем к ручному редактированию размеров антенны для достижения ТОЧНОГО значения желаемого сопротивления. Варьируем размерами рефлектора и директора (директоров), а также и расстояниями, периодически проверяя полученную диаграмму направленности и кривую КСВ. Можно спроектировать несколько антенн с одинаковым сопротивлением и после сравнения остальных характеристик выбрать лучшую.
7. После изготовления и установки измеряем сопротивление. Если оно соответствует проектному, то больше ничего проверять не надо, все остальные параметры также получатся. Если сопротивление отличается от расчётного, надо смоделировать на компьютере, на сколько требуется изменить длину директора (и какого директора, если он не один).Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial Обычно это незначительная величина. Никаких настроек подавления и усиления делать не надо, это может только ухудшить параметры антенны.

Желающим моделировать Яги на компьютере я бы советовал применять именно программу WA7RAI (ссылка дана выше), а не ММАNА, которая более универсальна, но в случае с Яги она слабее специализированной программы QUICK YAGI.

Антенна с разрезным вибратором может использоваться на частотах, отличных от её резонансной частоты. Простейшим способом является просто подстройка П-контура передатчика. При этом конечно не следует ожидать максимальной отдачи, да и помехи телевидению вполне возможны. Однако для некоторых сочетаний F(ant)+F(tx) можно получить неплохие результаты. Напрмер, антенна для 18.1 МГц работала без помех ТВ на частоте 24,9 МГц и похуже на 21 МГц. Но этот способ неприемлем для современных трансиверов, несмотря на наличие тюнера – не стоит рисковать! Можно добиться на выходе передатчика КСВ не более 1,5 путём подключения к кабелю короткозамкнутого шлейфа длина которого вместе с кабелем должна быть кратна l /2 за вычетом половины длины разрезного вибратора L=l /2*n – L1:

Здесь l — длина волны, на которую хотим перестроить антенну;
L1 – половина длины вибратора перестраиваемой антенны.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial
Расстояние до точки подключения можно рассчитать по номограммам, представленным у Ротхаммеля для короткозамкнутых шлейфов.
Можно применить выносной тюнер с большим диапазоном перестройки импеданса.

Если мы перестроим антенну для 28 МГц (её излучающий элемент) на частоту 24,9 МГц, то её рефлектор теперь будет работать как директор, и максимум излучения будет в обратном направлении тому, которое было на 28 МГц.

Диаграммы направленности антенны R=50 Ом на трёх частотах: 14,000, 14,150 и 14,250 МГц:

то же для антенны R=12,5 Ом:

Работа с программой QUICK YAGI (Qy4)

Запускается в DOS или FAR (Виндоузовский эмулятор DOS) файлом qy4.exe
Открывается первая страница меню:
Auto mode menu — автоматическое проектирование
Manual entry — ручной ввод
With tapered el’s — с элементами переменного диаметра

Команда со стрелкой – по умолчанию. При нажатии начальной буквы команды ( A, M или W) выполняется эта команда
Внизу:
Ctrl+Q: Quit = выход из программы (Y-Да, No-Нет)
Esc: To Main = переход в главное меню
F1: files = вызов файлов антенн из памяти
F2: Options = варианты

При нажатии клавишу А входим в подменю меню автопроектирования
Auto- Options настройки режима авто
Spacing (Directors) — расстояния (директоры)
Length (Directors) — длина (директоры)
Default len & space — длина и расстояния по умолчанию
Auto design of Yagi — атопроектирование Яги

При нажатии в этом подменю на А входим в режим автопроектирования
Optimized Spacing — оптимизированные расстояния
Max FB & Bandwidth – максимальные соотношение «вперёд/назад» и полоса пропускания
(W/Default Spacings) (с расстояниями принятыми по умолчанию)
Tab: Tapered diameters N ступенчатый диаметр — нажатием клавиши Tab (табуляция) переключаем No – Yes
Spacebar: View changes N просмотр изменений — нажатием клавиши «пробел» переключаем
No – Yes

Например, оставляем оба параметра No и нажимаем клавишу “Enter”

Появляется строка: OPERATING FREQUENCY (рабочая частота)
Вводим 14.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial 2 и “Enter”
Will all elements be the same diameter ?Будут ли все элементы одного диаметра?
“Y” “Enter”
# of directors – число директоров
1 “Enter”
EL DIAM, mm – диаметр элементов в мм
30 “Enter”
появляется проект антенны с длинами элементов, расстояниями, а также параметрами в правом окне:
FORWARD GAIN
F TO B RATIO
INPUT IMPEDANCE
25.8 +j 11.2 Ohm ( 25.8 активное сопр + 11,2 реактивная составляющая)
ARRAY LENGTH (длина антенны в метрах)
В нижнем правом окне:
Select Optimize (выбрать параметр оптимизации)
Best gain/pattern – наилучшее соотношение усиления/подавления
Spacing only – только расстояния
Lengths only – только длины
Например, выбираем «В» и появляется:
Select Target F/B (выбрать желаемое подавление)
A 35
B 30
C 25
Например, выбираем 25 и нажимаем С:
Появляется
Choose Bandwidth
Wide — широкая
Average — обычная
No changes — без изменений
Нажимаем W и получаем окончательный проект антенны со значением реактивной составляющей 0.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial
Теперь можно записать эти данные через клавишу F1 (file):
Get saved files – вызвать файл из сохранённых
Save this file – сохранить этот файл
Print this file – распечатать этот файл
Delete a file – удалить файл
Нажимаем S:
Enter a FILE name (8 letters max) 20M3ELE (мы задаём имя 20м3эле)
“Enter”
В нижнем окне появляется имя файла и возможность отменить путём нажатия Esc
“Enter” – сохранён.

Теперь мы можем отредактировать данные вручную, например, чтобы подогнать сопротивление под 50 или 25 Ом. Можем изменять длины директора и рефлектора, а также меняя расстояния. При этом можно каждый раз смотреть не только числовые значения усиления и подавления, но и кривые КСВ, усиления и подавления в зависимости от частоты. Можно сохранять различные варианты и потом выбрать из них желаемый, или же просто понаблюдать влияние различных параметров на свойства антенны.

Набираем в окошечке рефлектора 10.8 “Enter”, в окошке директора 9.4 “Enter” Получаем:
Input Impedance 51 +j 0.Расчет антенна яги: Расчет антенны Uda-yagi DL6WU - 3G-aerial 5 Ohm

Чтобы убрать реактивную составляющую 0,5 Ом делаем оптимизацию, для чего нажимаем F4 и появляется подменю:
Bandwidth – ширина полосы
Driven element – активный элемент
Gain /FB/Pattern – усиление/подавление/ диаграмма
Нажимаем “D” и программа меняет длину активного так, что j=0, а сопротивление 50,9 Ом чисто активное ( на данной частоте)
Нажимаем F3 и смотрим диаграмму в гор плоскости (на данной частоте)
Нажимаем Esc и возвращаемся в меню.
Нажимаем F6 и получаем таблицу параметров в зависимости от частоты
Внизу видим строку команд:
P: print (печать) G: graph (графики) B: BW plot (ДН от частоты) Esc: exit
Нажимаем G и получаем совмещённый график КСВ, усиления и подавления в зависимости от частоты.
Разберём ещё опцию F2.
Подменю:
Change to Ft/In – изменить метры на футы/дюймы
Fed element options – параметры активного элемента
Scaler – масштабирование (по диапазонам)
Element compensation – компенсация элементов (если не изолированы от траверсы)
Нажимаем F:
Simple dipole – простой диполь
Folded dipole – петлевой вибратор
Exit no change – выход без изменений

Можно выйти из программы и запустить файл QYUTILS.EXE. Там расчёт гамма-согласователя, хотя я не пробовал его, так как предпочитаю разрезной вибратор, который исключает реактивные элементы типа конденсаторов и снижает помехи ТВ.

Ну, вобщем пробуйте разные режимы. Программа написана очень грамотно и устойчива к нестандартным ситуациям. После небольшой практики поймёте, что она в 10 раз легче, чем ММАNА и даёт в 10 раз точнее результат.

UA9OS

Три конструкции антенн типа «Волновой канал» или «Уда-Яги». Антенны на диапазоны 145 МГц, 435 МГц.

Три конструкции антенн типа «Волновой канал» или «Уда-Яги». Антенны на диапазоны 145 МГц, 435 МГц.

Организаторы проекта SMART GROUND STATIONS попросили меня написать подробные инструкции по сборке антенн для приема сигналов спутников. Подробнее о проекте можно узнать вот здесь. В этой статье я расскажу про самую простую и распространенную антенну – волновой канал.

Ее еще называют антенной Уда-Яги в честь ее изобретателей. Споров касательно правильности одного или иного названия существует не меньше, чем на тему «Как правильно: мертвая петля или петля Нестерова?». И да, проще этой антенны только простой диполь или, может быть, четвертьволновый штырь. Впрочем, о всенаправленных антеннах (кхэм… о почти всенаправленных, если быть точнее) мы поговорим в другой раз, а в этой статье я покажу три самые простые конструкции, чтобы каждый смог найти хотя бы одну, которую можно повторить при минимальных затратах.

Введение

Во-первых, я должен упомянуть об одной из предыдущих статей, в которой я рассказал кое-что про антенны, фидеры и прочее. В этой статье я приведу варианты конструкций антенн и готовые расчеты нескольких антенн.

К статье прилагаются файлы *.maa. Это рабочие файлы программы MMANA-GAL – одного из мощнейших средств проектирования антенн. Эта программа позволяет рассчитать характеристики антенны: активное (R) и реактивное (j) сопротивления, коэффициент усиления, диаграмму направленности и многое другое.

Конструкция 1. ППР – Проще пареной репы

По такой конструкции я когда-то собирал свой первый «волновой канал». Для сборки понадобится, деревяшка (будем называть ее по-умному: траверса) подходящей длины, некоторое количество медной проволоки, и какой-нибудь крепеж. Вся работа заключается в том, чтобы точно нарезать проволоку на отрезки нужной длины и закрепить в нужных точках. Я рекомендую делать надпилы в траверсе для более надежного крепления элементов антенны. А сами элементы антенны можно прижать с помощью шурупов с широкими шляпками, проволочными хомутами или пластиковыми стяжками. Такую антенну можно изготовить буквально за пару часов.

