20米处的五元八木。方案、说明

20米处的五元素YAGI。无线电电子电气工程百科全书

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对于无线电爱好者来说，自己制作天线并不是一件容易的事。通常，各种天线的作者不注意天线制造技术的描述，这对于那些试图重复它们的人来说非常重要。在不了解制造技术的情况下，很难全面评估自己的能力。他们的高估往往会导致这样一个事实：好的设计，尽管材料已经用完，但仍未完成。所提议的文章详细描述了 20 米范围内的天线设计。一些制造技术可以帮助制造其他频段的天线。

Inta Radio Club (RK9XXS) 团队在活动之初就面临着选择天线的问题。即便如此，我们还是决定：只制造严肃的天线。我们意识到天线不可能很快制作出来，所以我们决定先收集材料，根据材料的数量来决定制作哪种天线。一个月之内，我们找到了10根3,6m长的跳高硬铝棒、10根30m长的1,5mm管子、两根直径36mm的医用担架管、两根六米长的硬铝管。直径为 60 和 70 毫米以及一根直径为 60 毫米的三米管道。这种材料足以构建 5 元件 YAGI 天线。

有了使用计算机计算天线系统和制造计算天线的经验，我们开始了天线的初步设计。最初的估计表明，在细长的横梁上建造天线最有利可图：增益更高，前/后比更好。我们认为，俱乐部天线的主要要求是能够在 14 ... 14,35 MHz 频段内以最小 SWR 运行。这首先是由于俱乐部成员的不同兴趣：一个喜欢电报部门，另一个喜欢SSTV，第三个喜欢海岛探险，第四个喜欢MT-63。

当随后在主瓣方向上以最大增益对天线进行建模时，结果表明我们的天线仅损失 0,5 ... 0,7 dB。这很适合我们。使用YAGIOPTIMIZER程序进行计算，并使用NEC4WIN95程序进行检查。公平地说，应该指出的是，尽管存在一些差异，但两个程序的最终结果非常接近。

天线元件尺寸：反射器 - 10,7 m，振动器 - 10,3 m；导向器 1 - 9,88 m，导向器 2 - 9,58 m；导向器 3 - 8,9 m 天线特性：增益 - 11,6 dB；前后比 - 24 dB；前/侧比 - 35 dB，输入阻抗 - 50 欧姆。

因此，确定了主要尺寸，是时候寻求技术解决方案了。

选择天线制造技术的方式是为了最大限度地减少“付费”工作量，并且细节的主要部分可以使用简单的工具独立完成。这项工作需要电钻、金属剪、钢锯、锤子、钳子、丝锥、模具、扳手、螺丝刀和其他小东西。焊接工作并不多——只有六个简单的结。车削工作 - 10 个硬铝衬套。其他一切都是独立完成的，没有使用特殊设备。

横移的问题最简单地解决了：在中间放置一根直径为70毫米的管子，从两侧插入直径为60毫米的管子。用一条 1,5 毫米厚的钢带消除管道之间的间隙，并用它紧紧包裹细管。接头使用 M 10x80 螺栓进行固定。在距端部 1500 毫米的距离处钻两个孔，并用 M 10x100 螺栓和两个尺寸为 30x120x5 毫米的钢环固定，用于连接顶部和侧面支架（图 1）。

20米处的五元八木

在标记的位置，安装了元件的连接点（图 2）。这些平台将元件与导线完全隔离，元件之间的电容最小。元件紧固平台由一块 3 毫米厚的钢板和一块尺寸为 100x250x15 毫米的 Textolite 板组成。在钢板和textolite板上钻出16个直径为6毫米的同轴孔，然后在钢板上钻出25个直径为8毫米的孔。这是必要的，以便用于紧固元件的梯子不与钢板接触。然后，在钢板上再钻四个直径为 17 毫米的孔，用于将平台连接到横梁上，并焊接一根直径为 500 毫米、长度为 6 毫米的管道，用于元件的上支撑（站立）。这些板通过未钻孔用八个 M25xXNUMX 螺栓紧固在一起。

20米处的五元八木

梯子由直径为8毫米的未退火钢棒制成。为了固定这些元件，制作了直径为 6 毫米的梯子（使用了建筑钉子）。首先，您需要将棒材切割成所需的长度，然后将两端的螺纹切割成30毫米的长度，然后将梯子在砧座上弯曲成所需的形状。使用公式很容易计算杆的长度

L \u1,57d 2 * (D + d) + D + 40 * M + XNUMX,

其中 L 是所需的钢筋长度； D是梯子所连接的管道的直径； d是制作梯子的棒材的直径； M是管道附着部分的厚度； 40 毫米 - 用于紧固螺母的库存。

弯曲梯子的简单方法如图 3 所示。 XNUMX. 弯曲过程中，一把锤子指向活梯，另一把锤子轻轻敲打。梯形轮廓由模板或固定管道控制。

20米处的五元八木

天线元件（图 4）由一个 36 毫米管段（位于中心）、两个跳高杆和两个 30 毫米管段（位于两端）组成。将跳杆紧紧插入直径为 36 毫米的管中，并用标准夹具固定，管段通过特殊加工的硬铝衬套和直径为 5 毫米的铝丝制成的铆钉与跳杆连接。在连接处安装了一个环，用于连接元件的上部和外部拉伸标记。环由直径为6、长度为90毫米的杆制成（可以使用建筑钉）。将 M20x6 螺纹从一端切削至 1 毫米长度，另一端在直径 15 毫米的心轴上弯曲成环。

