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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA YAGI de cinco elementos a 20 metros. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência Fazer você mesmo uma antena não é uma tarefa fácil para os radioamadores. Freqüentemente, os autores de várias antenas não prestam atenção à descrição da tecnologia de fabricação da antena, e isso é muito importante para quem vai tentar repeti-las. Sem conhecer a tecnologia de fabricação, é difícil avaliar totalmente suas próprias capacidades. Sua superestimação muitas vezes leva ao fato de que bons projetos, apesar dos materiais já gastos, permanecem inacabados. O artigo proposto descreve em detalhes o projeto da antena para um alcance de 20 metros. Algumas técnicas de fabricação podem auxiliar na fabricação de antenas de outras bandas. O problema da escolha da antena foi enfrentado pela equipa do Inta Radio Club (RK9XXS) logo no início da sua actividade. Mesmo assim foi decidido: fazer apenas antenas sérias. Percebendo bem que você não pode fazer uma antena rapidamente, decidimos primeiro coletar materiais e, com base em sua quantidade, decidir qual antena construir. Em um mês, conseguimos encontrar 10 barras de duralumínio para saltos altos de 3,6 m de comprimento, 10 pedaços de cano de 30 mm de comprimento de 1,5 m, dois canos de uma maca médica com diâmetro de 36 mm, dois canos de duralumínio de seis metros com diâmetro de 60 e 70 mm e um tubo de três metros com diâmetro de 60 mm. Este material foi suficiente para construir uma antena YAGI de 5 elementos. Tendo experiência no cálculo de sistemas de antenas usando um computador e na fabricação de antenas calculadas, iniciamos o projeto preliminar da antena. As primeiras estimativas mostraram que é mais lucrativo construir uma antena em uma travessa alongada: o ganho é maior, a relação frente / trás é melhor. O principal requisito para uma antena de clube, em nossa opinião, é a capacidade de operar com ROE mínima na faixa de frequência 14 ... 14,35 MHz. Isso se deve, antes de tudo, aos diversos interesses dos sócios do clube: um adora a seção de telégrafo, o outro adora SSTV, o terceiro é fã de expedições insulares, o quarto adora o MT-63. Quando a antena foi posteriormente modelada com ganho máximo na direção do lóbulo principal, descobriu-se que nossa antena perde apenas 0,5 ... 0,7 dB. Isso nos serviu muito bem. Os cálculos foram realizados com o programa YAGIOPTIMIZER e verificados com o programa NEC4WIN95. Para ser justo, deve-se notar que ambos os programas são muito próximos em termos de resultado final, embora existam algumas discrepâncias. Dimensões dos elementos da antena: refletor - 10,7 m, vibrador - 10,3 m; diretor 1 - 9,88 m, diretor 2 - 9,58 m; diretor 3 - 8,9 M. Características da antena: ganho - 11,6 dB; relação frente/trás - 24 dB; relação frontal / lateral - 35 dB, impedância de entrada - 50 ohms. Assim, as principais dimensões foram determinadas, é hora de soluções tecnológicas. A tecnologia de fabricação da antena foi escolhida de forma a minimizar a quantidade de trabalho "pago" e a parte principal dos detalhes pode ser feita de forma independente com uma ferramenta simples. Para o trabalho, foram necessárias furadeira elétrica, tesoura de metal, serra, martelos, alicates, torneiras, matrizes, chaves inglesas, chaves de fenda e outras coisinhas. Não há muito trabalho de soldagem - apenas seis nós simples. Torneamento - 10 buchas de duralumínio. Todo o resto é feito de forma independente, sem o uso de equipamentos especiais. O problema com a travessa foi resolvido da maneira mais simples: um tubo com diâmetro de 70 mm foi colocado no meio, tubos com diâmetro de 60 mm foram inseridos nele de ambos os lados. A folga entre os tubos foi eliminada com uma tira de fita de aço de 1,5 mm de espessura, envolvendo firmemente os tubos finos com ela. As juntas foram fixadas por torneamento com parafusos M 10x80. A uma distância de 1500 mm das extremidades, foram feitos dois furos e fixados com parafusos M 10x100, duas argolas de aço com dimensões de 30x120x5 mm para fixação das braçadeiras superiores e laterais (Fig. 1).
Nos locais marcados foram instalados os pontos de fixação dos elementos (Fig. 2). Essas plataformas isolam completamente os elementos da travessa com uma capacitância mínima entre eles. As plataformas de fixação de elementos consistem em uma placa de aço de 3 mm de espessura e uma placa de textolite de 100x250x15 mm de tamanho. 16 orifícios coaxiais com diâmetro de 6 mm foram perfurados nas placas de aço e textolite, após o que oito orifícios foram perfurados na placa de aço com um diâmetro de 25 mm. Isso é necessário para que as escadas de fixação dos elementos não tenham contato com a chapa de aço. Em seguida, foram feitos mais quatro furos com diâmetro de 8 mm na chapa de aço para fixação da plataforma à travessa, e foi soldado um tubo com diâmetro de 17 mm e comprimento de 500 mm para os tirantes superiores do elemento ( ficar em pé). As placas são fixadas entre si através de orifícios não perfurados com oito parafusos M6x25.