Конструкция 2. Люминь, люминь и еще раз люминь

Конструкция славится своей легкостью, хоть она достаточно прочная и совершенно не дорогая. Элементы антенны делаются из алюминиевых трубок, хотя при незначительной их длине можно использовать и тот же моножильный провод. На траверсу из алюминиевого профиля в нужных местах крепятся платформы из какого-либо диэлектрического материала. Многие используют оргстекло, хотя можно использовать любой листовой пластик или даже фанеру. Но феодосийцы настоятельно советуют использовать стеклотекстолит, потому что он добавляет +20 к надежности устройства. На платформах любым удобным способом крепятся элементы антенны. Если они изготовлены из алюминиевой трубки, их можно закрепить зажимами для троса подходящего размера. Медная проволока хорошо крепится к площадкам из фольгированного стеклотекстолита с помощью тонкой медной проволоки, особенно если соединение пропаять. Вместо самих медных элементов можно закрепить вот такие электротехнические клеммники, в которые и будут зажиматься медные провода. Или можно использовать латунные резьбовые втулки, тогда на элементах антенны нужно нарезать резьбу или закрепить втулки с ответной резьбой.

Конструкция 3. Универсальная траверса

Эта конструкция нравится мне тем, что самый габаритный элемент – траверсу можно использовать одну для нескольких антенн. Траверсой служит водопроводная полипропиленовая труба, на которой с помощью стандартных кронштейнов крепятся элементы антенны. Если изготовить несколько комплектов элементов антенн и разметить траверсу соответствующим образом, можно по очереди использовать совершенно разные «волновые каналы», имея лишь одну особо габаритную деталь.

Проверенные «волновые каналы»

Конечно, никакая антенна не сравнится с антенной, рассчитанной самостоятельно, но я приведу несколько готовых антенн для разных частот. Если кто-то желает рассчитать антенну самостоятельно, он или она может воспользоваться одной из редакций книги Карла Ротхаммеля «Антенны», которую можно скачать в разделе «Библиотека» на моем сайте.

Готовые maa файлы некоторых антенн можно найти в этой папке на сервере сайта. Формат названия, я думаю, очевиден: %Центральная частота%_%Количество элементов%_%Диаметр провода%.maa . Почти все из них были собраны и испытаны. Список постоянно пополняется.

Заключение

Желаю всем удачи в проектировании и сборке антенн и прочих экспериментах. Не забывайте, что конструкторская работа – это тоже творчество, поэтому авторские конструкции антенн ценятся в наибольшей степени.

Присылайте фотографии и чертежи своих антенн мне на почту или ВКонтакте, чтобы я разместил их на этой странице. Поделитесь с другими своими инженерными решениями!

Related Posts

SSTV с МКС — О Гагарине из космоса

Альтернативная инструкция по добавлению наземной станции в систему

Прием самолётной телеметрии (система ADS-B) с помощью SDR-RTL

Прием фотоснимков с метеорологических спутников серии NOAA

Ликбез по антеннам в контексте приёма сигналов метеоспутников

Установка и первичная настройка радиоприемника SDR-RTL (RTL2832U, R820T)

Основы радиолокации — Антенна Яги (волновой канал)

Антенна Яги (волновой канал)


Антенны Яги относятся к продольным излучателям и используют в своем составе элементы, возбуждаемые излучением.
Этот тип антенн получил свое название по имени одного из его изобретателей, японского профессора Яги.
Иногда используется наименование «антенны Яги-Уда»,
а в русскоязычных источниках такие антенны называют антеннами типа «волновой канал».
Эта конструкция антенн была специально разработана для диапазона радиоволн от высоких частот
(ВЧ, HF)
до верхней части диапазона очень высоких частот
(ОВЧ, UHF).
Антенны Яги очень популярны по причине простоты их конструкции и относительно высокого коэффициента усиления.
Как правило, их относят к высоконаправленным антеннам.
Помимо радио, антенны этого типа применяются и в радиолокации.

В антеннах Яги используется взаимодействие между элементами, в которых возникают стоячие волны тока,
в результате чего возникает бегущая волна с выраженной диаграммой направленности.
Такая антенна состоит из одного или нескольких активных вибраторов (диполей) и дополнительных пассивных элементов.
Элементы антенны Яги обычно привариваются к проводящему стержню или трубке, называемому стрелой.
Точка соединения соответствует средине элемента.
Такая конструкция имеет целью только обеспечение механической прочности антенны и не влияет на ее рабочие характеристики.
Поскольку активный элемент имеет ценральное питание, он не приваривается к опорному стержню.
Входной импеданс антенны может быть увеличен путем использования петлевого вибратора в качестве активного элемента.

Элементы, из которых состоит антенна Яги, показаны на Рисунке 1.
Расстояния между ними выбираются не одинаковыми.
Единственный элемент антенны, который возбуждается от передатчика, это активный вибратор.
Все остальные элементы являются пассивными, однако играют важную роль в формировании излучения антенны.
Излучение элементов складывается в фазе при распространении в прямом направлении и в противофазе — в противоположном.
Ширина полосы частот
антенны Яги определяется длиной и диаметром элементов, а также расстоянием между ними.
Для большинства конструкций ширина полосы обычно составляет всего несколько процентов от частоты, на которую проектировалась антенна.

Антенна Яги, изображенная на Рисунке 1, имеет один рефлектор, один петлевой вибратор в качестве активного элемента и три директора.
В общем, чем больше используется пассивных элементов (директоров и рефлекторов), тем выше коэффициент усиления антенны.
Увеличение количества этих элементов приводит к уменьшению ширины луча антенны, но, вместе с этим, и к сужению ее
полосы частот.
Поэтому правильная настройка антенны имеет большое значение.
Коэффициент усиления антенны не увеличивается прямо пропорционально увеличению количества используемых элементов.
Например, трехэлементная антенна Яги имеет относительное усиление по мощности от 5 до 6 дБ.
Добавление дополнительного директора приводит к увеличению этого параметра примерно на 2 дБ.
Однако добавление последующих директоров имеет все меньший и меньший эффект.


Принцип действия

Рисунок 2. Двухэлементная решетка из полуволнового резонансного диполя в качестве активного элемента и более короткого диполя в качестве пассивного элемента

Рисунок 2. Двухэлементная решетка из полуволнового резонансного диполя в качестве активного элемента и более короткого диполя в качестве пассивного элемента


Основной элемент Яги имеет три составные части.
Длина каждого пассивного элемента отличается от половины длины волны, являющейся резонансной для антенны.
Если она больше (обычно на величину около 15 процентов), то такой элемент имеет индуктивные свойства и работает как рефлектор.
Если же длина элемента меньше половины длины волны (с шагом 5 процентов),
то элемент имеет емкостные свойства и определяется как директор,
поскольку он вызывает усиление излучения в направлении от активного вибратора к директору.
Для понимания принципа действия рассмотрим резонансный
диполь
и добавим к нему пассивный элемент, расположив его на небольшом расстоянии.
Излучение диполя вызывает возбуждение пассивного элемента, причем с разностью фаз, определяемой расстоянием между ними.
Емкостной характер из-за меньшей длины пассивного элемента приводит к дополнительной задержке токов и напряжений в этом элементе и, соответственно,
в фазе излучаемого им поля. Поскольку разность фаз соответствует расстоянию между элементами,
то оба излучаемых поля (активного и пассивного элементов) синфазны в одном направлении и противофазны в другом направлении.
Поскольку амплитуды колебаний в элементах антенны не одинаковы, сумма излучаемых ими полей увеличивается в одном направлении и уменьшается в другом.


Рисунок 3. Трехэлементная антенна Яги, суперпозиция колебаний, вызванных активным элементом, рефлектором и директором

Рисунок 3. Трехэлементная антенна Яги, суперпозиция колебаний, вызванных активным элементом, рефлектором и директором


Возникновение одного поперечного луча при использовании одного активного вибратора и одного пассивного элемента позволяет предположить,
что еще большее усиление может быть достигнуто использованием рефлектора и директора по разные стороны от активного вибратора.
В действительности так и есть.
Трехэлементная антенна Яги имеет
коэффициент усиления,
достигающий 6 дБ.
В рефлекторе, имеющем длину больше половины длины волны, индуцируется ток, который, в свою очередь, является источником волны, гасящей волну от активного вибратора.
Директоры несколько короче, их сопротивление носит емкостной характер, и они должны быть расположены на расстоянии,
несколько меньшем половины длины волны, для обеспечения синфазности волн от активного вибратора и от директоров.
Коэффициент усиления антенны Яги может быть увеличен путем увеличения количества элементов,
однако каждыей новый дополнительный элемент будет вносить все меньший и меньший вклад.
Для умеренного количества элементов усиление в прямом направлении пропорционально этому количеству.

Массив элементов Яги можно описать как структуру с медленной волной.
Поэтому антенны Яги относятся к категории антенн бегущей волны.
В такой структуре поддерживается неубывающая волна в прямом направлении, а токи в директорах имеют примерно одиноковые значения,
хотя и с увеличивающейся фазовой задержкой. Фазовая скорость волны в этом случае составляет от 0,7 до 0,9 скоростей света.


Figure 4: 3D representation of the antenna pattern of a Yagi antenna having 8 elements including folded dipole fed with a power of 11 dBm

Рисунок 4. Трехмерное представление диаграммы направленности антенны Яги, имеющей 8 элементов, включая петлевой вибратор, запитываемый мощностью
11 дБм


Рисунок 5. Радиолокатор, в котором используется решетка антенн Яги
(П-18 «Терек»,
по классификации НАТО «Spoon Rest D») с коэффициентом усиления G = 69

УДА-ЯГИ 1296 – ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО!



(Подробное описание двух антенн с лирическими отступлениями)

