Τι είναι η κεραία Yagi Uda;
Πριν πάμε στο σχεδιασμό μιας κεραίας πρέπει να γνωρίζουμε τις παραμέτρους απόδοσης ή τα χαρακτηριστικά του κεραία για εφαρμογές επικοινωνίας . Για καλή αποτελεσματικότητα και κατευθυντικότητα για λήψη σε ραδιοφάσμα, χρειαζόμαστε μια καλή κεραία Yagi-UDA. Αυτή η κεραία εφευρέθηκε στις αρχές του 20ουαιώνα από δύο Ιάπωνες μηχανικούς που ονομάζονται Uda και Yagi.
Η κεραία Yagi είναι μια κεραία στενής ζώνης σχεδιασμένη να λειτουργεί μόνο σε κανάλι FM. Έχει το καλύτερο κέρδος για τα μεγέθη και έναν αντίστοιχο στενό κύριο λοβό (δέσμη). Μια καλά σχεδιασμένη κεραία Yagi σύμφωνα με το παρακάτω σχέδιο μπορεί να καλύψει μια γραμμή απόστασης χώρου ακόμη και 5 KMs με μόλις 1 watt ισχύ RF. Για το υψηλότερο κέρδος ή διάκριση εναντίον ενός παρεμβαλλόμενου σήματος 20deg-40 deg azimuth από το επιθυμητό σήμα, χρησιμοποιούμε μια κεραία Yagi. Βασικά, μια κεραία Yagi αποτελείται από έναν ανακλαστήρα (στο πίσω μέρος), ένα στοιχείο κίνησης και έναν ή περισσότερους σκηνοθέτες (προς την κατεύθυνση / λήψη).
Δομή κεραίας Yagi
Το παραπάνω σύκο δείχνει μια κεραία Yagi που αποτελείται από τέσσερα στοιχεία. Το μεσαίο στοιχείο είναι το απλό δίπολο μισού κύματος. Ονομάζεται «κινούμενο στοιχείο» επειδή είναι μόνο στοιχείο που συνδέεται άμεσα με το Κύκλωμα πομπού FM , οδηγώντας ολόκληρη την κεραία. Τα άλλα τρία εξωτερικά στοιχεία ονομάζονται παρασιτικά στοιχεία. Το ένα ονομάζεται στοιχεία σκηνοθέτη. Ο ανακλαστήρας αντανακλά την ενέργεια RF και ο σκηνοθέτης κατευθύνει την ενέργεια RF. Συνήθως, το στοιχείο ανακλαστήρα είναι 5% μεγαλύτερο από το κινούμενο στοιχείο και ο διευθυντής είναι 5% μικρότερο από το κινούμενο στοιχείο.
Μοτίβο ακτινοβολίας
Ο σχεδιασμός της κεραίας σχετίζεται με το σχέδιο ακτινοβολίας που αναφέρεται στην εξάρτηση της κατευθυντικής ακτινοβολίας από την κεραία. Καθώς η κεραία Yagi Uda είναι κοινώς γνωστή ως Yagi και αναφέρεται ως κατευθυντική κεραία. Ένα μοτίβο ακτινοβολίας μιας κεραίας είναι μια συνάρτηση μιας γραφικής αναπαράστασης των ιδιοτήτων των ακτινοβολιών της κεραίας ως συνάρτηση των συντεταγμένων του χώρου. Οι περισσότερες από τις κεραίες Yagi Uda καθορίζονται στο πεδίο της περιοχής και είναι η συνάρτηση των κατευθυντικών συντεταγμένων. Η ιδιότητα της ακτινοβολίας είναι είτε κατανομές δύο διαστάσεων είτε τριών διαστάσεων της ενέργειας ακτινοβολίας. Μπορεί να περιλαμβάνει πυκνότητα ροής ισχύος, ένταση ακτινοβολίας, ισχύ πεδίου, κατευθυντικότητα ή πόλωση.
Μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας Yagi Uda
Μια κατευθυντική κεραία ή κεραία δέσμης είναι μια κεραία, η οποία εκπέμπει μεγαλύτερη ισχύ σε μία ή περισσότερες Οδηγίες που επιτρέπουν αυξημένη απόδοση κατά τη μετάδοση και λήψη και μειωμένη παρεμβολή από ανεπιθύμητες πηγές. Κατευθυντικές κεραίες όπως οι κεραίες Yagi-Uda παρέχουν αυξημένη απόδοση έναντι των κεραιών διπόλων όταν απαιτείται μεγαλύτερη συγκέντρωση ακτινοβολίας σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η κατευθυντική κεραία Omni είναι ένα σύστημα κεραίας, το οποίο εκπέμπει την ισχύ ομοιόμορφα σε ένα επίπεδο με σχήμα μοτίβου οδηγίας σε κάθετο επίπεδο. Διάφορα μέρη ενός μοτίβου ακτινοβολίας αναφέρονται ως λοβοί, οι οποίοι μπορεί να είναι μεγάλοι, δευτερεύοντες, πλευρικοί ή πίσω λοβούς.
Υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι μοτίβων ακτινοβολίας στην κεραία Yagi Uda, που είναι η ισοτροπική κεραία, η πανκατευθυντική κεραία, η κατευθυντική κεραία, η ημισφαιρική κεραία. Η ισοτροπική κεραία ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Η πανκατευθυντική κεραία είναι εκείνη που ακτινοβολεί εξίσου και αυτές οι κεραίες έχουν κάποια γωνία ανύψωσης. Οι κατευθυντικές κεραίες ακτινοβολούν μόνο σε μία κατεύθυνση. Η ημισφαιρική κεραία ακτινοβολεί το ήμισυ του ημισφαιρίου μπορεί να είναι είτε κατώτερο είτε ανώτερο ημισφαίριο.
Σχεδιάζοντας μια κεραία Yagi Uda
Σχεδιασμός κεραίας Yagi
Τα μήκη και οι διαστάσεις των παραμέτρων της κεραίας δίδονται ως προς το μήκος κύματος, έτσι ώστε μια κεραία για μια δεδομένη συχνότητα να μπορεί να σχεδιαστεί εύκολα. Τα μήκη διαφόρων στοιχείων κεραίας σχετίζονται με τη συχνότητα (f = 106 MHz) είναι τα εξής:
- Μήκος ανακλαστήρα = 150 / f (MHz) = 150/106 = 1,41 μέτρα
- Μήκος κινούμενου στοιχείου = 143 / f (MHz) = 143/106 = 1,35 μέτρα
- Μήκος πρώτου σκηνοθέτη = 138 / f (MHz) = 138/106 = 1,30 μέτρα
- Μήκος δεύτερου σκηνοθέτη = 134 / f (MHz) = 134/106 = 1,26 μέτρα
- Μήκος βραχίονα = (43/106) + (45/106) + (45/106) = 1,25 μέτρα περίπου
Η κατασκευή μιας απλής κεραίας Yagi με μη χρήση σωλήνων αλουμινίου αλλά με φτηνό πλαστικό υλικό και κάποιο σύρμα, ωστόσο μια τυπική κεραία με σωλήνες αλουμινίου είναι η καλύτερη
Απαιτούνται τα ακόλουθα υλικά για μια δοκιμαστική κεραία Yagi χαμηλού κόστους.
