UKF & Up
Horn 22 dBd 10 GHz - Wersja do druku

+- UKF & Up (http://mikrofale.cafe)
+-- Dział: Pasma (http://mikrofale.cafe/forumdisplay.php?fid=19)
+--- Dział: 10 GHz (http://mikrofale.cafe/forumdisplay.php?fid=60)
+---- Dział: Anteny (http://mikrofale.cafe/forumdisplay.php?fid=75)
+---- Wątek: Horn 22 dBd 10 GHz (/showthread.php?tid=341)



Horn 22 dBd 10 GHz - SQ1GQC - 20-09-2021

Tekst z 27.07.2017.

Pomysł był Marka SP4ELF aby zaprojektować antenę typu horn na pasmo 10 GHz zasilaną falowodem WR90. Przyklasnąłem temu pomysłowi, gdyż jestem w różnych stadiach kilku projektów na to pasmo i przydała by mi się wzorcowa antena do porównań. Chodziło o antenę niedrogą i łatwą do powielenia.

Założeniem było wykonanie z blachy mosiężnej za pomocą wycinarki laserowej. Próbowałem wymodelować w/g danych znalezionych w sieci ale nie za bardzo chciała mi się taka antena złożyć. Aby nie marnować energii na zastanawianie się "co poeta (autor danej anteny) miał na myśli", stworzyłem własny kalkulator do anten horn.

http://www.procontrol.home.pl/pawel/horn10GHz/Horn_calculator.xls

W żółtych polach zadajemy częstotliwość i zysk, a on oblicza wymiary. Można też wpisać inne wymiary falowodu.

Na podstawie tych wymiarów stworzyłem projekt:

[Obrazek: plan01.PNG]

[Obrazek: plan02.PNG]

[Obrazek: plan03.PNG]

[Obrazek: plan04.PNG]

Następnie plany powędrowały do zakładu wycinającego na laserze. Dziękuję Jackowi SP1CNV za pomoc w konwersji plików DXF. Z mojego CAD-a wychodziły takie, których oprogramowanie lasera nie czytało.
W stosunku do projektu aby uprościć logistykę, flansza została wycięta z tej samej blachy (0,8 mm) co antena, tyle ze w kilku egzemplarzach.
Potem przyszedł czas na zlutowanie


[Obrazek: 01.jpg]

Flansze zostały zlutowane (4 szt) przez wprowadzenie pomiędzy nie pasty lutowniczej, ściśnięcie śrubami i podgrzanie palnikiem. Wyszło nawet nieźle.

Samo lutowanie okazało się problematyczne. Największa moja lutownica elektryczna nie dawała rady. Duża masa i dobra przewodność cieplna dawały znać o sobie. Trzeba było sięgnąć po palnik. Założeniem było polutowanie "ząbków" od zewnątrz. Jednak lut przechodzi do środka. Dodatkowym problemem było lokalne wyginanie się przez gradienty temperatury. Trzeba było zakładać obejmy z drutu aby się ścianki nie porozchodziły i nie tworzyła się między nimi szczelina. Tak to wyszło:

[Obrazek: 03.jpg]

[Obrazek: 04.jpg]

Po oczyszczeniu czas na pomiary. Horn jest anteną szerokopasmową i tak też wyglądają jej pomiary. Najpierw zmierzyłem odbicia w paśmie 8,2-12,5 GHz.

[Obrazek: S11.gif]

Potem zestawiłem "ławę optyczną" o długości około 2 m. Jako jedną z anten zastosowałem aperyturę falowodu WR90. Do drugiego portu VNA antena.

[Obrazek: 02.jpg]

Wynik poniżej

[Obrazek: S21_horn.gif]

W drugim kroku usunąłem horn i dokonałem pomiaru transmisji pomiędzy aperyturami falowodów podłączonymi do dwóch portów VNA. Wynik poniżej:

[Obrazek: S21_falowod.gif]

Widzimy, że antena dysponuje w tych warunkach zyskiem 16,016 dB_OWA (over waveguide apreture)  Big Grin - to moja jednostka wymyślona ad-hoc.