 Несколько лет не покидала идея изготовления эффективной стрелы диапазона 23 см.
Подходящей конструкции не нашёл, поэтому попытался сделать самостоятельно.
Хочу поделиться соображениями, одной из причин, почему не устроили антенны с
различными сложными способами питания, в том числе с петлевым вибратором и U-коленом из
кабеля.
Даже для низкочастотных УКВ диапазонов при пайке оплётки кабеля и центральной жилы
образуется неоднородность в виде короткого воздушного отрезка и как следствие образуется
отражённая волна. И с этим обстоятельством, в некоторых случаях, можно смириться или
попытаться поправить, припаяв вокруг центральной жилы медную фольгу к оплётке кабеля, тем
самым, обеспечить отрезку необходимое волновое сопротивление. А как быть с диапазоном 23
см.? Дело усугубляется тем, что конструктивная неоднородность это всегда ещё и привнесённая
реактивность. Ничтожно малая ёмкость или индуктивность, несущественная для
низкочастотных диапазонов, на СВЧ просто разваливает конструкцию. Вынужденная мера, —
компенсация реактивности. Для КВ антенн добавление конструктивных элементов с целью
компенсации реактивности, обычная практика.
На УКВ, если речь идёт об эффективной антенне, такой подход неприемлем. Изменение
размеров вибратора и расположения для компенсации реактивности это, по существу, такая же
мера, аналогичная добавлению конструктивного компенсирующего элемента, но с разрезным
вибратором, не всегда может быть реализуемой на практике. Возможно, в том числе и по этой
причине получили популярность как любительские, так и промышленные конструкции с
петлевым вибратором именно для диапазона 23 см. Таким вибратором удобно манипулировать,
можно сжать, разжать, меняя реактивность, резонансную частоту и импеданс, иначе говоря,
схитрить. Результат таких манёвров, – разваленная антенна, которая уже не похожа на модель,
но, зато имеет терпимый КСВ.
На мой взгляд, нет ни одного разумного аргумента в пользу применения петлевого вибратора
для современной УКВ антенны, тем более для 1296 мГц, если речь не идёт о создании
трудностей или это вынужденная необходимость, в том числе и с целью реализации подобных
методов настройки…
Но вернёмся к компенсации реактивности УКВ антенны. Есть важный момент, который
требует понимания физики процесса.
Когда в электроэнергетике, например, компенсируют явно выраженное индуктивное
сопротивление асинхронного двигателя при помощи конденсаторов, то двигатель не становится
от этого лучше в качестве приёмника электрической энергии. Характер нагрузки двигателя,
каким был, таким и остался. Благодаря емкости в данном случае улучшается характер нагрузки
в линии электропередачи, что приводит к уменьшению реактивных потерь только в данной
линии.
Аналогично, применительно к УКВ антенне: компенсируя реактивность неэффективного
излучателя, он таковым и останется, – работающим неудовлетворительно и с низким КПД,
несмотря на замечательные показания КСВ – метра. Поэтому, если целью является
максимальное излучение электромагнитной энергии в пространство, то приведённое входное
сопротивление антенны должно быть изначально чисто активным.
Короче говоря, пайка замысловатых сомнительных устройств в точке питания вибратора для
диапазона 23 см. как и танцы с бубном, это ближе к шаманству и никак не связано с серьёзным
техническим решением.
А серьёзное техническое решение очевидно, – делать всё коаксиально!
Ещё несколько предпосылок, которые формировали требования при создании антенны:
Низкое значение обратной волны в очень широком диапазоне частот это совсем не плохо, но
приходится жертвовать усилением антенны. Поэтому рассчитывал получить низкое значение
обратной волны в умеренном частотном диапазоне, но в тоже время сохранить
погодоустойчивость, а так же приемлемое отношение G/T.
параметры антенн:

рис. 1 YAGI ANALISIS 3.54.Антенна 43 элемента Tgnd = 290K; Tsky = 15K 
Оптимизация антенн выполнялась вручную в MMANA, на частоте 1316 мГц.

Корректировал результаты после просмотра в NEC2 for MMANA.

Финальную версию 43-ёх элементной антенны выбирал по результатам YAGI ANALISIS 3.54. (рис. 1).

Диаметр элементов при расчётах 4,8 мм.
 
 
рис. 2 График КСВ в функции частоты, 43 элемента

рис. 3 График активного и реактивного сопротивлений, 43 элемента
 
Максимальное усиление в Nec2 for MMANA на частоте 1304-1305 мГц составляет 21,81dBi, всего на 0,09 больше

относительно 1296 мГц. YAGI ANALISIS 3.54 показывает разницу ещё меньше, – 0,02.

рис. 4 исходные данные и результаты расчёта трансформатора

рис. 5 детали трансформатора, вибратора и рефлектора.

рис. 6 поясняет конструкцию трансформатора, вибратора и директоров.

рис. 7 размер трансформатора и вид конструкции в сборе.

Таблица 1: размеры антенны 43 элемента в метрах.

* Длина активного вибратора при наружном диаметре трансформатора 12 мм.
* Длина рефлектора при наружном размере хомута 15 мм.

 
рис. 8 длина активного вибратора, вид конструкции в сборе

рис. 9 длина рефлектора, вид конструкции в сборе
 
Модели антенн, которые устроили, получил относительно быстро. А вот удачное воплощение
в реальную конструкцию задержалось на годы… )))
Крепление элементов на стеклопластике при помощи клипс, когда значительная часть элемента
закрыта диэлектриком, смещало графики антенны существенно, вниз по частоте. Говорить о
соответствии модели и реальной антенны не приходилось…
Не сразу, пришла простая знакомая мысль: – «кто нам мешает, – тот нам поможет!» (к/ф
«Кавказская пленница» : ))). То есть, если разместить элементы над металлической траверсой,
которая будет смещать параметры антенны вверх по частоте и подобрать расстояние над
элементами такое, чтобы диэлектрик, смещая графики параметров антенны вниз по частоте,
компенсировал это влияние? Носил эту мысль без практического воплощения, пока не попались
на глаза багеты для подвесного потолка. Багет хорошо вставляется в алюминиевый швеллер
15х15х15 мм. Предположил, что влияние дна швеллера будет компенсировано диэлектриком.
Влияние боковых частей швеллера полагал, будет незначительным, ввиду малой площади
торцевой поверхности.
Эксперименты показали, что предположение оказалось удачным. График КСВ 43-ёх
элементной антенны показал значения очень близкие к графику модели (рис 2).
Багет с одной стороны имеет тонкий желобок, использовал его для фиксации сверла. Сверлил
отверстия под элементы ручной дрелью. Сначала тонким сверлом затем большим диаметром,
чтобы элемент вставлялся с усилием. Ортогональность отверстия после первого сверла в случае
необходимости корректировал надфилем. Испортил несколько пластиковых подставок, затем
приспособился и подставки пошли легко без подтачиваний и брака.
Для изготовления элементов пользовался простыми инструментами: лобзиком и напильником,
без каких либо приспособлений. Подгонка элемента по размеру выполнялась штангенциркулем
за несколько минут.Хомут для крепления рефлектора выполнен из алюминиевой полоски толщиной 0,5 мм.
Наружный размер в точке крепления половинок рефлектора, – 15 мм., за счёт винтов М3 в
потай.
Оказалось что прямоугольный швеллер в качестве траверсы очень удобен для разметки.
Разметку выполнял метровой линейкой с делениями 0,5 мм. Сначала устанавливается активный
элемент. На боковой поверхности швеллера делается риска большой иголкой напротив центра
активного вибратора. Линейка фиксируется на риске с делением 27 мм., зажимается двумя
струбцинами и размечается положение следующих элементов. Перед отметкой положения
элемента последующего метра проверял расстояние второй линейкой с соседними рисками, в
случае необходимости уточнял положение основной линейки, зажимал струбцинами и
продолжал разметку.
Крепление подставок для элементов при помощи …изоленты вызывало чувство лёгкой
самоиронии, но это чувство было безжалостно подавлено ленью, которой природа так щедро
наградила… ))) В этом противоборстве лень одержала безусловную победу! Действительно,
сверлить 40 или 60 отверстий с высокой точностью не готов. С изолентой удобно
корректировать положение директоров и ортогональность.
После выравнивания элементов и проверки работоспособности антенны зафиксировал
пластиковые подставки клеем БФ-2. В процессе высыхания клея поправлял элементы, если
наблюдалась деформация. Через несколько суток нанёс ещё слой клея.
КСВ в функции частоты контролировал при помощи двух приборов «Kuranishi Instruments»
RW-271 соединённых последовательно с проверенными переходниками различной длины.
Приборы так же проверены на эталонную нагрузку. Такой способ с очень высокой степенью
достоверности позволяет определить частоту с наименьшим значением обратной волны.
Минимальный КСВ будет на частоте, при которой оба прибора показывают минимальное
значение.
В реальности КСВ в широком диапазоне частот имел значение очень близкое к единице.
Чтобы зарегистрировать минимум приходилось ручки прямой волны КСВ — метров выкручивать
на максимум. Миниатюрный ливень (рис. 10) еле заметно повлиял на показания приборов.

рис. 10
 
На рисунках 11, 12 и 13 показаны параметры антенны и графики зависимости КСВ от частоты,

которые дают представление о влиянии диаметра элементов.

рис. 11 График КСВ в функции частоты, 43 элемента, диаметр элементов 4,5 мм.

рис. 12 График КСВ в функции частоты, 43 элемента, диаметр элементов 5,5 мм.

рис. 13 График КСВ в функции частоты, 43 элемента, диаметр элементов 5 мм.
 
 Рисунок 13 показывает, что при диаметре элементов 5 мм. программа показывает усиление чуть выше,

чем при расчётном диаметре 4,8 мм. Отношение G/T при диаметре 5 мм. снижается на несколько сотых.
 Нужно ещё заметить, что представленные расчёты и графики, — это всего лишь некая идеалистическая

интерпретация, полученная при помощи программ, которые имеют погрешности. 
 Элементы антенн выполнены из имеющихся у меня алюминиевых прутков от АЛРОС-а диаметром 4,9 мм. 
 Таблица 2: размеры антенны 64 элемента в метрах. 
 Длина активного вибратора при наружном диаметре трансформатора 12 мм.

Длина рефлектора при наружном размере хомута 15 мм.

рис. 14 График КСВ в функции частоты, 64 элемента

15 График активного и реактивного сопротивлений, 64 элемента
 
 Ниже несколько фото конструкции:

Объективную оценку эффективности антенны может дать измерение шума Солнца. В моём
варианте с 64-ёх элементной антенной потери перед МШУ, — 0,5 дБ. и шум фактор МШУ
порядка 1,0 дБ. Солнце слышно с уровнем 5 дБ. при IPS Flux Date = 92, в соответствии с ЕМЕ
калькулятором VK3UM.
На скрине сигнал маяка ON0EME при расстоянии до Луны 375234 км. Это примерно
посередине между апогеем и перигеем. Реальный сигнал маяка с уровнем -22 дБ, — что на 1 дБ.
лучше значения, которое показывает калькулятор. А при уменьшении дистанции между Луной и
Землёй, и благоприятных условиях, очевидно, можно рассчитывать на прибавку сигнала.

73!

Яги, рассчитанные «мманой» или взрослые и детские грабли.

0
0
votes

Рейтинг статьи

Николай, R9YAF

Изобретать очередной «велосипед» к полевому дню на УКВ я начал заранее. Так называемые антенны «яги», которые популярны среди радиолюбителей, работающих, на диапазоне 2м очень хорошо описаны на просторах интернета. Поэтому опишу только конкретный конструктив и грабли, на которые я наступил при расчётах антенны.

Начнём с печального.

Так как расчёт был начат год назад, а закончен перед очередными соревнованиями за полчаса, ошибки таки в него закрались. Большая антенна вообще не работала с первого раза. Хотя в цифрах было всё хорошо. Оказалось, что распределение токов в элементах было неправильным, а именно в первом варианте вибратор оказался длиннее. Чтобы исправить это мне все в один голос твердили, отпили его и всё. А вот и не угадали. Нельзя просто отпилить вибратор в 10 элементной антенне и надеяться на то, что она будет после этого работать. В итоге за 8 часов до времени «ч» был мозговой штурм на тему что делать.

Пошли двумя путями. Первый – пилить все элементы сразу определённым образом. Второй – двигать все элементы определённым образом.

Второй вариант оказался проще. И всё получилось, так как было задумано.

