23cm Yagi-Antenne

[Crafter C. (crafter_c)]

Ich möchte eine yagi für das 23cm band bauen. Das Ziel ist es, diese 
sowohl für den Repeaterbetrieb (RPT RX: 1258) als auch für FT8 auf 
1296MHz zu nutzen. Mit dem Programm con VK5DJ habe ich mal eine Yagi 
1280 MHz berechnen lassen mit einer Mittefrequenz von 1280 MHz. Hat die 
Yagi so genug Bandbreite um Ihren zweck zu erfüllen.

VK5DJ's YAGI CALCULATOR

Yagi design frequency =1280.00 MHz
Wavelength =234 mm
Parasitic elements fastened to a non-metallic or separated from boom
Folded dipole mounted same as directors and reflector
Director/reflector diam =2 mm
Radiator diam =2 mm

REFLECTOR
113.8 mm long at boom position = 150 mm  (IT = 47.0 mm)

RADIATOR
Single dipole 109.4 mm tip to tip, spaced 46.8 mm from reflector at boom posn 196.8 mm (IT = 44.5 mm)
Folded dipole 111.6 mm tip to tip, spaced 46.8 mm from reflector at boom posn 196.8 mm (IT = 46.0 mm)

DIRECTORS
Dir  Length  Spaced  Boom position  IT  Gain  Gain
(no.)  (mm)  (mm)  (mm)    (mm)  (dBd)  (dBi)
1  100.3  17.6  214.4    40.0  4.8  6.9
2  99.1  42.2  256.6    39.5  6.5  8.6
3  97.9  50.4  306.9    39.0  7.8  9.9
4  96.9  58.6  365.5    38.5  8.9  11.0
5  95.9  65.6  431.1    38.0  9.8  11.9
6  95.0  70.3  501.3    37.5  10.5  12.7
7  94.2  73.8  575.1    37.0  11.2  13.3
8  93.4  77.3  652.4    36.5  11.7  13.9
9  92.7  80.8  733.2    36.5  12.2  14.4
10  92.0  84.3  817.5    36.0  12.7  14.9
11  91.4  87.8  905.3    35.5  13.1  15.3
12  90.9  90.2  995.5    35.5  13.5  15.7
13  90.3  91.3  1086.8    35.0  13.8  16.0
14  89.8  92.5  1179.4    35.0  14.2  16.3
15  89.4  93.7  1273.0    34.5  14.5  16.6

COMMENTS
The abbreviation "IT" means "Insert To", it is the construction distance from the element tip to the edge of the boom for through boom mounting

Spacings measured centre to centre from previous element
Tolerance for element lengths is +/- 1 mm

Boom position is the mounting point for each element as measured from the rear of the boom and includes the 150 mm overhang.The total boom length is 1303 mm including two ends of 150 mm and 30 mm

The ACTIVE boom length is 1123 mm is the length used in gain calculations (see manual)

The beam's estimated 3dB beamwidth is 30 deg

FOLDED DIPOLE CONSTRUCTION
Measurements are taken from the inside of bends
Folded dipole length measured tip to tip = 112mm
Total rod length =247mm
Centre of rod=123mm
Distance BC=CD=43mm
Distance HI=GF=41mm
Distance HA=GE=60mm
Distance HB=GD=80mm
Distance HC=GC=123mm
Gap at HG=5mm
Bend diameter BI=DF=25mm

  B             C             D
 /--------------|--------------\
A                               E
 \-------------| |-------------/
  I            H G            F

If the folded dipole is considered as a flat plane (see ARRL Antenna Handbook) then its resonant frequency is less than the flat plane algorithm's range of 10:1

MATERIALS GUIDE for purchase. Allow extra, do NOT use these figures for cutting
NO allowance for saw cuts or purchased lengths resulting in waste
1) Length used by directors and reflector 1523.0mm of round 2mm rod
2) Length used by single dipole 109.4mm or folded dipole 246.7 mm of round 2mm rod
3) Length used for boom 1303.0 mm allowing for overhangs of 150 mm and 30 mm of 20 mm square section

[Rick (rick)]

Spuckt die Software kein Antennendiagramm aus?
Was kommen für Werte raus, wenn die Antenne für 1296 MHz ausgelegt wird?
Wenn Du 1280 MHz und 1296 MHz nutzen willst, würde ich mich für die 
'goldene Mitte' entscheiden und die Antenne für 1288 MHz auslegen.

Hier wird behauptet die Bandbreite beträgt ca. 10%:
https://www.itwissen.info/Yagi-Antenne-yagi-antenna.html

Du benötigst nur 16 MHz / 1288 MHz * 100% = 1,2%
Das würde also locker reichen.

Hast du die Möglichkeit die fertige Antenne zu vermessen?

