Радиолюбительские диапазоны 2 метра / 70 см микрополосковая печатная плата: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Привет, это Энди G0SFJ

Мне не удалось найти в литературе планов микрополосковых антенных плат для радиолюбительских диапазонов 70 см и 2 метра. Кажется, все они предназначены для устройств RFID или 2,4 ГГц или выше.

Поэтому я решил разработать микрополосковые печатные платы для этих низких частот (146 МГц и 430 МГц в этих примерах), используя гнутые медные полоски на печатных платах коммерческих производителей. Они предлагают десять досок за 20 долларов, включая почтовые расходы.

При разработке этих досок я сделал это следующим образом (обратите внимание, что я использовал изображения, которые записал во время обучения):

Шаг 1. Переход от травления меди к программному обеспечению для проектирования

Раньше я использовал жидкость для травления и специальный маркер для травления, чтобы создать медные доски, на которых был нарисован рисунок. Некоторые из них показаны выше. В этих примерах внизу у меня была медная заземляющая пластина.

В конце концов я использовал печатную медную веро (полосовую) доску размером 10 * 3 см и соединил вместе 3 полосы сверху и снизу, чтобы получилась восьмая волна длиной два метра.

Чтобы вычислить общую длину (v = f * lamda, где v = 300, f = 146 МГц), затем разделите результат на 8, чтобы получить восьмую длину волны, которая подходит для платы.

Без плоскости заземления я обнаружил, что она ведет себя как штыревая антенна «резиновой утки», и я измерил КСВ 3,65: лучшее, что я могу сказать, это обнадеживает: она открыла ретранслятор в 10 км от меня.

Итак, теперь я решил попробовать стандартизировать платы.

Для этого мне потребовалось использовать «файлы Гербера». Это набор файлов, созданных программным обеспечением для проектирования и отправленных производителю печатных плат для изготовления простых печатных плат.

Я использовал файлы Gerber других людей, загруженные с сайтов на github, для создания точных копий небольших спутниковых плат, таких как SAT за 50 долларов и Kicksat-Sprite. Файлы были загружены и отправлены в производственную студию в Гонконге / Шэньчжэне: они предложили десять досок 10 см * 5 см примерно за 20 долларов, включая обратную доставку.

Это сработало. Доски я получил примерно через десять дней.

Шаг 2: Использование файлов Gerber и Eagle

Чтобы разработать свои доски, я загрузил Eagle, который является бесплатным (вы должны зарегистрироваться, но это нормально): Autocad дает бесплатную лицензию для любителей, когда вы загружаете Eagle, вы вводите свой адрес электронной почты.

В Интернете есть множество руководств, но в основном они сосредоточены на переносе принципиальной схемы (схемы) на плату. Мой проект прост в том, что в нем используется только медная полоса, но сложен в том, что для него нет учебника. Итак, в этой заметке я описываю, как я это сделал (до сих пор). Те из вас, кто знает Орла, могут начать смеяться прямо сейчас!

Я скачал Eagle aeons назад - версию 6 - и у производителей было полдюжины фальстартов.

Итак, я скачал последнюю версию Eagle. Для выигрыша 10 это 9.2.2. На моем компьютере это немного медленно настраивается.

Самое главное - я также загрузил CAM-процессор. CAM-процессор - это приспособление, которое подготавливает файлы Gerber из проекта. Орел 9.2.2. у него хороший CAM-процессор, и я также использовал один под названием OshPark.

п

Установка рамки для доски

Сначала я споткнулся здесь, но теперь решил. Первый шаг - установить слой на «20 измерений», а затем установить размер сетки. Как вы можете видеть ниже, есть небольшая рамка, которая позволяет мне установить сетку фона на 10-сантиметровые блоки и включить ее.

Шаг 3: Рисуем простой дизайн в Eagle - 1

Затем с сеткой в 10 см я нарисовал рамку, используя функции «Рисование» и «Линия». Я сопоставил его с размерами 10 см * 5 см для экспериментальных досок.

следующий шаг - нарисовать дорожку, и здесь я выбрал максимальную ширину.

Шаг 4: Рисуем простой дизайн в Eagle - 2: Track

Рисование трека

Следующим шагом будет нанесение контура на сетку. Чтобы упростить задачу, я снова установил сетку на 5 мм и сделал ее видимой, при необходимости увеличив масштаб.

Я обнаружил, что настройки 1 мм и ниже мне слишком трудно увидеть и контролировать.

Здесь я использовал четыре компонента:

Переходы (зеленая точка) - это стыки трассы.

Линия - проходит между каждым переходным отверстием.

Отверстие - я поставил по одному от рельса на каждом углу, чтобы установить его, также я проделал отверстие на каждом переходном отверстии (я не уверен, что мне это нужно).

Я сделал общую длину трека равной длине четверти или восьмой волны, которую я хочу на этих частотах.

Шаг 5: процессор CAM

Это автоматическая хитрость. Процессор CAM преобразует ваш дизайн в производственный набор файлов, файлы Gerber.

Вы можете использовать другие процессоры CAM, но тот, что в Eagle 9.2.2, подойдет.

В качестве бонуса в Eagle 9.2.2, если вы нажмете на поле «выбрать zip-файл», он автоматически заархивирует файлы - и это zip-файл, который вы дадите производителям печатных плат.

Шаг 6: два элемента на 2 метра

На этих последних изображениях я использовал онлайн-просмотрщик Gerber, чтобы показать свои проекты. Конечно, вы можете проверить их в Eagle из исходного файла.

Эта плата имеет два отдельных антенных элемента, каждый из которых немного больше 1/16 волны. Мой план состоит в том, чтобы соединить их последовательно и поэкспериментировать с индуктором, либо между двумя платами (центральная нагрузка), либо в точке питания (базовая нагрузка).

Два набора из них могут составить диполь. Или кнут в четверть волны.

Все дело в экспериментах.

Шаг 7: один элемент на два метра (умножить на два?)

Опять же, используя онлайн-программу просмотра Gerber, вот примерная четвертьволновая медная полоса для 2-метрового любительского диапазона, содержащаяся на печатной плате 10 см * 5 см.

Два из них могут быть диполем.

Шаг 8: для диапазона DMR 430 МГц

Это простой диполь, рассчитанный на 430 МГц на одной плате.

Это частоты DMR в Великобритании.

Этот размер легче разместить на стандартной доске для любителей 10 см * 5 см.

Шаг 9: Заключение

Надеюсь, вы согласитесь, что эти платы представляют собой элегантное и воспроизводимое решение для печати микрополосковых антенн для 2-метрового диапазона (146 МГц) и 70-сантиметрового диапазона (430 МГц).

Это единственные конструкции, которые я видел для антенн печатных плат на этих частотах.

Я считаю, что эти платы могут быть подходящими для таких приложений, как небольшие спутники (куб-спутники или меньше), и я буду искать там возможности.

Для низкопрофильных антенн могло быть больше возможностей.

Теперь вы знаете эти шаги, я уверен, что вы сможете улучшить мои проекты, но я надеюсь, что я дал вам представление о потенциале.

73 де Энди G0SFJ