Υλικά κεραίας Yagi Uda
- Αποκτήστε από οποιοδήποτε ηλεκτρικό κατάστημα Πλαστικό περίβλημα πλάτους 1 ”μήκους 12 ποδιών - 1 Αριθ
- Αποκτήστε από οποιοδήποτε ηλεκτρικό κατάστημα c ίντσας πλάτους μήκους 12 ποδιών -2 Αριθ
- Οποιοσδήποτε πόλος ξύλινος / μπαμπού ραβδί / σιδερένιο σωλήνα για τη συγκράτηση της κεραίας
- Κάποια ταινία τσέλο
- Ένα μαχαίρι για την κοπή της πλαστικής θήκης
- Αποκτήστε επίπεδο καλώδιο κορδέλας 2 πυρήνων περίπου 10 μέτρα ή περισσότερο ανάλογα (χρησιμοποιείται συνήθως για κεραία τηλεόρασης, τις πρώτες μέρες) για να χρησιμοποιηθεί ως καλώδιο τροφοδοσίας από το κύκλωμα πομπού στην κεραία.
- Για την κύρια υποστήριξη χρησιμοποιήστε το 1 ”, πείτε το ως boom.
- Σύμφωνα με τις διαστάσεις, κόψτε τον ανακλαστήρα, τους διευθυντές και το κινούμενο στοιχείο.
- Και μετά τρέξτε μονωμένο ή μη μονωμένο καλώδιο κατά μήκος του βραχίονα στην κορυφή (όχι μέσα).
- Τρέξτε παρόμοιο σύρμα μεταξύ των σκηνοθετών και του ανακλαστήρα στην κορυφή (όχι μέσα).
- Συνδέστε τα σημεία στο καλώδιο της μπούμας για σκηνοθέτες, ανακλαστήρα με συγκόλληση.
- Πάρτε ένα άλλο καλώδιο περισσότερο από το διπλό του κινούμενου στοιχείου.
- Γίνετε μέλος του κέντρου στο σημείο έκρηξης.
- Διπλώστε και τα δύο άκρα αυτού του καλωδίου και φέρτε τα στο κάτω μέρος του περιβλήματος
- Βγάλτε 2 άκρα για σύνδεση και χρησιμοποιήστε ταινία κασετίνας για να τα διατηρήσετε σε σταθερή θέση.
- Αυτά τα 2 άκρα προορίζονται για τροφοδοσία από το Πομπός FM μέσω του καλωδίου επίπεδης κορδέλας.
- Χρησιμοποιήστε ταινία για τσέλο για να διατηρήσετε όλους τους σκηνοθέτες, τον ανακλαστήρα και το κινούμενο στοιχείο όπως μια κεραία yagi.
Διαδικασία συντονισμού της κεραίας Yagi
- Συνδέστε την έξοδο του πομπού στην κεραία μέσω του καλωδίου επίπεδης κορδέλας
- Ρυθμίστε με ένα μη σιδηρούχο κατσαβίδι, το κοπτικό για συχνότητα ταλαντωτών μέχρι να ακούσετε απόλυτη σιωπή στα 106 MHz σε έναν δέκτη FM ή στο κινητό σας, εάν διαθέτει εγκαταστάσεις δέκτη FM.
- Χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο σε σειρά 250 mA σε σειρά με την παροχή μπαταρίας
- Ρυθμίστε το ρεύμα για να ρυθμίσετε την ισχύ στα 75mA
Εφαρμογή κεραίας Yagi UDA
- Η κεραία Yagi UDA χρησιμοποιείται κυρίως σε αστρονομικές κεραίες και αμυντικές κεραίες.
- Μια ελικοειδής κεραία που είναι ένας από τους τύπους κατευθυντικών κεραιών χρησιμοποιείται για την αύξηση του κέρδους της κεραίας.
- Η πόλωση αυτών των κεραιών έχει κυκλικό χαρακτήρα. Και αυτές οι κεραίες χρησιμοποιούνται στη ραδιοαστρονομία.
Φωτογραφικές μονάδες:
- Δομή κεραίας Yagi από κατασκευασμένο στην Κίνα
- Μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας Yagi Uda από cisco
- Σχεδιασμός κεραίας Yagi από τικαλον
- Υλικά κεραίας Yagi Uda από