[Crafter C. (crafter_c)]

Rick schrieb:
> Spuckt die Software kein Antennendiagramm aus?
> Was kommen für Werte raus, wenn die Antenne für 1296 MHz ausgelegt wird?
> Wenn Du 1280 MHz und 1296 MHz nutzen willst, würde ich mich für die
> 'goldene Mitte' entscheiden und die Antenne für 1288 MHz auslegen.
>
> Hier wird behauptet die Bandbreite beträgt ca. 10%:
> https://www.itwissen.info/Yagi-Antenne-yagi-antenna.html
>
> Du benötigst nur 16 MHz / 1288 MHz * 100% = 1,2%
> Das würde also locker reichen.
>
> Hast du die Möglichkeit die fertige Antenne zu vermessen?

Ja einen nanoVNA, aber wollte einfach wissen, ob meine Idee so umsetzbar 
ist. Und danke für die Antwort.

[Crafter C. (crafter_c)]

Hab jetzt die Yagi gebaut und einbisschen getestet/gemessen. Das SWR 
sieht sehr gut aus >1.5 für das ganze Band. Auch konnte das lokale 
Relais erreicht aufgetastet werden (jedoch noch kein QSO). Und es konnte 
"Dopplersignale" beohachtet werden, wenn ich die Antenne auf die 
Richtung eines Flugzeuges zeige und einen Beacon empfange. Man kann 
sogar im Wasserfall sehen, ob das Flugzeug eine Kurve macht.

[Crafter C. (crafter_c)]

Noch das Bild der Yagi.

[Martin L. (makersting)]

Stell doch mal einen Screenshot des VNA bei einer Bandbreite von 1GHz 
bis 1,5 GHz rein.

Hast du die Zuleitung (VNA <-> Yagi) rauskalibriert?

[Phasenschieber S. (Gast)]

Sehr schöne Arbeit 👍

Mich würde interessieren wie du den Faltdipol an 50Ω angepasst hast.

[Crafter C. (crafter_c)]

Phasenschieber S. schrieb:
> Sehr schöne Arbeit 👍
>
> Mich würde interessieren wie du den Faltdipol an 50Ω angepasst hast.

Mit einem 1/4 Coax balun. Hab RG58 mit einer Länge von 77mm benutzt.

Martin L. schrieb:
> Stell doch mal einen Screenshot des VNA bei einer Bandbreite von
> 1GHz
> bis 1,5 GHz rein.
>
> Hast du die Zuleitung (VNA <-> Yagi) rauskalibriert?

Ja hab ich.

[Phasenschieber S. (Gast)]

Crafter C. schrieb:
> Mit einem 1/4 Coax balun. Hab RG58 mit einer Länge von 77mm benutzt.

Danke für die Info, aber sollte der Balun nicht Lambda 1/2 sein?

Solche Baluns habe ich auch schon gebaut, allerdings mit Lambda 1/2 
Schleife.

Siehe auch hier Seite 19:
https://courses.egr.uh.edu/ECE/ECE5317/Class%20Notes/Notes%204%205317-6351%20Transmission%20Lines%20Part%203%20%28Baluns%29.pdf

[Crafter C. (crafter_c)]

Phasenschieber S. schrieb:
> Crafter C. schrieb:
>> Mit einem 1/4 Coax balun. Hab RG58 mit einer Länge von 77mm benutzt.
>
> Danke für die Info, aber sollte der Balun nicht Lambda 1/2 sein?
>
> Solche Baluns habe ich auch schon gebaut, allerdings mit Lambda 1/2
> Schleife.
>
> Siehe auch hier Seite 19:
> 
https://courses.egr.uh.edu/ECE/ECE5317/Class%20Notes/Notes%204%205317-6351%20Transmission%20Lines%20Part%203%20%28Baluns%29.pdf

Sind Lambda 1/2 hab die impedanzumwandlung angegeben. Also eigentlich 
1:4 Balun.

[Jens B. (dasjens)]

Crafter C. schrieb:
>  Das SWR
> sieht sehr gut aus >1.5 für das ganze Band.

Größer 1.5 kann auch 35,76 sein :P

Hübsches Teil, und das ganze auf Boschprofil ist auch genial, da lassen 
sich die Abstände gut einstellen.

Alles in allem: Top.

[Martin L. (makersting)]

Diagramm sieht super aus! Angepeilte Frequenz gut getroffen,
schön breitbandig dazu, das hätte ich so nicht erwartet.

[Stefan M. (derwisch)]

Das Zuleitungskabel berührt den ersten Direktor...
Ist das für das Foto aus Versehen so?

Die Idee mit dem Boschprofil ist gut.
Sauber gebaut!