As escadas são feitas de barra de aço não recozido com um diâmetro de 8 mm. Para fixar os elementos, foram feitas escadas com diâmetro de 6 mm (foram usados pregos de construção). Primeiro você precisa cortar a barra no comprimento desejado, depois cortar os fios nas pontas com um comprimento de 30 mm e depois dobrar a escada na bigorna no formato desejado. É fácil calcular o comprimento da barra usando a fórmula L \u1,57d 2 * (D + d) + D + 40 * M + XNUMX, onde L é o comprimento requerido da barra; D é o diâmetro do tubo ao qual a escada está conectada; d é o diâmetro da barra da qual é feita a escada; M é a espessura da parte na qual o tubo está preso; 40 mm - estoque para porcas de fixação. Uma maneira simples de dobrar uma escada é mostrada na fig. 3. No processo de dobramento, um martelo é apontado para a escada, o segundo é aplicado com golpes leves. O perfil da escada é controlado por um gabarito ou um tubo fixo.
Os elementos da antena (Fig. 4) são compostos por um segmento de tubo de 36 mm (no centro), duas barras de salto em altura e dois segmentos de tubo de 30 mm (nas extremidades). As barras de salto são firmemente inseridas em um tubo de 36 mm de diâmetro e fixadas com braçadeiras padrão, e as seções do tubo são unidas à barra com buchas de duralumínio especialmente usinadas e rebites de fio de alumínio de 5 mm. Na junção, é instalado um laço para prender as estrias superiores e externas dos elementos. O laço é feito de uma haste com diâmetro de 6 e comprimento de 90 mm (podem ser usados pregos de construção). Uma rosca M20x6 é cortada de uma extremidade a um comprimento de 1 mm, a outra extremidade é dobrada em um anel em um mandril com um diâmetro de 15 mm.
A unidade de fixação transversal (Fig. 5) assume a carga principal de natureza estática e dinâmica e deve fornecer alta resistência. É uma chapa de aço de 4 mm de espessura. O tamanho da placa é determinado pelo comprimento da travessa e pelo peso da antena, a dimensão mínima "B" para esta antena é de 500 mm. Os orifícios são perfurados na placa para grampos para prender a travessa e para grampos para prender a placa ao mastro.
A marcação do furo é feita da seguinte maneira. A distância "A" deve ser igual à soma dos diâmetros do mastro e das escadas que prendem a placa ao mastro. No nosso caso, o diâmetro do mastro é de 52 mm, e as escadas são feitas de uma barra com diâmetro de 8 mm, portanto a distância entre os centros dos orifícios é de 60 mm. A distância "B" deve ser igual à soma dos diâmetros da travessa e das escadas que prendem a travessa à placa. No nosso caso, o diâmetro da travessa é de 70 mm e o diâmetro da barra da qual são feitas as escadas é de 8 mm. A distância entre os centros dos orifícios é de 78 mm. O número de escadas de montagem transversal para uma antena tão pesada é de pelo menos 6. Isso determina a confiabilidade da montagem transversal. O número de escadas para prender a placa ao mastro para antenas longas deve ser de 6 a 8. Ele determina a força de retenção da travessa no mastro. Escolhemos seis escadas. Após a marcação e furação desses furos, foi feito um furo no canto inferior para a braçadeira de contraventamento lateral. O diâmetro deste furo deve ser igual ao diâmetro do tubo selecionado para o suporte. O tubo do suporte tem 1,5" de diâmetro, ou seja, 37 mm. Escolhemos o comprimento do tubo suporte (dimensão "D") de aproximadamente 1000 mm. Foram feitos dois furos de 12 mm de diâmetro nas extremidades do cano do suporte, nos quais serão inseridos os parafusos de tensão das braçadeiras laterais. O tubo do suporte é inserido em um furo na chapa de aço de forma que o comprimento das extremidades seja o mesmo. Depois disso, o tubo deve ser cuidadosamente soldado por soldagem a arco em ambos os lados. A montagem é cuidadosamente lixada e pintada com tinta a óleo externa. Os tirantes das escoras superior e lateral são constituídos por uma barra de aço com diâmetro de 12 mm e comprimento de 250 mm. Uma extremidade da haste é dobrada em anel em um mandril com diâmetro de 15 mm, na outra extremidade é cortada uma rosca M12x1,5 em todo o comprimento restante. As braçadeiras laterais e superiores da travessa são melhor feitas durante o processo de montagem da antena, pois seu comprimento é determinado pelo centro de gravidade do sistema de antena. A fixação dos suportes transversais é mostrada na fig. 6.
