Изготовление УКВ-антенны YAGI
Любой радиолюбитель, особенно начинающий, приступая к изготовлению антенны "волновой канал", сразу сталкивается с проблемой, как наиболее точно воплотить в металле все размеры. Точность изготовления должна быть довольно высока для диапазона 144 МГц- ±1,5 мм, для диапазона 432 МГц - ±0,5 мм
Чем точнее выполнена антенна, тем ее параметры будут выше Не способствует качественному изготовлению антенны и обычный домашний набор слесарного инструмента -дрель, ножницы и ножовка по металлу И тем не менее, я берусь утверждать, что имея этот минимальный набор инструментов, можно точно изготовить антенну даже с длинной траверсой Это проверено при изготовлении нескольких антенн DJ9BV -13 элементов на 144 МГц и F9FT - 21 элемент на 432 МГц. Все они получились с высокой точностью Необходимый минимум инструментов.
- ручная дрель (механическая)-ее лучше "чувствуешь";
- набор сверл диаметром 2 2,5 мм с l=69 мм и l=50 мм,
- ножовка по металлу с самыми мелкими зубьями (такими лучше резать тонкостенные трубы),
- рулетка 5 м (лучше -10 м), - два самодельных кондуктора (СК).
Дополнительно необходимо разметочное "поле", которым может быть кусок ровного рельсового швеллера подходящей длины СК показан на рис 1, он изготавливается следующим образом. Берется два отрезка проката (круг или шестигранник) диаметром 50...55 мм l=80 100мм с ровными торцами, и на токарном станке просверливается осевое отверстие, диаметр которого на 0,5 мм больше, чем диаметр траверсы. Обязательно проверить, свободно ли по всей длине траверсы проходят заготовки
Возможно, труба траверсы будет где-то слегка помята, тогда зазор в 0,5 мм придется увеличить до 1 мм, или же киянкой отрихтовать трубу. Если заготовки по траверсе прошли свободно, к ним в центре приваривают опорные планки длиной 120.. 150 мм. До сварки в середине СК нужно просверлить и нарезать резьбу М6 8 мм для стопорного винта.
Сам винт должен иметь удобную в работе ручку и обязательно конусный конец. Только таким винтом обеспечивается четкая и мягкая фиксация кондуктора на траверсе в нужном месте.
Далее нужно на сверлильном станке (Важно! Обеспечивается точная перпендикулярность к осевой кондуктора) просверлить диаметрально два отверстия, отступив 20-25 мм от края. Сверлить надо насквозь одну сторону кондуктора и половину второй. Одно отверстие - рабочее, второе - запасное.
В любом случае начинать и заканчивать разметку одной траверсы нужно только одним и тем же отверстием. Когда готовы оба кондуктора, можно приступать к разметке самой траверсы. В этой работе желательна рулетка, длина которой больше размера траверсы. Если при разметке прикладывать рулетку нескольку раз, неизбежны погрешности в размерах. Поэтому разметку надо сделать за один раз. Перед разметкой я составляю таблицу расстояний от нулевой отметки в миллиметрах, т е от левого конца траверсы. Точка R (рефлектор) соответствует значению "0" мм. При разметке траверсы нужны два помощника. Помощник слева точно фиксирует "0" рулетки на обрезе трубы. Помощник справа обеспечивает натяжение рулетки вдоль траверсы. Остро отточенной чертилкой на трубе делаются риски в соответствии с таблицей. Риски, небольшие но четкие, нужно наносить точно против нужного деления и только один раз,поперек трубы.
После разметки траверсы на ее концы одевают кондукторы (рис 2). Правый устанавливают приблизительно в метре от конца и фиксируют стопором. А левый-точно заподлицо с обрезом трубы, и также фиксируют стопором. Теперь ручной дрелью со сверлом, которым сверлили кондуктор (2 или 2,5 мм) сверху, используя СК как направляющую, сверлим насквозь траверсу. Старайтесь держать дрель поточнее вертикально и не сильно нажимать. Сначала просверливается верхняя стенка траверсы, а потом-нижняя. Попадание конца сверла в нижнюю часть диаметрального отверстия. СК гарантирует, что вы просверлили точно перпендикулярно оси траверсы. Далее отпускаем стопор левого СК и передвигаем его вправо до точного совмещения левого торца СК со следующей риской. Фиксируем кондуктор стопором и сверлим второе отверстие. Это обеспечит точное расположение активного вибратора. Вновь отворачиваем стопор левого СК, и двигаем его вправо до совмещения левого торца со следующей меткой. Так последовательно перемещаем левый СК вправо до середины траверсы, не прикасаясь к правому СК.
