Eigenbau 2.4 GHz 20-Element Yagi
für WaveLan etc.

© 03/2002 by: Kai, DG5YGI

Aufbau einer Yagi-Antenne

Auch eine Yagi-Antenne besitzt einen Strahler, der die abzustrahlende Energie
in Form von elektromagnetischen Wellen abgibt. In diesem Fall findet ein  Falt-
dipol als Strahlerelement Verwendung.
So einen Faltdipol hat jeder bestimmt schon mal an einer Fernsehantenne ge-
sehen. Im Prinzip ist auch diese Yagi mit einer Fernsehantenne vergleichbar,
sie ist nur in einem bestimmten Verhältnis verkleinert.

Hinter dem Dipol befindet sich der Reflektor, davor eine ganze Anzahl von
Elementen, den Direktoren.


Eine typische 5-Element Yagi

Ich möchte hier nicht die genaue Funktion einer Yagi beschreiben, wen dies
interessiert, dem sei das Rothammel Antennenbuch angeraten.


Design der Yagi für 2.4 GHz

Da man das Rad nicht jedes mal neu erfinden muß, gibt es im Netz einige
ganz brauchbare Artikel zu Yagi Antennen in hohen Frequenzbereichen.
Auch half mir ein Yagi-Design Programm erheblich. (Näheres siehe Anhang)

***** YAGI ANTENNEN DESIGN DETAILS *****
 
Mittenfrequenz
Lambda (Wellenlänge)
Gewinn (Mit -15 db Seiten)
Anzahl Elemente
Durchmesser der Elemente
Außendurchmesser des Booms
Boom Länge
Boom Verkürzungsfaktor
Typische Bandbreite
Horizontaler Öffnungswinkel
Vertikaler Öffnungswinkel
Horizontaler Stockungsabstand
Vertikaler Stockungsabstand
Maßhaltigkeit (Toleranz)
Elemente leitend auf dem Boom montiert
 2442.00 Mhz
122.77 mm
15.24 DBD
20
4.00 mm
8.00 mm
736.34 mm
6.75 mm
34.19 Mhz
22 Grad
24 Grad
284.59 mm
260.88 mm
+/- 0.37 mm
 


Stückliste für die Yagi

- 1 Messingrohr Ø=8 mm, Länge=760 mm
- 1 Messingrohr Ø=4 mm, Länge=1000 mm
- 1 BNC-Einbaubuchse (versilbert) oder Pigtail Kabel
- ca. 150 mm versilberter Kupferdraht Ø=2 mm
- ca. 100 mm Coax-Kabel Typ RG141 oder RG174

Die Elemente

Der Reflektor und die Direktoren werden aus 4 mm Messingrohr hergestellt. Die
Röhrchen kann man getrost ein wenig länger absägen und dann mit einer Feile
auf eine entsprechende Länge gemäß nachstehender Tabelle bringen. Man sollte
sich innerhalb einer Toleranz von +/- 0.3 mm bewegen (Meßschieber!) und die
Mitte eines jeden Röhrchens mit einem kleinen Strich markieren.

Längen der Elemente ( in mm )

Reflektor :
Direktor #1 :
Direktor #2 :
Direktor #3 :
Direktor #4 :
Direktor #5 :
 66.91
55.61
54.51
53.17
52.10
51.58
   Direktor #6 :
Direktor #7+8 :
Direktor #9+10+11 :
Direktor #12+13+14 :
Direktor #15+16+17 :
Direktor #18 :
 51.05
50.53
49.25
47.99
47.99
46.75

Der Boom

Der Boom ist das Rohr auf dem alle Elemente rechtwinklig befestigt werden.
In diesem Fall werden die Abstände auf dem 8 mm Messingrohr gemäß nach-
stehender Tabelle markiert (Toleranz siehe oben) und später an jeder Markierung
(bis auf die Position des Dipols) mit einer Rundfeile etwa 2 mm tief eingefeilt.
Möglichst darauf achten, daß die so entstehenden Kerben in der selben Ebene
und rechtwinklig zum Boom liegen.

Abstände der Elemente vom hinteren
Boomende aus gemessen ( in mm )

Ende bis Reflektor :
bis Faltdipol :
bis Direktor #1 :
bis Direktor #2 :
bis Direktor #3 :
bis Direktor #4 :
bis Direktor #5 :
bis Direktor #6 :
bis Direktor #7 :
bis Direktor #8 :
 13.00
35.71
45.41
67.51
94.02
124.96
159.46
196.53
235.45
276.08
   bis Direktor #9 :
bis Direktor #10 :
bis Direktor #11 :
bis Direktor #12 :
bis Direktor #13 :
bis Direktor #14 :
bis Direktor #15 :
bis Direktor #16 :
bis Direktor #17 :
bis Direktor #18 :
 318.56
362.76
408.67
455.57
503.32
551.94
601.29
650.64
700.00
749.34

Befestigung der Elemente

Die Elemente werden in den eingefeilten Kerben des Booms angelötet.
Hierzu die Kerbe halb mit Lötzinn ausfüllen (80 W Lötkolben) und dann das Ele-
ment anhand der oben beschriebenen Markierung mittig ausrichten und anlöten.
Überschüssiges Lötzinn kann später mit einer kleinen Feile entfernt werden.

Befestigung der Yagi

Da man die Yagi-Antenne auch gern irgendwie befestigen möchte, kann man sich
ein ca. 50 mm langes Stück M8 Gewindestange absägen und an einem Ende das
Gewinde so weit herunterschleifen, daß es in das hintere Ende des Booms gesteckt
werden kann. Kurz noch mit einer Schraube gesichert und fertig ist eine stabile
Befestigungsmöglichkeit. ( Siehe Bild )

Der Faltdipol

Der Faltdipol ist der eigentliche Strahler der Antenne. Er wird aus versilbertem
Kupferdraht ( d=2mm ) gebogen. Zum Biegen der Radien kann man einen Kugel-
schreiber oder etwas ähnliches als Biegelehre nehmen. ( Siehe Bild )
Der Abstand zwischen dem Dipol und dem ersten Direktor bestimmt das SWR.
Ohne Messmittel ist man hier auf experimentieren angewiesen.

Zur Montage des Schleifendipols wird an der passenden Stelle eine BNC-Einbau-
buchse mit kleinen Blechwinkeln angelötet. Ein Ende des Dipols wird an den
Anschlusspin der Buchse angelötet. (Siehe, klicke Bild)


Zur mechanischen Versteifung kann der Dipol oben in der Mitte mit dem Boomrohr
verbunden werden. An dieser Stelle spielt eine Masseverbindung keine Rolle. (Wie
oben zu sehen)

Anpassung an 50 Ohm

Da ein Faltdipol eine relativ hohe Impedanz hat, muss noch eine Anpassung an die
bei Koax üblichen 50 Ohm stattfinden. Dies geschieht in diesem Fall mittels einer
1/2 Lambda Umwegleitung aus semi-rigid Kabel (RG 141) oder ähnlichem.
(Für meine Experimente hatte ich hier nur RG174 zur Verfügung.)
Hierbei sollten die abisolierten "heissen" Enden so kurz wie möglich gehalten
werden. Die gestreckte Länge der Umwegleitung (Außenleiter) beträgt 42 mm


Anstatt einer BNC-Buche kann man auch ein Pigtail Kabel (kurzes Kabel mit ein-
seitig vorkonfektionierter Buchse / Stecker) verwenden. Das ist sinnvoll, wenn die
Antenne in unmittelbarer Nähe vom Sender betrieben werden soll.

to be continued...

Weitere Bilder...