Myślę że na przyszłość można by spróbować wymodelować taką antenę z jednego kawałka blachy i zagiąć. Tyle że gięcie tego to nie taka łatwa sprawa. Pewnie lepiej było by też pospawać TIG-iem albo zlutować na twardo ale nie są to technologie łatwe i łatwo dostępne dla amatora. Jako poręczna, laboratoryjna antena porównawcza i testowa do nowych konstrukcji na pewno się sprawdzi.


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SQ1GQC - 20-09-2021

Powstała kolejna iteracja projektu. Na skutek próśb, gróźb i sugestii pan zielony tym razem zaprojektowałem ząbki łączące +/- licujące się z drugą łączoną ścianką. Wzmocnieniem mają być nalutowane kątowniki o kącie rozwarcia około 93 stopnie. Dodatkowo ze względu na dość spory ciężar całej anteny dodany zostanie wspornik, pozwalający podeprzeć antenę i zmniejszyć siły na flanszy. Ponieważ w prototypie sprawdziła się flansza zlutowana z 4 blaszek 0,8 mm (z materiału o takiej samej grubości jak pozostałe elementy) to ze względu na uproszczoną logistykę (jeden rodzaj blachy) takie samo rozwiązanie zostało i tutaj zaprojektowane. Zobaczymy jak to się będzie składało...
Enjoy!

[Obrazek: model1.png]

[Obrazek: model2.png]

[Obrazek: plan_bok.png]

[Obrazek: plan_gora.png]

[Obrazek: plan_flansza.png]

[Obrazek: plan_katownik.png]

[Obrazek: plan_wspornik.png]


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SP3OSJ - 20-09-2021

Czy projekt kształtek jest moze opracowany w g-code?
Czy można gdzieś kupic już wyciete elementy? Jestem chetny.

73
Artur


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SQ1GQC - 20-09-2021

Muszę zajrzeć, mogę chyba wyeksportować DXF. Projekt był tworzony jakiś czas temu, kiedy mój CAD nie miał jeszcze modułu konstrukcji blaszanych. Pierwszą wersję można jak najbardziej zagiąć sobie w imadle a zamówić tylko płaskie blachy. Są tu tylko małe gięcia przy przejściu ściany we wnętrze flanszy. Druga wersja wymaga już bardziej zaawansowanej obróbki. Wymaga dostępu do prasy krawędziowej i wymagała by przygotowania bardziej zaawansowanej dokumentacji. Druga wersja w "metalu" nie powstała. Zaraz przejrzę zasoby i umieszczę DXF-y pierwszej wersji.


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SQ1GQC - 20-09-2021

Poniżej pliki DXF pierwszej wersji.


.zip   horn_22dBd_SQ1GQC_dxf.zip (Rozmiar: 12,4 KB / Pobrań: 8)

Nie zawiera ona gięć. Należy zagiąć wąską końcówkę tak, aby wypełniała wnętrze flanszy. Mój był wykonany z blachy mosiężnej 0,8 mm. Sugeruję poszukać wykonawcy dysponującego waterjet'em i zamówienie z blachy mosiężnej lub miedzianej 0,8 mm. Z cięciem laserem może być problem z odbłyskami, choć ten egzemplarz powstał na laserze. Należy wykonać po 2 szt. boków i dwie sztuki góry oraz 4 szt. flanszy. Flansze należy zlutować ze sobą za pomocą pasty lutowniczej.
A na koniec pochwalić się efektami Big Grin


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SP3NYF - 20-09-2021

Czytając w 2017 roku Twoje pierwsze podejście do tej konstrukcji, a w szczególności o problemie z odkształcaniem się blachy pod wpływem ciepła przy lutowaniu, pomyślałem, że może ułatwieniem byłoby lutowanie całości na kopycie z materiału nieprzewodzącego ciepła, o wymiarach wnętrza horna.
Ale jakoś tak zeszło i zapomniałem o tym napisać.....
Może przy tej wersji też ten pomysł przyda się, a może nie....


RE: Horn 22 dBd 10 GHz - SP6IX - 20-09-2021

Można i to polutować tylko odpowiedni palnik ,mam taki o dyszy 0.05 mm typu Bunzena z podawanym powietrzem ,płomień krótki i bardzo gorący do takich blach się nadaje lub kolba 200W o krótkim grocie z ograniczeniem że luty są od zewnątrz.