Сама антенна получилось не очень широкополосная, и плохо строится вверх, зато замечательно строится вниз. Хотя это ненужно она считалась сразу на 144.3МГц, где и работает с КСВ 1.1.

Так как крепление рассчитывалось под  другое расположение элементов, антенну чудом удалось смонтировать на мачту, проблема была в том, что над этой антенной был установлен «вертикал», что также сказалось на работоспособности антенны. Если кто вдруг решит повторить, рекомендую быть более внимательным к этим мелочам.

Вторую антенну я собирал на правах эксперимента, не претендуя на серьёзные результаты,  антенна задумывалась как горизонтальная, но с минимальным подавлением заднего лепестка. Что из неё  получилось, ещё не знаю, смонтировал её несколько дней назад и не успел провести более-менее дальних связей, пока только в пределах города.

При расчёте этой антенны тоже не избежал ошибок. Антенна была рассчитана очень, давно и на высоту 10м над землёй, но когда начал монтировать мачту понял что такую высоту получить не смогу, а на высоте 4 метра она не работала, вернее, работала, но настройка сильно съехала. Выход был уже известен, пилить не стал, просто подвинул элементы, и всё получилось, но пострадала направленность.

А теперь об исполнении.

В качестве «бума» антенны была выбрана дюралевая квадратная труба 20х20мм стенка 2мм.

Этот выбор обусловлен прочностью и жёсткостью, а также удобством крепления элементов.

Элементы было принято делать изолированными от бума. Вибратор разрезной, так как он прост в изготовлении и легко считается. Всё выполнено из дюралевого прутка диаметром 8мм (10мм для маленькой антенны). Пруток не калиброванный, поэтому расчёты нужно проводить после его полировки и измерения фактического диаметра.

Крепление элементов при помощи капролоновых держателей. Для этого был куплен пруток капролона 40мм диаметром, и совершён поход к токарю-фрезеровщику. Все сверловки и фрезеровка сделаны очень плотными для посадки в натяг.

Бум большой антенны был распилен на три неравные части с учётом крепления элементов и развесовки  всей антенны. А так же для удобства транспортировки. Обратная стыковка осуществляется при помощи дюралевых брусочков подогнанных под размер таким образом, чтобы в одну часть бума он забивался молотком, а во вторую вставлялся легко, но без люфта. С каждой стороны такой брусочек закреплён двумя болтам м5. Для фиксации элементы в креплениях можно вклеить или засверлить хитрый потайной болтик под шестигранник. К буму крепления с элементами после окончательной настройки фиксируются болтами м4.

Активный элемент разрезной. Его конструкцию проще показать на фотографиях. В одном из вариантов прямо на креплении был установлен разъём, позже от такой конструкции отказался в силу отсутствия под рукой разъёма и более простой сборки.

Ну, вроде всё описал, дальше пара файлов проектов и немного фотографий…

[su_custom_gallery source=»media: 2215,2214,2213,2212,2211,2210,2209,2208,2207,2206,2205,2204″ limit=»15″ link=»lightbox» target=»blank» width=»180″ height=»140″ title=»never»]

А так же видео на нашем канале Youtube с ПД 2014, где была использована данная антенна.

[su_youtube url=»https://youtu.be/kyGYsHo-d9Y»]

Яги Калькулятор

Были внесены мелкие исправления для повышения надежности на разных машинах и улучшения выполнения программы. В основные алгоритмы не было внесено никаких изменений, за исключением дополнений, необходимых для учета альтернативных форм материалов стрелы и элементов. Если вы используете Vista, я рекомендую вам запускать ее от имени администратора. YC теперь создает файлы .maa для оптимизатора MMANA-GAL.

Особенности бесплатной, но защищенной авторским правом программы включают в себя: расчет длины элементов и расстояний между элементами яги для определенной частоты, материалы различных размеров для стрелы и элементов, а также различные методы монтажа, размеры балунов рассчитываются, там это положение для ввода размеров существующей антенны DL6WU для оптимизации с помощью внешней программы или для сбора информации о ее усилении, ширине луча и т. д.Удобный калькулятор КСВ и калькулятор потерь в фиде включены как часть пакета. Также предоставляется информация о суммировании и оценки выигрыша. Включен файл справки, который охватывает многие аспекты дизайна яги, а также помогает в работе с программой.

Примечание: если страны используют запятую для десятичных знаков, вам может потребоваться изменить код страны, иначе файлы MMANA не будут запускаться. Вот одно решение: http://www.copsmodels.com/gpcommapnt.htm

Яги в стиле DL6WU для VHF / UHF (обновлено 7 октября 2019 г.)

Yagi Calculator — это программа для Windows, которая также хорошо работает в Linux, Ubuntu 8.10 под Wine, чтобы указать размеры для длинной антенны Yagi в стиле DL6WU. Длинные яги обычно используются от любительского диапазона 144 МГц до диапазона 2,4 ГГц. DL6WU yagi высоко ценится как простой в сборке с воспроизводимыми результатами, широкой полосой пропускания и полезным шаблоном.

Программа на этом сайте была разработана в начале 90-х как DOS-программа. Время шло, как и операционные системы, поэтому версия 2003 года дала возможность преобразовать ее в среду Windows, обновить информацию и изменить некоторые алгоритмы.Последняя версия — 2.6.19, в ней переработано изменение размера и размещения окон. В версии 2.6.17 от 15 июля 2015 года исправлена ​​ошибка при восстановлении сохраненного файла. Я также переделал пару меню. Список материалов был добавлен к распечатке яги, чтобы помочь в процессе покупки, но будьте осторожны, так как это расчетный показатель и не учитывает порезы и отходы из-за коротких закупленных длин. 2.6.19 изменяет только компилятор. Экран вывода

Благодарности

Yagi Calculator — это программа, помогающая в проектировании длинных антенн яги.В нем используются графики и принципы, разработанные DL6WU и первоначально напечатанные в Немецком радио-журнале VHF Communications (март 1982 г.). Статья называлась «Очень длинные антенны Яги». Для наилучшего соотношения передней и задней сторон рекомендуется, чтобы яги состоял из одного из следующих чисел элементов — 10,14,19,24. Напоминаем строителям яги, что конструкции DL6WU предназначены в первую очередь для длинных яги. Длина штанги в 2 длины волны (или 10 элементов) будет минимальным размером антенны. С другой стороны, яги, состоящие всего из 8 элементов, использовали этот дизайн и работали очень хорошо.

Работа Дэвида VK3AUU (AR, февраль 1988 г.) по разработке некоторых уравнений, соответствующих графикам DL6WU, была очень ценной. Расчеты отражателя основаны на базовой программе, написанной KY4Z и W6NBI, и с предложениями DL6WU. Справочник по антеннам ARRL предоставил информацию, как и различные источники в Интернете. Сайт K5OE http://members.aol.com/K5OE особенно полезен.

Автор благодарит Справочник ARRL 1998 г. за информацию об импедансе коаксиального кабеля, диэлектрической проницаемости и коэффициенте скорости.

Я благодарен Кевину Шмидту W9CF (http://fermi.la.asu.edu/w9cf/) за поправочный коэффициент для стержня квадратного сечения 1,18 * сечения круглой трубы, а также за формулу для нахождения эквивалентного круглого сечения для материалов как квадратных, так и плоских элементов (Версия 2.5.0)

dself = w [0,5 + 0,9t / w — 0,22 (t / w) 2], где w — ширина материала, а t — толщина.

Источник формулы для расчета импеданса взят из «Теории, практики и применения параллельных линий передачи с круглым и квадратным сечением» Роджера Харрисона и Энди Сэйерса VK2AES, GippsTech Conference 2009, Черчхилл, Виктория, Австралия.3-547, где s — расстояние между центрами, D = диаметр линии кругового сечения.

Ссылки

Некоторые ценные комментарии по масштабированию и диаметрам стрелы из W4RNL

Соображения о влиянии диаметра стрелы Лиф Асбринк, SM5BSZ

Построение яги DL6WU с использованием свернутого диполя, Джим W6PQL

Эксперименты с антенным диапазоном Джима W6PQL

Различные апплеты антенн и, в частности, поправочный коэффициент для квадратного сечения по сравнению с круглыми стержнями Кевина Шмидта.

Некоторые результаты определения дальности действия антенны Национальным бюро стандартов США

Метод установки, использованный Стивом VA3FM

Балун конструкции Колина VK5DK

Пружинные шайбы, используемые Стивом VA3FM для крепления своих элементов

Использование калькулятора Yagi на Mac

Один пользователь (спасибо Кеннету) столкнулся с трудностями при получении правильного файла MMANA, созданного с использованием MAC.Проблема в том, что если вы живете в стране, где для обозначения десятичных чисел используется запятая вместо точки, ваша машина (Windows или Apple OS) будет выводить файл для MMANA с использованием запятых, которые не будут распознаваться MMANA. В случае с Windows-машиной решение состоит в том, чтобы установить в предпочтениях страны точку вместо десятичной точки. В MAC немного сложнее. Кеннет не смог добиться этого с помощью Wine, но вместо этого использовал Virtual Box для OSX и установил Windows XP из файла iso. Тогда все было хорошо, так как можно было настроить параметры страны.

Linux

На странице загрузок вы найдете краткую форму калькулятора Yagi. Это было разработано Джеком Доддсом VE3UKD из краткого кода, предоставленного мной. Эта короткая форма предоставляется вместе с исходным кодом на https://gitlab.com/JackDca/yagicalclx

.

Чтобы запустить код, просто скачайте его в любой каталог и запустите оттуда. Не требует установки.

Yagi Antenna Gain, Directive, Front-Back Ratio »Электроника

Коэффициент усиления антенны

Yagi зависит от многих факторов, включая количество элементов, разнос и несколько других второстепенных факторов..


Антенна Yagi включает:
Антенна Yagi
Теория и расчеты антенны Яги
Усиление и направленность антенны Яги
Импеданс и согласование фида Яги


Ключевыми преимуществами использования антенны Yagi являются обеспечиваемые ею усиление и направленность.

Усиление антенны Яги или Яги-Уда особенно полезно, поскольку оно позволяет направить всю передаваемую мощность в область, где она требуется, или, когда она используется для приема, позволяет принимать максимальный сигнал из той же области.В сочетании с этим тот факт, что он имеет уменьшенное усиление в других направлениях, означает, что он принимает или передает меньше сигнала в других направлениях, тем самым снижая уровни помех.

Стоит понимать, что характеристики пассивной антенны (то есть антенны без активных элементов, таких как транзисторы и т. Д.), Такой как Yagi, одинаковы как для передачи, так и для приема, и, следовательно, коэффициент усиления при передаче будет таким же, как и коэффициент усиления при приеме.

Коэффициенты усиления / ширины луча Яги

На общее усиление антенны Яги влияет множество факторов.Между усилением и шириной луча существует связь. Если усиление Яги увеличивается, ширина луча уменьшается. Это можно объяснить, подумав о доступной мощности передачи. Поскольку имеется только определенное количество доступной мощности, для создания усиления мощность должна приниматься с одного направления и направляться в главный луч.