20米处的五元八木

横向紧固单元（图5）承担静态和动态性质的主要载荷，并且必须提供高强度。它是一块4毫米厚的钢板。板的尺寸由导线的长度和天线的重量决定，该天线的最小尺寸“B”为500毫米。在板上钻孔，用于固定横梁的夹具和用于将板固定到桅杆上的夹具。

20米处的五元八木

孔标记如下进行。距离“A”应等于桅杆和将板固定到桅杆上的梯子的直径之和。在我们的例子中，桅杆的直径为 52 毫米，梯子由直径为 8 毫米的杆制成，因此孔中心之间的距离为 60 毫米。距离“B”应等于横梁和将横梁固定到板上的梯子的直径之和。在我们的例子中，横梁的直径为 70 毫米，制成梯子的棒材直径为 8 毫米。孔中心之间的距离为 78 毫米。

对于如此重的天线，横向安装梯的数量至少为6个。这决定了横向安装的可靠性。对于长天线，将板固定到桅杆上的梯子数量应为 6-8 个。它决定了桅杆上横梁的保持强度。我们选择了六个梯子。

在标记并钻出这些孔后，在下角为侧支撑支架打了一个孔。该孔的直径必须等于为支架选择的管道的直径。支架管直径为 1,5"，即37 毫米。我们选择的支架管长度（尺寸“D”）约为 1000 毫米。在支架管两端钻两个直径为 12 毫米的孔，将侧支架的拉紧螺栓插入其中。

将支架管插入钢板的孔中，使两端的长度相同。之后，必须通过电弧焊仔细焊接管道的两侧。该支架经过仔细打磨并涂有户外油漆。

顶部和侧撑的拉紧螺栓由直径为12毫米、长度为250毫米的钢筋制成。杆的一端在直径为 15 毫米的心轴上弯曲成环，在另一端，在整个剩余长度上切割 M12x1,5 螺纹。

横梁的侧面和顶部支架最好在天线组装过程中制作，因为它们的长度由天线系统的重心决定。横撑的连接如图所示。 6.

20米处的五元八木

天线组件。首先，如上所述，组装天线导线。横梁放置在一个干净、平坦的水平平台上，尺寸为 12x16 m。在横梁上，借助活梯，安装元件的安装区域，并在其上（也借助活梯）-组装的天线元件。在这种情况下，您需要注意天线所有元件的水平度。

元素之间的距离如表所示。

20米处的五元八木

安装元件时，上支架和外支架的紧固环必须位于顶部。天线的俯视图如图7所示。 XNUMX.

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然后，标记元件的上部拉伸标记，并在其上安装绝缘体。安装的绝缘体越多，上延伸对天线参数的影响越小。在使用电介质（尼龙、麻）上拉伸标记的情况下，可以省略绝缘体。拉伸标记的一端连接到元件上的环上，另一端连接到支撑柱上，将拉伸标记插入柱上钻的孔中（图 8）。

（点击放大）

对于妊娠纹的所有附着点，必须使用顶针。外部拉伸标记附在元件的环上。建议用镀锌板条将这些妊娠纹包裹在附着点上，这样它们就能持续很长时间。外部妊娠纹应尽可能紧，但要均匀拉伸。最重要的是确保天线元件的位置正确。我们的设计使用钢缆作为顶部拉线，使用麻绳作为外部拉线。

贴完所有妊娠纹后，安装匹配装置（图9）。它用夹子或活梯固定。电源电缆立即连接、固定并敷设至桅杆中心。匹配装置本体必须保护电容器免受雨雪侵袭。

（点击放大）

现在天线已组装完毕，您可以确定其重心。为此，提高第一和第二导向器之间的导线，并移动支点，找到天线的平衡位置。在此位置，安装横向连接点的中心，使侧支架的支架位于底部。横梁在桅杆上的安装如图 10 所示。 XNUMX.

（点击放大）

之后，测量支架孔与横梁上钢圈之间的距离。根据这些尺寸，进行侧面延伸，留出张力余量。

吊装天线前，务必检查所有紧固件，拧紧所有螺母。在两处支撑横梁，将组装好的天线升到UNZHI机器上。带有输送管的变速箱固定在其上。将连接点压到输送管上后，借助活梯将其固定。

在支架的帮助下将横梁调平后，测量输送管上部与上部支架紧固环之间的距离。根据这些尺寸，制作并安装上延伸部分。立即需要确保横梁的上部和横向延伸部的张力，控制不存在垂直和横向偏转。这是唯一一次在 3 m 高度进行的组装工作。现在天线已完全组装完毕，并将各部分升高到仍可与匹配设备配合使用的高度，然后调整欧米伽匹配器。

环境。根据计算机计算构建的两根天线只需要调整匹配装置即可。在调整过程中，元件没有延长或缩短，也没有在横轴上移动。匹配装置的设置被简化为将电容器滑块设置到与最大功率输出相对应的位置，并且最小SWR处于该范围的中间。

如果在距离地面 3 ... 4 m 的高度建立匹配装置，则在 14100 kHz 的频率下进行调谐，同时需要检查 14 和 14,35 MHz 频率下的 SWR，其中不应超过1,1。调谐天线在整个 1,1 米范围内的 SWR 应不超过 20。

Yu. Pogreban (UA9XEX)、A. Kishchin (UA9XJK)、A. Kolpakov (UA9XKT)、A. Bogomolov (UA9XBL)、M. Gribak (UA9XEQ) 参与了天线的设计和建造。总设计师兼施工总监 N. Filenko (UA9XBI)。

作者：N.Filenko (UA9XBI)

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