Data pierwszej publikacji – rok 2002

Opis jak samodzielnie zbudować antenę typu biquad na pasmo 2,4GHz. Zbudowanie tej anteny jest proste i nie wymaga skomplikowanych narzędzi. Zysk anteny to około 11dBi. Szerokość wiązki około 45 stopni.


Trevor Marshall na swojej stronie przedstawia pełen opis tej anteny. Wykorzystuje ją do oświetlenia czaszy firmy Primestar z bardzo dobrym rezultatem. Zdjęcia na stronie nie pokazują idealnie szczegółów konstrukcyjnych. W tym opracowaniu chcę pokazać jak krok po kroku zbudować taką antenę. Zdjęcia zostały zapożyczone ze strony www.martybugs.net/wireless/biquad.


Potrzebne materiały:

– jednostronny laminat epoksydowo-szklany o wymiarach 110mm x 110mm lub 123mm x 123mm;

– 50mm rurka miedziana 1/2″;

– odcinek kabla koncentrycznego;

– około 250mm drutu miedzianego 2.5mm2 (1.5mm średnicy);

– wtyczka typu N.



Potrzebne narzędzia:

– wiertarka;

– papier ścierny 200;

– rozwiertak ręczny;

– ucinaczki do drutu;

– szczypce płaskie;

– lutownica, cyna, kalafonia;

– zaciskarka do kabla.



Reflektor:

Po wycięciu z laminatu kwadratu o wymiarach 110mm x 110mm należy oszlifować jego krawędzie. Na swojej stronie Trevor Marshall określa wymiar 123mm x 123mm przy użyciu jako samodzielna antena, lub 110mm x 110mm jako optymalna do oświetlenia czasy satelitarnej. W tym przypadku należy dolutować dwoje „uszu” po bokach anteny na wysokość 30mm. Laminat należy porządnie przeczyścić papierem ściernym aby nie było problemów z lutowaniem.

Z rurki miedzianej utnij odcinek 50mm i oszlifuj końce.

Wytnij 2mm szparę w rurce na połowie średnicy rurki. Wyszlifuj cała rurkę z zewnatrz aby nie było problemów z lutowaniem.

Idealnie na środku (środek uzyskasz po narysowaniu obu przekątnych kwadratu) laminatu wywierć otwór wiertarką i powiększ go do średnicy rurki rozwiertakiem ręcznym. Kontroluj na bieżąco średnicę tak aby rurka ciasno weszła w otwór. To ułatwi jej późniejsze lutowanie.

Włóż miedzianą rurkę przez wykonany otwór wycięciem od strony miedzi na laminacie. Rurka musi wystawać 16mm licząc od laminatu do górnej krawędzi rurki.

Przylutuj miedzianą rurke do laminatu tak aby połączenie było czyste i się świeciło.

Do przylutowania rurki do laminatu najlepiej użyć 100W lutownicy transformatorowej lub kolby 100W. Idealnym rozwiązaniem jest lutownica gazowa pozwalająca na osiągniecie wyższych temperatur a co za tym idzie skraca czas lutowania. Lutownicą transformatorową chwilę trzeba grzać laminat i rurkę aby osiągnęły temperaturę potrzebną do poprawnego lutowania. Lut musi się rozpłynąć po powierzchni laminatu i rurki. Jakiekolwiek „klejenie” cyną tych elementów jest niedopuszczalne.


Wibrator:

Wibrator wykonany jest z drutu miedzianego o średnicy 1,5mm. Wymiar pomiędzy środkami drutu musi wynosić 30.5mm, ten wymiar jest wymuszony długością ćwierć fali w paśmie 2.4GHz. Im dokładniej wykonasz ten element tym lepiej będzie działać antena. Każda odchyłka od podanego wymiaru powoduje straty zysku i odsunięcie częstotliwości rezonansowej.

Drut miedziany 1,5mm średnicy najlepiej uzyskać zdejmując izolację z energetycznego drutu o przekroju 2.5mm^2. Ma on około 1,6mm, nie powinno to wpłynąć na parametry anteny.

Odizoluj przewód pozostawiając sam miedziany drut, wymierz i utnij dokładnie 244mm. Ta długośc idealnie pasuje do wibratora który mamy wykonać.

Dokładnie wymierz środek tego drutu i ugnij go o 90 stopni. Ugięcie musi być ostre, żadnych półkoli.

Na bokach wymierz znów połowę długości i ugnij o 90 stopni, musisz uzyskać kształt widoczny poniżej.

Teraz na krótkich odcinkach wyznaczasz środki i uginasz o 90 stopni, najpierw jeden bok i osiągniesz to co na zdjęciu poniżej.

To samo na drugim boku i osiągasz ósemkę czyli biquada. Ta ósemka musi być symetryczna. Wszelkie odstępstwa są niedopuszczalne.

Po ugięciu „wyprasuj” biqada by był prosty, lekko oszlifuj papierem ściernym punkty lutownicze.

Montaż końcowy:

Wibrator należy przylutować do reflektora. Dwa „końcowe” odcinki przylutuj do rurki po przeciwnej stronie wycięcia w odległości 15mm od reflektora. W razie potrzeby należy dociąć końce drutu.

Odizoluj kabel na odcinku 30mm.

Wywiń ekran na izolację, równo z końcem ekranu odizoluj gorąca żyłe i przytnij na długośc 4mm.

Przełóż kable od tyłu rurki , przlutuj gorąca żyłę do środka wibratora uważając aby nie zetknąć z ekranem. Sprawdź również czy druciki ekranu nie stykają się z gorącą żyłą. Popatrz na zdjęcia aby poznać szczegóły.

Użyj zaciskarki do kabli koncentrycznych aby zacisnąć tył miedzianej rurki na kablu koncentrycznym wychodzącym z anteny.

Na końcu kabla załóż wtyk typu N.

Jeżeli chcesz możesz na końcach wibratora założyć podstawki które uniemożliwią odgięcie się wibratora co spowoduje zmianę parametrów anteny. Jeżeli będziesz montować antenę na zewnątrz nie zapomnij umieścić anteny w plastikowym pudełku. Korozja i warunki atmosferyczne dość szybko spowodują, że antena przestanie działać poprawnie. Kabel antenowy możesz przylutować o dowolnej długości, np. od anteny do nadajnika.


Zakończenie:

Szczególną uwagę należy zwrócić na sposób montażu anteny w kwestii polaryzacji. Wbrew logicznemu rozumowaniu antena ta ma odwróconą polaryzację o 90 stopni.

polaryzacja pionowa	polaryzacja pozioma

promieniowanie w poziomie.

trójwymiarowy wykres promieniowania anteny.

Warianty wykonania:

W przypadku wykonania anteny jako oświetlacza czaszy należy wykonać reflektor o wymiarach 110x110mm. W tym przypadku po bokach anteny należy przylutować dodatkowe „uszy” o wysokości 30mm.