Параметры усиления и ширины луча для антенны Yagi

Это означает, что антенны с очень высоким коэффициентом усиления очень директивны. Поэтому иногда необходимо сбалансировать высокий коэффициент усиления и узкую ширину луча, чтобы обеспечить оптимальные характеристики.

Анализ усиления антенны Яги-Уда

Есть несколько особенностей конструкции антенны Яги, которые влияют на ее усиление:

  • Количество элементов в Yagi: Наиболее очевидным фактором, влияющим на усиление антенны Yagi, является количество элементов в антенне. Обычно рефлектор — это первый элемент, добавляемый в любую конструкцию Yagi, поскольку он дает наибольшее дополнительное усиление, часто от 4 до 5 дБ. Затем добавляются директора. Для средних диапазонов количества директоров каждый директор обеспечивает примерно 1 дБ усиления.
  • Расстояние между элементами: Расстояние может повлиять на усиление Яги, хотя и не так сильно, как количество элементов. Обычно пучок с большим расстоянием между элементами, то есть пучок с большим расстоянием между элементами, дает больший коэффициент усиления, чем более компактный. Наиболее важными положениями элементов являются отражатель и первый директор, поскольку их расстояние определяет расстояние между любыми другими элементами, которые могут быть добавлены.
  • Длина антенны: При вычислении оптимальных положений для различных элементов было показано, что в многоэлементном массиве Яги усиление обычно пропорционально длине массива.Позиции элементов имеют определенную степень свободы.

Одним из основных факторов, влияющих на усиление антенны Яги, является количество элементов в конструкции. Однако расстояние между элементами также имеет значение.

Общие характеристики ВЧ-антенны очень много взаимосвязанных переменных, и в результате многие ранние разработки не смогли полностью реализовать свой потенциал. Сегодня компьютерные программы используются для оптимизации конструкций перед их производством, а это означает, что их производительность лучше, чем у ранних разработок.

Коэффициент усиления Яги в зависимости от количества элементов

Несмотря на то, что существуют различия между различными конструкциями и способами изготовления антенн Яги-Уда, можно указать примерно очень приблизительных цифр ожидаемого усиления по отношению к количеству элементов в конструкции. Это может быть полезным практическим руководством к ожидаемому усилению антенны Яги.

Приблизительные уровни усиления антенны Яги-Уда
Количество элементов Приблизительное ожидаемое усиление
дБ по сравнению с диполем
2 5
3 7.5
4 8,5
5 9,5
6 10,5
7 11,5

Следует отметить, что эти цифры являются очень приблизительными.

В качестве дополнительного эмпирического правила, когда есть около четырех или пяти директоров, каждый дополнительный директор добавляет примерно 1 дБ прибыли для директоров до примерно 15 или около того.Эта цифра падает с увеличением числа директоров.

Yagi Соотношение передней и задней сторон

Одной из цифр, связанных с усилением антенны Яги, является то, что называется отношением передней и задней части, F / B. Это просто отношение уровня сигнала в прямом направлении к обратному. Обычно это выражается в дБ.

Диаграмма направленности антенны Yagi и соотношение передней и задней части

Соотношение передней и задней сторон = сигнал в прямом направлении Сигнал в обратном направлении

Соотношение передней и задней сторон = FB

Отношение передней части к задней для антенны Yagi или любой другой антенны в этом отношении обычно выражается в децибелах.Соответственно за коэффициент нужно взять лог 10 .

Соотношение передней и задней части (дБ) = log (FB)

Соотношение передней и задней сторон важно в обстоятельствах, когда необходимо минимизировать помехи или покрытие в обратном направлении. К сожалению, условия внутри антенны означают, что необходимо проводить оптимизацию либо для соотношения передних и задних частот, либо для максимального прямого усиления. Условия для обеих функций не совпадают, но соотношение передних и задних частот обычно можно максимизировать при небольшом ухудшении прямого усиления.

Еще темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Земная волна
Рассеивание метеорита
Тропосферное распространение
Кубический четырехугольник
Диполь
Дискон
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Антенна с параболическим рефлектором
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
КСВН
Балуны для антенн
MIMO

Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

СОЗДАТЬ АНТЕННУ YAGI

СОЗДАТЬ АНТЕННУ YAGI

Для хорошей эффективности и направленности в радиочастотном спектре
необходимо использовать антенну YAGI.

Эта антенна очень адаптирована в диапазонах VHF и UHF.
внутри от 30 МГц до 900 МГц.

Размер антенны ниже зависит от
Частота.

Чтобы узнать длину «элемента», выберите
ваша частота работы.
Например, при выборе диапазона FM-вещания 100 МГц легко рассчитать
!

Размер в метрах!.

ПРИМЕР: первый директор 120 / F, если F = 88
MHZ, тогда 120/88 = 1,36 метра.

1

директор 1 120 / частота

А

интервал между 1 и 2 60 / частота

2

директор 2 125 / частота

B

интервал между 2 и 3 45 / частота

3

директор 3 130 / частота

C

интервал между 3 и 4 30 / частота

4

директор 4 138 / частота

D

интервал между 4 и 5 30 / частота

5

Диполь 143 / частота

E

интервал между 5 и 6 48 / частота

6

отражатель 150 / частота

СОЗДАЙТЕ ДИПОЛЬ

диполь является важным элементом антенны YAGI.Он принимает волну. импеданс (сопротивление в функции
частоты) — один из очень важных параметров. для самых популярных
FM TUNER принимает сопротивление 75 Ом. Для соблюдения этого условия,
размер диполя точный. В этом примере состоит из
тоже труба разного диаметра. Первая труба №1 диаметром 15 мм и
№ 2 составляет 10 мм. Соедините трубу на конце.

ТРУБКА на французском = ТРУБА

Антенна Яги-Уда: иллюстрированный учебник

Барон Ольденбург

26 августа 2019
(Последнее обновление: 26 августа 2019 г.)

01.Введение

В рамках предстоящего проекта мне понадобился быстрый и простой способ усилить прием сигнала 428 МГц, поступающего из определенного места. Что касается антенны, мне нужна была антенна, которая давала мне «высокое усиление» (делала сигнал сильнее) и была «сильно направленной» (принимала сигналы только от того места, куда я направил свою антенну). Мне нужно было иметь высокое усиление, потому что я не собираюсь находиться непосредственно рядом с источником сигнала и, вероятно, не буду иметь непрерывной прямой видимости, а антенна с высоким коэффициентом усиления позволяет мне находиться в некоторой комбинации «далеко» и « Между мной и сигналом много стен ».Мне нужно было, чтобы он был очень направленным, потому что меня интересует только сигнал 428 МГц, исходящий от моего источника сигнала, а не любые другие случайные сигналы 428 МГц, которые случайно попадают туда, куда я направляю свою антенну. 428 МГц — довольно специфическая и нестандартная длина волны для направленной антенны (то есть это не Wi-Fi), поэтому маловероятно, что у меня одна валяется (у меня не было) или что я смогу купить ее в Интернете (я не мог). Удачный день! Я сделаю антенну Яги-Уда!

02.Что такое антенна Яги-Уда?

Антенна Яги-Уда — это очень простая в изготовлении высоконаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления. Если вы когда-нибудь видели тонкую антенну на крыше чьего-то дома, то, вероятно, это Яги-Уда!

Простота конструкции и дешевизна материалов в сочетании с полученной прибылью делают его привлекательным вариантом для проектов и прототипов DIY.

Если вы новичок в строительстве антенн, будет много новой терминологии! Вот диаграмма:

Стрела

Это часть антенны, к которой крепятся все остальные элементы.Он может быть проводящим или непроводящим, его проводимость влияет только на длину других частей антенны. Я использовал трубы из ПВХ от Home Depot, поэтому моя стрела была непроводящей.

Директора

Это паразитные элементы антенны. Они изменяют диаграмму направленности падающих на них радиоволн, переизлукая их с другой фазой. Это приводит к так называемой «конструктивной помехе», которая усиливает общий сигнал.

В этом абзаце много концепций и, возможно, несколько новых слов! Вот диаграмма, которая поможет проиллюстрировать это:

Здесь мы видим две волны одинаковой длины (красная и синяя), падающие на директора.Эти волны смещены друг от друга. Допустим, длина этого директора настроена на изменение фазы красной волны. Мы можем видеть, что после того, как красная волна попадает в директор и излучается повторно, две волны теперь находятся в фазе, и результирующий сигнал становится сильнее. Длина каждого директора такова, что он повторно излучает волны с разными фазовыми сдвигами, выравнивая их все вместе для получения максимально возможной конструктивной интерференции. Вот почему добавление большего количества директоров также увеличивает усиление вашей антенны.Добавление большего количества директоров также делает ваш луч более направленным! Вы также увидите директоров, которых называют «паразитами».

Управляемый элемент («Диполь»)

Это то, что излучает или принимает радиоволны для антенны. Для меня это будет прием, и это то, к чему будет подключен коаксиальный кабель. У него есть директора с одной стороны и отражатель с другой. Как показано на рисунке выше, это всего лишь отрезок провода, но я решил сделать сложенный диполь, который выглядит так:

Отражатель

Это самая длинная часть антенны, которая находится напротив («позади») ведомого элемента от направляющих.Это считается «задней частью» антенны и является частью того, что придает антенне ее направленность, «блокируя» волны, идущие с этой стороны ведомого элемента. Эти отражатели могут быть более сложными, как на изображении телевизионных антенн выше, но для моих целей подойдет и один провод.

03. Как сделать?

Если у вас нет большого опыта использования программного обеспечения для моделирования антенн, вы, вероятно, просто зайдете в Интернет и поищете какие-нибудь калькуляторы (и даже если вы это сделаете, вы, вероятно, все равно зайдете в Интернет и посмотрите для некоторых калькуляторов).Эти калькуляторы обычно предполагают, что вы уже построили такой тип антенны в прошлом, и выдают список измерений, который может напугать человека, который не знает, что делает. Я собираюсь пройтись по моему процессу сборки, калькуляторам, которые я использовал, и тому, как интерпретировать результаты этих калькуляторов.

Прошло несколько лет с тех пор, как я построил антенну Yagi-Uda, поэтому я решил начать с малого и проверить правильность моих принципов, прежде чем приступить к сборке большего размера.Этот первоначальный прототип имел только один директор, сложенный диполь и отражатель, что делало его трехэлементным Яги-Уда. Я не делал снимков процесса сборки для этого прототипа, поэтому некоторые кадры процесса будут поэтапными и будут немного отличаться от окончательного результата.