И вот, когда просверлено отверстие под пятый директор (приблизительно), нужно, не отпуская стопор левого СК (важно!), отвернуть стопор правого СК, снять его с правого конца траверсы, перенести на левый конец и закрепить фиксатором. Т к "поле", где передвигались кондукторы, ровное (мы договорились заранее), то при дальнейшем передвижении левого СК вправо до конца и сверлении под остальные директора все отверстия получаются ровно в одной плоскости и перпендикулярны осевой. Выполняется и второе требование все элементы-строго в одной плоскости.
Когда разметочные отверстия просверлены, снимаем СК и рассверливаем отверстия под диаметр элементов. Выполняя эту работу, внимательно следите, чтобы сверло большего диаметра не "убежало" бы в сторону. Лучше работать ручной дрелью. Постарайтесь использовать короткое сверло.
Рефлектор и директора я изготавливал из алюминиевого провода диаметром 4 мм - из проводов от ЛЭП 10 кВ. Пруток получается несколько мягковат (гнется от ворон и голубей), но зато антенна даже с использованием тонкостенной стальной трубы диаметром 22 мм (как у меня), получается очень легкой. Правда, приходится иногда лезть на крышу и рихтовать элементы длинной палкой с вилкой на конце.
Т.к. элементы в антенне F9FT проходят через траверсу, пришлось думать, как их там закрепить. Я крепление выполнил так.
Из микропористой резины (уплотнитель панелей на строительстве домов) нарезал столбики длиной 50...60 мм. Чтобы легче их проталкивать в трубу, сделал их шестигранными, и посередине нанес на них белой краской кольцевую полосу. Зачистив внутри траверсу от заусениц (образовавшихся при сверлении) и ржавчины, поочередно осторожно загнал столбики в трубу. Для этого нужен "шомпол" длиной несколько более половины длины траверсы. Брал в руки траверсу, вставлял осторожно столбик резины и, наезжая трубой на "шомпол", загонял столбик до середины траверсы.
В отверстия под элементы их вставляют, ориентируясь по белой кольцевой полосе. Нужно быть внимательным и не пропустить ни одного элемента, иначе нужно будет все разбирать. Наполнив таким образом одну половину трубы, переворачивают ее другим концом и все повторяют.
После установки все столбики просверливают сверлом. У меня получилось 3 мм -это зависит от диаметра элементов, нужно поэкспериментировать. Для более легкой протяжки элементов через траверсу их нужно смочить влажной тряпкой. Масло применять нельзя-резина со временем разъедается, и крепления получаются нежесткими.
Элементы антенны DJ9BV изолированы от траверсы. Я рекомендую применять сплошные изолирующие втулки. Крепление получается более надежным, если втулку разрезать вдоль. При проталкивании разрезанной втулки через траверсу получается как бы цанговый зажим для элемента. Нужно только поточнее подобрать диаметр отверстия в траверсе. Я делал втулки из виниловых трубок диаметром 8 мм, а отверстия в траверсе были 7 мм.
Несколько слов о креплении траверсы к трубе мачты. Лучше всего выполнить крепление U-образными шпильками через стальную пластину толщиной 4...4,5 мм. Для большей жесткости края пластины (верх-низ) лучше загнуть под углом 90° на 4...5 мм. А на шпильки, крепящие пластину к трубе мачте, под гайки нужно положить полоски-накладки толщиной 5...6 мм, чтобы при закручивании гаек пластина не прогнулась, т.е. чтобы траверса осталась прямолинейной. Сверлить трубу траверсы дпя крепления не советую, ветер обязательно сломает ее в этом месте.
Крепление антенны на 432 МГц нужно выполнить иначе, т.к. при прохождении крепежной трубы-мачты через антенное полотно падает усиление и искажается диаграмма направленности. У меня крепление выполнено так, как показано на рис.3.
Взят отрезок трубы l=1 м, диаметр которого позволяет свободно входить внутрь поворотной мачты, и на одном конце приварена площадка. На площадке по диаметру траверсы крепится антенна. Чтобы траверса не прогибалась, снизу ее подпирают два подкоса из труб диаметром 14...16 мм; Подкосы вверху полухомутами закреплены на траверсе, а нижними концами приварены к свободно скользящему выточенному кольцу с двумя стопорными винтами М8. Такая конструкция дает возможность точно, без прогибов выставить траверсу антенны, какой бы длины она ни была. После того как все полухомуты затянуты, антенна поднимается наверх, и с помощью палки с вилкой на конце вставляется в трубу-мачту, Параллельно выставляется антенна на 144 МГц и затягивается стопорными болтами на трубе мачты.
(Радиолюбитель. КВ и УКВ 5/99)