Montagem da Antena. Primeiro, a travessa da antena é montada, conforme indicado acima. A travessa é colocada sobre uma plataforma horizontal plana e limpa medindo 12x16 m. Na travessa, com a ajuda de escadas, são instaladas as áreas de montagem dos elementos e sobre elas (também com a ajuda de escadas) - os elementos de antena montados . Nesse caso, é preciso ficar atento à horizontalidade de todos os elementos da antena. A distância entre os elementos é mostrada na tabela.
Ao instalar os elementos, os laços de fixação dos suportes superiores e externos devem estar no topo. A vista superior da antena é mostrada na fig. 7.
Em seguida, as estrias superiores dos elementos são marcadas e isoladores são instalados sobre eles. Quanto mais isoladores forem instalados, menos influência nos parâmetros da antena será exercida pelas extensões superiores. No caso de usar estrias superiores dielétricas (nylon, cânhamo), os isoladores podem ser omitidos. As estrias são fixadas em uma extremidade às alças dos elementos, com a outra extremidade nos postes de suporte, passando as estrias nos orifícios feitos nos postes (Fig. 8).
Para todos os pontos de fixação das estrias, devem ser usados dedais. As estrias externas são anexadas aos loops dos elementos. É aconselhável envolver essas estrias nos pontos de fixação com tiras de chapa galvanizada, pois elas durarão muito tempo. As estrias externas devem ser tão apertadas quanto possível, mas uniformemente esticadas. O mais importante é garantir a posição correta dos elementos da antena. Nosso projeto usou cabos de aço para as linhas superiores e cordas de cânhamo para as externas. Depois de anexar todas as estrias, um dispositivo correspondente é instalado (Fig. 9). É preso com braçadeiras ou escadotes. O cabo de alimentação é conectado, fixado e colocado no centro do mastro imediatamente. O corpo do dispositivo correspondente deve proteger os capacitores da chuva e da neve.
Agora a antena está montada e você pode determinar seu centro de gravidade. Para fazer isso, levante a travessia entre o primeiro e o segundo diretores e, movendo o fulcro, encontre a posição de equilíbrio da antena. Neste local, o centro do ponto de fixação da travessa é instalado de forma que o suporte das travessas laterais fique na parte inferior. A montagem da travessa no mastro é mostrada na fig. 10.
Depois disso, meça a distância entre os furos do suporte e os laços de aço na travessa. De acordo com essas dimensões, são feitas extensões laterais, deixando uma margem para tensão. Antes de levantar a antena, certifique-se de verificar todos os fixadores, aperte todas as porcas. Apoiando a travessa em dois lugares, levante a antena montada para a máquina UNZHI. na qual a caixa de engrenagens com o tubo transportador é fixada. Depois de pressionar o ponto de fixação no tubo transportador, fixe-o com a ajuda de escadas. Depois de nivelar a travessa com a ajuda de suportes, meça a distância entre a parte superior do tubo transportador e os laços de fixação dos suportes superiores. De acordo com essas dimensões, as extensões superiores são feitas e instaladas. De imediato é necessário garantir a tensão dos prolongamentos superiores e laterais da travessa, controlando a ausência de deflexão vertical e lateral. Este é o único trabalho de montagem realizado a uma altura de 3 M. Agora a antena está totalmente montada e, tendo elevado as secções a uma altura em que ainda é possível trabalhar com o dispositivo de correspondência, ajusta-se o ómega-matcher. Contexto. Duas antenas construídas de acordo com cálculos de computador exigiam apenas o ajuste do dispositivo correspondente. Não houve alongamento ou encurtamento dos elementos e seu movimento na travessa durante o processo de ajuste. A configuração do dispositivo de correspondência é reduzida para definir os controles deslizantes do capacitor na posição correspondente à saída de potência máxima com um ROE mínimo no meio da faixa. No caso de estabelecer um dispositivo de correspondência a uma altura de 3 ... 4 m do solo, o ajuste é feito na frequência de 14100 kHz, sendo necessário verificar o ROE nas frequências de 14 e 14,35 MHz, onde não deve exceder 1,1. Uma antena sintonizada deve ter uma ROE não superior a 1,1 em todo o alcance de 20 metros. Yu. Pogreban (UA9XEX), A. Kishchin (UA9XJK), A. Kolpakov (UA9XKT), A. Bogomolov (UA9XBL), M. Gribak (UA9XEQ) participaram do projeto e construção da antena. Designer geral e superintendente de construção N. Filenko (UA9XBI). Autor: N.Filenko (UA9XBI)
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