04. Прототип

Трехэлементный Яги-Уда — это своего рода крайний случай, поэтому я использовал калькулятор, разработанный с учетом этого ограничения (https://www.changpuak.ch/electronics/yagi_uda_antenna.php). Результат выглядел так:

  Частота: 428 МГц
Длина волны: 700,935 мм
d / лямбда: 0,006 (мин .: 0,001, макс .: 0,04)
D / лямбда: 0,016 (мин .: 0,002, макс .: 0,04)
Длина стрелы: 280 мм
Элементы: 3
Усиление: 7,1 дБ (прибл.)
-------------------------------------------------- -
Длина отражателя [мм]: 340
Положение отражателя [мм]: 0
---------------------------------
Длина диполя [мм]: 338
Положение диполя [мм]: 140
---------------------------------
Директор Длина [мм]: 323
Позиция директора [мм]: 280
  

Здесь нас интересуют измерения длины рефлектора, положения рефлектора, положения диполя, длины директора и положения директора.Мы не будем использовать длину диполя, потому что мы собираемся сделать наш собственный свернутый диполь.

Инструменты
  • Рулетка для измерения миллиметров
  • Кусачки
  • Сверлильный пресс (или ручная дрель)
  • Паяльник
  • (опционально) 3d принтер
Материалы
  • Медный провод 4 мм, длина не менее 1500 мм
  • Труба ПВХ длиной не менее 300 мм
  • Коаксиальный кабель
  • Припой

Первая

Обрежьте материал стрелы до указанной длины (280 мм) + буфер (я использовал буфер 20 мм, всего 300 мм).

Я добавил сюда 20 мм, потому что вы заметите, что положение отражателя находится на 0 мм, а положение директора — на 280 мм, поэтому отрезать штангу длиной точно 280 мм было бы не лучшим решением. Также хорошо иметь место для маневра на случай, если во время изготовления что-то пойдет не так.

Второй

Отметьте позиции элементов.

Для размещения элементов в прототипе я решил сделать то же, что и многие другие конструкторы антенн Yagi-Uda, а именно просверлить отверстия там, где должны проходить элементы.Это требует, чтобы вы точно измерили, где расположен каждый элемент; допуски обычно менее 2 мм. Все измерения, которые у нас есть для этого прототипа, относятся к отражателю, поэтому я отметил 10 мм от конца стрелы в качестве местоположения отражателя и добавил 10 мм к положению каждого элемента для измерения. Измерение от конца стрелы с помощью рулетки намного проще и последовательнее, чем пытаться удерживать конец измерительной ленты над отметкой Шарпи на трубе из ПВХ.

Третий

Просверлить отверстия под элементы.

Важно, чтобы все элементы были:

  1. На одной линии («копланарно»)
  2. Перпендикулярно стреле

К этим концам я привязал стрелу молнией к запасному прямоугольному алюминиевому куску, который у меня был в магазине, и зажал его в тисках. Использование алюминия и тисков дало мне хорошую гарантию на ## 2, а использование моего мастерского сверлильного станка в сочетании с узлом алюминий / тиски вместо ручного сверла дало мне хорошую гарантию на ## 1.Убедитесь, что сверло, которое вы используете, соответствует диаметру вашей медной проволоки. Слишком маленькое отверстие — это нормально, потому что вы всегда можете сделать его больше, но слишком большое отверстие сделает ваши элементы шаткими, и это будет сложнее исправить.

Четвертый

Отмерьте и отрежьте проволоку для элементов.

Для рефлектора и директора я использовал измерения из калькулятора выше. Обязательно следите за тем, чтобы при нарезке элементов вы держали их в порядке! Они отличаются по длине всего на несколько миллиметров.

Обычно причина того, что вы предпочитаете использовать сложенный диполь вместо полуволнового диполя при создании антенны Яги-Уда, заключается в том, чтобы легче согласовать импеданс коаксиального кабеля, который вы к нему подключаете. Хотя это отличное свойство, на самом деле оно имеет значение только для антенн, которые также передают сигнал, а мы — нет. Я сделал сложенный диполь вместо полуволнового диполя, потому что его легче прикрепить к моей штанге и коаксиалу. Поскольку я создавал свой собственный свернутый диполь, мне понадобился другой калькулятор: https: // www.changpuak.ch/electronics/Dipole_folded.php. Результат калькулятора выглядел так:

Итак, мы знаем, что провод для нашего сложенного диполя должен быть длиной 600,5 мм.

Пятая

Вставьте элементы и согните сложенный диполь.

Вставить отражатель и директор очень просто. Однако согнуть сложенный диполь может быть сложно, в зависимости от того, какой калибр медный провод вы используете (с более толстым проводом труднее работать). Я знал радиус изгиба, и у меня был доступ к 3D-принтеру, поэтому я распечатал цилиндр для использования в качестве руководства по изгибу:

Важно, чтобы все элементы были по центру стрелы, поэтому я приклеил каждый элемент на место горячим клеем.Некоторые конструкции имеют сложенный диполь в той же плоскости, что и другие элементы, некоторые конструкции имеют сложенный диполь перпендикулярно этой плоскости, но из моделирования антенн, которое я видел, это не имеет значения, поэтому просто выберите то, что подходит для вашей конструкции антенны или эстетика.

Шестой

Припаяйте экран коаксиального кабеля к одному концу сложенного диполя, а медный сердечник — к другому.

Отрежьте пластиковую крышку от коаксиального кабеля на пару дюймов и снимите экран так, чтобы экран доходил до одной стороны, а медная жила доходила до другой.Как вы можете видеть ниже, я также привязал коаксиальный кабель к стреле, чтобы придать сложенному диполю некоторую устойчивость.

Прототип завершен!

Вот изображение моего готового прототипа:

Эта антенна работала достаточно хорошо, чтобы обеспечить усиление 7 дБ на расстоянии десяти футов от источника, что было всем, что мне было нужно, чтобы подтвердить, что Yagi-Uda была подходящей антенной для этого проекта.

05. Конечный продукт

Для конечного продукта я сделал 10-элементную антенну Яги-Уда.Я использовал другой калькулятор, созданный для антенн с переменным количеством элементов: https://www.changpuak.ch/electronics/yagi_uda_antenna_DL6WU.php. Это были мои требования:

У меня была восьмифутовая белая поливинилхлоридная труба диаметром 21 мм от Home Depot, которую я планировал использовать для стрелы, и Home Depot также продает пятнадцатифутовые рулоны 4-миллиметровой медной проволоки.

Результат калькулятора выглядел так:

  Частота: 428 МГц
Длина волны: 701 мм
Диаметр стержня: 4 мм
Диаметр стрелы: 21 мм
Длина стрелы: 1540 мм
д / лямбда: 0.006 (мин .: 0,002, макс .: 0,01)
D / лямбда: 0,030 (мин .: 0,01, макс .: 0,05)
Элементов: 10
Усиление: 11,80 дБд (прибл.)
-------------------------------------------------- -----------
Длина отражателя: 338 мм
Положение отражателя: 0 мм
-------------------------------------------------- -----------
Положение диполя: 168 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 1 Позиция: 221 мм, длина: 319 мм
Расстояние Диполь - Реж. # 1: 53 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 2 Позиция: 347 мм, Длина: 316 мм
Расстояние Реж.№1 - Реж. # 2: 126 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 3 Позиция: 498 мм, длина: 313 мм
Расстояние Реж. №2 - Реж. # 3: 151 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 4 Позиция: 673 мм, Длина: 310 мм
Расстояние Реж. №3 - Реж. # 4: 175 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 5 Позиция: 869 мм, Длина: 308 мм
Расстояние Реж. №4 - Реж. # 5: 196 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 6 Позиция: 1079 мм, Длина: 306 мм
Расстояние Реж.№ 5 - Реж. # 6: 210 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер №7 Позиция: 1300 мм, длина: 304 мм.
Расстояние Реж. №6 - Реж. # 7: 221 мм
-------------------------------------------------- -----------
Режиссер # 8 Позиция: 1532 мм, Длина: 302 мм.
Расстояние Реж. №7 - Реж. # 8: 231 мм
  

В этом калькуляторе нет длины диполя, поскольку предполагается, что вы делаете свой собственный свернутый диполь. Мы, так что не беспокойтесь. Некоторые этапы этой сборки пересекаются с прототипом, поэтому я буду делать подробные заметки только там, где он отклоняется или есть новые этапы.Основное различие между прототипом и окончательной сборкой заключается в том, что для окончательной сборки я решил напечатать на 3D-принтере стойки для элементов вместо сверления отверстий в стреле. Просверливание отверстий для элементов не выходит за рамки маленькой антенны: очень мало места для ошибки, небольшие ошибки складываются, поливинилхлорид длиной пять футов намного громоздче, чем один фут, и трудно вносить изменения в элементы после просверливается отверстие.

Первая

Обрежьте материал стрелы (не забудьте создать буфер).

Второй

Отмерьте и отрежьте проволоку для элементов и сложенного диполя.

Третий

Стойки держателей элементов дизайна и печати.

Это то, что я получил в своей конструкции противостояния:

Изгиб в нижней части стойки соответствует изгибу трубы из ПВХ, поэтому стойка хорошо сидит на стреле и не качается. Прорезь наверху стойки соответствует изгибу медного провода, который я использовал, поэтому провод сохраняет свою ориентацию.Отверстия сбоку соответствуют размерам застежек-молний, ​​которые я использовал, а отверстие в центре — дизайнерская привычка минимизировать твердый объем для уменьшения количества используемой нити. Для такой маленькой детали (5 мм x 5 мм x 10 мм) пустотелая сердцевина, вероятно, не является строго необходимой.

Использование опор на 3D-принтере имеет ряд улучшений по сравнению с сверлением отверстий:

  • Более точное позиционирование элементов
  • Легче отрегулировать элементы, если они нарушены
  • Легче выровнять элементы, чтобы они были копланарными
  • Легче заменить или модифицировать элементы
  • Легче разобрать для транспортировки, все, что вам нужно для сборки, это стяжки-молнии
  • Если антенна ударилась, элементы не погнулись

Четвертый

Крепежные элементы к стойкам и стойкам к стреле.

Используя размеры, указанные выше, я привязал каждую стойку к стреле. Установив каждый элемент на место, я повторно измерил его, чтобы убедиться, что он находится в пределах 1 мм от желаемого положения, затем пометил передний край стойки с помощью Sharpie, чтобы, если антенна толкнула или элемент ударился, я мог легко переставить стойку, чтобы правильное положение.

Пятая

Припаяйте экран коаксиального кабеля к одному концу сложенного диполя, а медный сердечник — к другому.

Final Антенна завершена!

Вот снимок последней антенны без коаксиального кабеля:

06. Заключение

Создать антенну с индивидуальной настройкой не так уж и сложно! Самое сложное — это знать, с чего начать и как интерпретировать результаты вычислений, которые вы найдете в Интернете. Надеюсь, узнав, как работает антенна, увидев мой процесс сборки и изучив некоторые из ошибок, с которыми я столкнулся по пути, вы почувствуете уверенность, что можете сделать это дома.