Da bekomme ich auch schon wieder Lust was zu basteln.

[Stefan P. (form)]

Crafter C. schrieb:
> Noch das Bild der Yagi.

Wirklich klasse Arbeit. Jetzt will ich auch basteln...
Magst Du die 3D-Gedruckten Dateien zur Verfügung stellen? :-)

[Crafter C. (crafter_c)]

Stefan P. schrieb:
> Crafter C. schrieb:
>> Noch das Bild der Yagi.
>
> Wirklich klasse Arbeit. Jetzt will ich auch basteln...
> Magst Du die 3D-Gedruckten Dateien zur Verfügung stellen? :-)

Da.

[Crafter C. (crafter_c)]

Die Yagi im Bild hat 24 Elemente, bisschen anders als die Berechnungen 
im ersten Post:

VK5DJ's YAGI CALCULATOR

Yagi design frequency =1280.00 MHz
Wavelength =234 mm
Parasitic elements fastened to a non-metallic or separated from boom
Folded dipole mounted same as directors and reflector
Director/reflector diam =2.85 mm
Radiator diam =2.85 mm

REFLECTOR
113.4 mm long at boom position = 20 mm  (IT = 46.5 mm)

RADIATOR
Single dipole 108.7 mm tip to tip, spaced 46.8 mm from reflector at boom posn 66.8 mm (IT = 44.5 mm)
Folded dipole 110.8 mm tip to tip, spaced 46.8 mm from reflector at boom posn 66.8 mm (IT = 45.5 mm)

DIRECTORS
Dir  Length  Spaced  Boom position  IT  Gain  Gain
(no.)  (mm)  (mm)  (mm)    (mm)  (dBd)  (dBi)
1  98.5  17.6  84.4    39.0  4.8  6.9
2  97.2  42.2  126.6    38.5  6.5  8.6
3  96.0  50.4  176.9    38.0  7.8  9.9
4  94.9  58.6  235.5    37.5  8.9  11.0
5  93.9  65.6  301.1    37.0  9.8  11.9
6  92.9  70.3  371.3    36.5  10.5  12.7
7  92.0  73.8  445.1    36.0  11.2  13.3
8  91.2  77.3  522.4    35.5  11.7  13.9
9  90.4  80.8  603.2    35.0  12.2  14.4
10  89.7  84.3  687.5    35.0  12.7  14.9
11  89.1  87.8  775.3    34.5  13.1  15.3
12  88.5  90.2  865.5    34.0  13.5  15.7
13  87.9  91.3  956.9    34.0  13.8  16.0
14  87.4  92.5  1049.4    33.5  14.2  16.3
15  86.9  93.7  1143.0    33.5  14.5  16.6
16  86.4  93.7  1236.7    33.0  14.7  16.9
17  86.0  93.7  1330.4    33.0  15.0  17.1
18  85.6  93.7  1424.1    33.0  15.2  17.4
19  85.3  93.7  1517.8    32.5  15.4  17.6
20  84.9  93.7  1611.5    32.5  15.6  17.8
21  84.6  93.7  1705.2    32.5  15.8  18.0
22  84.4  93.7  1798.8    32.0  16.0  18.2
23  84.1  93.7  1892.5    32.0  16.2  18.3
24  83.8  93.7  1986.2    32.0  16.4  18.5

COMMENTS
The abbreviation "IT" means "Insert To", it is the construction distance from the element tip to the edge of the boom for through boom mounting

Spacings measured centre to centre from previous element
Tolerance for element lengths is +/- 1 mm

Boom position is the mounting point for each element as measured from the rear of the boom and includes the 20 mm overhang.The total boom length is 2000 mm including two ends of 20 mm and 13.8 mm

The ACTIVE boom length is 1966 mm is the length used in gain calculations (see manual)

The beam's estimated 3dB beamwidth is 24 deg

FOLDED DIPOLE CONSTRUCTION
Measurements are taken from the inside of bends
Folded dipole length measured tip to tip = 111mm
Total rod length =245mm
Centre of rod=123mm
Distance BC=CD=43mm
Distance HI=GF=40mm
Distance HA=GE=60mm
Distance HB=GD=80mm
Distance HC=GC=123mm
Gap at HG=5mm
Bend diameter BI=DF=25mm


  B             C             D
 /--------------|--------------\
A                               E
 \-------------| |-------------/
  I            H G            F


If the folded dipole is considered as a flat plane (see ARRL Antenna Handbook) then its resonant frequency is less than the flat plane algorithm's range of 10:1

MATERIALS GUIDE for purchase. Allow extra, do NOT use these figures for cutting
NO allowance for saw cuts or purchased lengths resulting in waste
1) Length used by directors and reflector 2255.0mm of round 2.85mm rod