07. Используемые ресурсы

Калькулятор Яги-Уда, 3 элемента

https://www.changpuak.ch/electronics/yagi_uda_antenna.php

Калькулятор N-элемента Яги-Уда

https://www.changpuak.ch/electronics/yagi_uda_antenna_DL6WU.php

Вычислитель сложенного диполя

https://www.changpuak.ch/electronics/Dipole_folded.php

Программа для 3d-моделирования

https://www.autodesk.com/campaigns/fusion-360-for-hobbyists

ОСНОВЫ ДИЗАЙНА АНТЕННЫ YAGI
антенна!

Тюнинг
Вокруг!
ПОИСК

CQ-Calling All
Радиолюбители!
О Hamuniverse
Антенна Конструкция
Антенна Безопасность!
Спросите у Элмера
О батареях
Нормы и правила
Компьютерная помощь
Электроника
FCC
Информация
Ham Hints
Humor
Ham Radio News! Обзоры сообщений

Обзоры продуктов
Видео для радиолюбителей!
HF и Shortwave
License Study
Links
Midi Music
Читальный зал
Основы работы с ретранслятором

Повторитель
Строители
RFI Советы и
Уловки
Ham Satellites
Shortwave Listening
SSTV
Support The Site
STORE
Vhf and Up
Contact
Site Map
Privacy Policy
Legal Stuff

Advertising
Информация

БАЗОВЫЙ ДИЗАЙН АНТЕННЫ ЯГИ ДЛЯ
ЭКСПЕРИМЕНТ

Полезно
нетехническая, теоретическая информация для пользователя по конструкции антенны
Yagi
и Как понять базовый код Yagi
, сжатый и отредактированный из различных
источники

Это
статья не предназначена для ознакомления с деталями конструкции для построения
Яги.Он разработан, чтобы дать вам лучшее понимание того, как
Яги разработан, и основные функции каждого из его
части.

ОБЩЕЕ
ОПИСАНИЕ ЯГИ
Слово «Яги» используется для
опишите тип антенны и
приписывается очень известным японским экспертам по антеннам по именам
Яги и Уда! Большинство радиолюбителей называют этот тип антенны
«Яги», а не использовать оба мужских
имена.

Они обнаружили, что путем добавления «элементов» разной длины
и расстояния перед дипольной антенной и за ней, чтобы
производительность и эффективность диполя могут быть значительно
увеличился, и диаграмма дипольной высокочастотной энергии могла быть «излучаемой» или
сфокусированы в одном направлении, в результате чего он кажется
что передатчик потреблял намного больше энергии, чем было на самом деле,
давая гораздо более сильные сигналы как при приеме, так и
передать!

Общий базовый
конструкция состоит из диполя с «резонансным» питанием
диполь является ведомым элементом и на картинке
сверху и второй слева), с одним или несколькими
паразитарные элементы.
Эти паразиты
элементы называются «отражателем» и «директорами».
Отражатель
находится в крайнем левом углу на картинке выше, а директора — все
элементы, начиная с третьего элемента слева и продолжая
правая часть изображения.
г.
горизонтальный участок между всеми элементами в Яги называется
бум.

Экспериментируя, они определили, что «эффект»
их конструкций создали гораздо более «мощные» антенны по сравнению с
стандартный диполь, просто добавив к нему еще несколько элементов.
Они также
узнал, что, изменив пространство между элементами, и
длины элементов, чтобы их можно было «настроить», чтобы получить различную
результаты в зависимости от того, что они хотели. Они обнаружили, что они
могут изменить его форвардный «выигрыш», а также то, что они могут изменить
как он работал в других аспектах.

THE
ЭЛЕМЕНТЫ ЯГИ

ПРИВОДНОЙ ЭЛЕМЕНТ
Ведомый элемент Яги является точкой питания
где подводящая линия присоединена от передатчика к Яги, чтобы
выполнить передачу мощности от передатчика к
антенна.
Элемент, управляемый диполем, будет «резонансным», когда его электрическая
длина составляет 1/2 длины волны частоты, подаваемой на его питание.
точка.
Точка подачи на картинке выше находится в центре
ведомый элемент.

ДИРЕКТОР
Директор (и) самый низкий из
паразитические элементы, и этот конец Яги направлен на получение
станция. Он резонансный по частоте немного выше, чем у ведомого
элемента, и его длина будет примерно на 5% короче, чем у
ведомый элемент.Длина режиссера (ов) может варьироваться в зависимости от
расстояние между директорами, количество директоров, используемых в антенне, желаемое
шаблон, ширина полосы шаблона и диаметр элемента. Количество директоров
которые можно использовать, определяются физическим размером (длиной)
поддерживающая стрела, необходимая для вашей конструкции.
Директор / ы привыкли
обеспечить антенну диаграммой направленности и усилением.
Величина усиления прямо пропорциональна длине
антенной решеткой, а не количеством используемых директоров.В
расстояние между директорами может варьироваться от 0,1 длины волны до 0,5 длины волны или
больше и будет во многом зависеть от проектных характеристик
антенна.

ОТРАЖАТЕЛЬ
Отражатель — это элемент, который
размещен в задней части ведомого элемента (диполя). Это резонансный
частота ниже, а его длина примерно на 5% больше, чем у
ведомый элемент. Его длина будет варьироваться в зависимости от расстояния и
диаметр элемента.Расстояние между отражателем будет между 0,1.
длина волны и 0,25 длины волны. Его интервал будет зависеть от усиления,
требования к полосе пропускания, соотношению F / B и диаграмме боковых лепестков
конструкция антенны.

ПОЛОСА И ИМПЕДАНС
Импеданс
элемент — это значение чистого сопротивления в точке питания плюс любое
реактивное сопротивление (емкостное или индуктивное), которое присутствует в этой точке питания. Из
здесь первостепенное значение имеет импеданс ведомого элемента, точка
на антенне, где передача РЧ от фидерной линии занимает
место.
Максимальная передача энергии ВЧ при проектировании
частота возникает, когда полное сопротивление точки питания равно
сопротивление фидерной линии. В большинстве конструкций антенн фидер
сопротивление будет 50 Ом, но обычно сопротивление точки питания
Яги редко бывает 50 Ом. В большинстве случаев он может варьироваться примерно от 40
до примерно 10 Ом, в зависимости от количества элементов, их
разнесения и ширины диаграммы направленности антенны. Если линия подачи
импеданс не равен импедансу точки питания, ведомый элемент
не может эффективно передавать радиочастотную энергию от передатчика, поэтому
отражая его обратно к фидерной линии, получая коэффициент стоячей волны.По этой причине устройства согласования импеданса настоятельно рекомендуются для
получение наилучших характеристик антенны.
Полоса полного сопротивления
ведомый элемент — диапазон частот выше и ниже центра
расчетная частота антенны, на которую будет приходиться точка питания ведомого элемента.
принять максимальную мощность (RF) от питающей линии.
Целью проектирования является
чтобы реактивное сопротивление на центральной расчетной частоте Yagi = (0) ,,,
(j + 0).
Устройство согласования импеданса теперь будет работать в оптимальном режиме.
пропускная способность.Большое расстояние между элементами, большой диаметр элемента, широкий рисунок
полоса пропускания и системы согласования с низким «Q» — все это добавит к более широкому импедансу
пропускная способность.

ОБ ИЗОБРАЖЕНИЯХ АНТЕНН
диаграмма направленности антенны или полярная диаграмма, как ее иногда называют
важную роль в общих характеристиках антенны Yagi.
г.
направленное усиление, отношение передней и задней части, ширина луча и нежелательные (или желаемые)
боковые лепестки вместе образуют общую диаграмму направленности.Антенны
ширина полосы диаграммы направленности — это диапазон частот выше и ниже
частота проектирования, при которой шаблон остается неизменным.
г.
количество отклонений от целей проектной спецификации антенны, которые могут
быть терпимым — это субъективно, и ограничения, заложенные в дизайн, в основном
дело выбора дизайнера. «Другими словами … торговля
офф ».

Директора с равным интервалом и одинаковой длиной
дают более высокий коэффициент усиления на определенной частоте, но полоса пропускания больше
создаются узкие и большие уровни боковых лепестков.
Широкий интервал будет
увеличьте полосу пропускания, но боковые лепестки станут большими.
Автор
варьируя как интервал, так и длину режиссера, шаблон и шаблон
пропускная способность может быть более контролируемой.
Больше директоров в рамках данного бума
длина не сильно увеличит прирост, но даст вам
лучший контроль диаграммы направленности антенны в более широком диапазоне частот
в группе дизайна.
Если уменьшить длину каждого последующего
директор на заданный коэффициент (%), И увеличивайте интервал между каждым последующим
режиссер еще одним фактором, очень чистый узор с хорошим рисунком
пропускную способность можно получить.
TRADE OFF … будет небольшой потерей в
оптимальное прямое усиление (от 10% до 15%).
Короче … когда вы вносите изменения в одну часть
антенна, это изменяет характеристики другой части ….. все изменения
взаимодействуют друг с другом и финальное выступление!

GAIN или
СООТНОШЕНИЕ ФРОНТАЛЬНО-ЗАДНИЙ
Благодаря конструкции с максимальным прямым усилением главный лепесток
сужается как в вертикальной, так и в азимутальной плоскостях, а задний лепесток
всегда присутствует.Когда вы проектируете задний лепесток, узор становится
шире, и усиление вперед уменьшается. В некоторых случаях боковые лепестки становятся
довольно большой.

ЯГИ — СЧАСТЛИВЫЙ
ЯГИ!
Есть много способов накормить яги, но они могут
можно разделить на две основные категории:
Сбалансированное питание и несбалансированное питание.
кормить.

Сбалансированная система подачи:
Эта
может дать более широкую полосу импеданса, но основная проблема заключается в том, что
ведомый элемент в большинстве случаев необходимо разрезать по центру и изолировать
со стрелы.Помимо конструктивных соображений, это лучший вариант.
системы кормления. Соответствие требованиям сбалансированной системы согласования
Обычно это основная проблема, но существует множество способов.
Один
метод состоит в том, чтобы не разделять ведомый элемент и использовать совпадение «Т», которое может
можно описать как два гамма-совпадения по обе стороны от центра
элемент, питаемый балуном 1: 1 в центре.
Главный недостаток в том, что
это сложно настроить.

Несбалансированная система подачи:
Другой метод (для
точки питания с низким сопротивлением) использует разъемный элемент, изолированный от стрелы,
и питается «балуном» 4: 1 с понижением, сделанным путем объединения двух 1/4
секции коаксиального фидера с длиной волны параллельно, присоединяя равный
длина изолированного провода до внешней стороны этих секций, а также соединительные
к центральным проводам на конце точки питания и к экранам на
конец фидерной линии.Импеданс этого типа «балуна» должен быть равен или
около среднего значения между импедансом точки питания и линией питания
сопротивление.
Например, две параллельно включенные секции 75 Ом будут равны 37,5
Ом и будет согласовывать точку питания 25 Ом с линией питания 50 Ом с диапазоном от 1,0 до
1 КСВ.
Метод, используемый радиолюбителями сегодня, — это гамма-совпадение. Это обеспечит легкий
и надежный метод согласования с точкой подачи без потери
пропускная способность.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ЯГИ ИЗ ЦАРАПИНЫ
ИСПОЛЬЗУЯ КОМПЬЮТЕР!

W7RAI имеет очень хорошую программу проектирования Yagi на основе DOS, которая
можно скачать БЕСПЛАТНО!
Это избавит вас от утомительной математики и
разочарования, связанные с проектированием Яги.
Он будет «спроектировать»
многоэлементный Yagi для частот до 999 МГц. Вы просто скачиваете это
по ссылке ниже распаковать, установить и запустить. Вы можете настроить многие из
переменные в нем, чтобы создать Яги, который будет хорошо работать для вас.Там есть
также программа в нем, которая будет создавать гамму
матч.
Запустите QYUTIL.EXE в ПРОГРАММЕ QY4 из WA7RAI для
детали конструкции гамма-соответствия.

Подробнее о ПРОГРАММЕ АНТЕННЫ QY4
ЗДЕСЬ.

SEE A 6 ELEMENT 2 METER SSB (144.250)
ДИЗАЙН ЗДЕСЬ

Дополнительную информацию о конструкции антенны и системах питания см.
Справочник радиолюбителей, Справочник по антеннам ARRL, Яги доктора Дж. Л. Лоусона
Antenna Design (ARRL), или Справочник радиоинженера Билла Орра, чтобы
назовите лишь несколько.
Спасибо всем, кто делает дизайн антенны для радиолюбителей.
и экспериментирование — фантастическое хобби для любителей.
Радио.

Антенна ARRL!
ОТЛИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ТЕОРИИ, ДИЗАЙНА И ДИЗАЙНА АНТЕНН
ПРОЕКТЫ! ЭКСПЕРИМЕНТ! ЭКСПЕРИМЕНТ! ЭКСПЕРИМЕНТ!

Вернуться к конструкции антенны
страница проектов!

Наши потрясающие предложения по certkiller act онлайн
Таблицы для подготовки и экзаменов — ccda — сертификация хорошо подготовит вас к финальным экзаменам — онлайн ged —
сертификационный экзамен.Наше тестирование — сертификация cissp
— сертификация готовит вас к большому успеху
экзамена testinside ccnp.

Hamuniverse.com использует сеть Green Geeks
Хостинг!

Yagi Uda Anteena Этапы проектирования

Что такое антенна Yagi Uda?

Прежде чем приступить к проектированию антенны, мы должны знать рабочие параметры или характеристики антенны для приложений связи.Для хорошей эффективности и направленности приема в радиодиапазоне нам нужна хорошая антенна Yagi-UDA. Эта антенна была изобретена в начале 20 -х годов века двумя японскими инженерами по имени Уда и Яги.

Антенна Yagi — это узкополосная антенна, предназначенная для работы только на FM канале. Он имеет наилучшее усиление для своих размеров и соответственно узкий главный лепесток (луч). Хорошо спроектированная антенна Yagi в соответствии с конструкцией, приведенной ниже, может покрыть расстояние до линии даже 5 км с помощью мощности РЧ всего 1 Вт.Для максимального усиления или распознавания мешающего сигнала по азимуту 20-40 градусов от полезного сигнала мы используем антенну Yagi. Обычно антенна Yagi состоит из одного отражателя (сзади), одного ведомого элемента и одного или нескольких направляющих (в направлении направления / приема).

Структура антенны Яги

На приведенном выше рисунке показана антенна Яги, состоящая из четырех элементов. Средний элемент — простой полуволновой, сложенный диполь. Он называется «управляемый элемент», потому что это только элемент, который напрямую подключен к схеме FM-передатчика, управляя всей антенной.Остальные три внешних элемента называются паразитными элементами. Один из них называется руководящими элементами. Отражатель отражает радиочастотную энергию, а директор направляет радиочастотную энергию. Обычно отражающий элемент на 5% длиннее ведомого элемента, а директор на 5% короче ведомого элемента.

Диаграмма излучения

Конструкция антенны связана с диаграммой направленности, которая относится к зависимости направленного излучения от антенны. Антенна Яги Уда широко известна как Яги и называется направленной антенной.Диаграмма направленности антенны является функцией графического представления свойств излучения антенны как функции пространственных координат. Большинство антенн Яги Уда определяются в области области, и это функция направленных координат. Свойство излучения — это двухмерное или трехмерное распределение энергии излучения. Он может включать плотность потока мощности, интенсивность излучения, напряженность поля, направленность или поляризацию.

Диаграмма направленности антенны Яги Уда

Направленная антенна или лучевая антенна — это антенна, которая излучает большую мощность в одном или нескольких направлениях, что позволяет повысить эффективность передачи и приема и уменьшить помехи от нежелательных источников.Направленные антенны, такие как антенны Яги-Уда, обеспечивают повышенную производительность по сравнению с дипольными антеннами, когда требуется большая концентрация излучения в определенном направлении. Всенаправленная антенна — это антенная система, которая равномерно излучает мощность в одной плоскости с формой диаграммы направленности в перпендикулярной плоскости. Различные части диаграммы направленности называются лепестками, которые могут быть большими, второстепенными, боковыми или задними лепестками.

В антенне Яги Уда есть много других типов диаграмм направленности: изотропная антенна, всенаправленная антенна, направленная антенна, полусферическая антенна.Изотропная антенна излучает равномерно во всех направлениях. Всенаправленная антенна — это антенна, которая излучает одинаково, и эти антенны имеют некоторый угол места. Направленные антенны излучают только в одном направлении. Полусферическая антенна излучает одну половину полушария, это может быть как нижняя, так и верхняя полусфера.

Проектирование антенны Яги Уда

Конструкция антенны Яги

Длины элементов параметров антенны и расстояние между ними даны в единицах длины волны, поэтому антенну для заданной частоты можно легко спроектировать.Длины различных антенных элементов связаны с частотой (f = 106 МГц) следующим образом:

  • Длина отражателя = 150 / f (МГц) = 150/106 = 1,41 метра
  • Длина управляемого элемента = 143 / f ( МГц) = 143/106 = 1,35 метра
  • Длина первого директора = 138 / f (МГц) = 138/106 = 1,30 метра
  • Длина второго директора = 134 / f (МГц) = 134/106 = 1,26 метра
  • Длина of Boom = (43/106) + (45/106) + (45/106) = 1,25 метра приблизительно

Изготовление простой антенны Yagi с использованием не алюминиевых труб, а дешевого пластика и некоторого количества проводов, однако стандартная антенна с алюминиевые трубы — лучшее

Для недорогой пробной антенны Yagi требуются следующие материалы.

Материалы антенны Yagi Uda

  1. Приобретите в любом магазине электротехники Пластиковый кожух шириной 1 дюйм длиной 12 футов — 1 №
  2. Получите в любом магазине электротехники кожух шириной ½ дюйма длиной 12 футов -2 №
  3. Любой столб деревянный / бамбуковая палка / железная труба для удержания антенны
  4. Немного ленты для виолончели
  5. Нож для разрезания пластикового футляра
  6. Приобретите плоский двухжильный ленточный кабель длиной около 10 метров или более в зависимости от цепь передатчика к антенне.
  7. Для основной опоры используйте 1-дюймовую стрелу.
  8. По размерам вырезать отражатель, направляющие и ведомый элемент.
  9. А затем протяните изолированный или неизолированный провод вдоль стрелы сверху (не внутри).
  10. Пропустите аналогичный провод через направляющие и рефлектор сверху (не внутри).
  11. Присоедините точки к проводу на стреле для директоров, рефлектора путем пайки.
  12. Возьмите еще один провод, больший, чем удвоение ведомого элемента.
  13. Присоедините центр к точке стрелы.
  14. Согните оба конца этого провода и поднесите их ко дну корпуса.
  15. Выньте 2 конца для соединения и используйте ленту для виолончели, чтобы удерживать их на месте.
  16. Эти 2 конца предназначены для питания от FM-передатчика через плоский ленточный кабель.
  17. Используйте ленту для виолончели, чтобы сохранить все директора, рефлектор и ведомый элемент, как антенну яги.

Процесс настройки антенны Yagi

  1. Подключите выход передатчика к антенне с помощью плоского ленточного кабеля
  2. Отрегулируйте с помощью отвертки для цветных металлов подстроечный резистор частоты генератора, пока не услышите полную тишину на частоте около 106 МГц в FM-приемнике или сотовый телефон, если в нем есть FM-приемник.
  3. Используйте мультиметр в диапазоне 250 мА последовательно с аккумулятором.
  4. Отрегулируйте ток, чтобы установить мощность на 75 мА

Применение антенны Yagi UDA

  1. Антенна Yagi UDA в основном используется в астрономических антеннах и оборонных антеннах.
  2. Спиральная антенна, которая является одним из типов направленных антенн, используется для увеличения усиления антенны.
  3. Поляризация этих антенн имеет круговой характер. И эти антенны используются в радиоастрономии.

Фото:

  • Структура антенны Яги, сделанная в Китае
  • Диаграмма направленности антенны Яги Уда от компании Cisco
  • Дизайн антенны Яги от компании tikalon
  • Материалы антенны Яги Уда от компании afn

Яги Антенна

В приведенной выше таблице нет настоящей ракетной науки. Я считаю, что авторы вышеуказанного документа
провели экспериментальные измерения, пока не нашли оптимизированный набор расстояний и не опубликовали его.Расстояние
между директорами единообразно и дано в предпоследней строке таблицы. Диаметр
элементов определяется как d = 0,0085. Приведенная выше таблица дает хорошую отправную точку.
для оценки необходимой длины антенны (длины штанги), а также набора длин и расстояний
что достигает указанного усиления. В общем, все расстояния, длины, диаметры (включая диаметр стрелы)
являются проектными переменными и могут постоянно оптимизироваться для изменения производительности.

Существуют тысячи таблиц, которые дополнительно дают результаты, например, как диаметр штанги влияет на
результаты и оптимальные диаметры элементов.

В качестве примера диаграмм направленности антенны Яги, 6-элементная антенна Яги (с осью вдоль оси + x)
моделируется в FEKO (1 отражатель,
1 управляемый полуволновой диполь, 4 директора). Полученная антенна имеет усиление 12,1 дБи, и графики
приведены на рисунках 1-3.

Рисунок 1. Коэффициент усиления антенны Yagi в плоскости Е.

Рис. 2. Коэффициент усиления антенны Яги-Уда в H-плоскости.