สร้างสายอากาศ WRTC 10-15-20m Yagi ในจินตนาการ

  January 09, 2025      

ขอจินตนาการ ไว้ก่อนว่า อยากจะสร้างสายอากาศ Yagi Triband ที่ใช้ในการแข่งขัน WRTC ซึ่งเป็นย่าน 14MHz (20m) , 21MHz (15m) , 28MHz (10m) ถ้านักวิทยุสมัครเล่น ไทย ไปเล่นย่าน HF แล้วตั้งเสาอากาศ ขึ้นมา มักจะมีสายอากาศ  Yagi Triband WRTC ตัวนี้ ติดตั้งอยู่เสมอ ตอนนี้ ขอศึกษาการสร้างบนกระดาษ ไปก่อน

สายอากาศ WRTC 2014 





สายอากาศ WRTC 2022


รายละเอียด  LZA-7-3A WRTC 2022  ไม่ค่อยมีรายละเอียด เกี่ยวกับสายอากาศ มากนัก FB WRTC 2022 


สรุปเป็นตารางเปรียบเทียบ ตามนี้ WRTC2014 คู่มือหน้า 58 บอกว่า หนัก 45 lbs 20.4kg


ดูรูปแบบ และ spec ของสายอากาศที่ใกล้เคียงกันแล้ว มาเริ่มเรียนรู้ ทำความเข้าใจสายอากาศที่ TA7OM ออกแบบไว้เมื่อปี 2015 เป็นสายอากาศ Yagi ย่าน 14MHz (20m) , 21MHz (15m) , 28MHz (10m) PDF จาก 3V8HB  /  PDF จาก trac.org.tr  





Spec สายอากาศ TA7OM      Gain น่าจะมาจาก แบบจำลองในคอมพิวเตอร์  SWR น่าจะวัดได้จริง


โครงสร้างสายอากาศ รูปนี้ ไม่ได้วาดตามสเกล ตัวเลขด้านซ้ายเป็นระยะห่างระหว่าง element   ด้านขวาบอกว่า แต่ละ element ทำหน้าที่อะไร ด้านล่างเป็นความยาวของแต่ละ element  และความยาว boom


ขนาด / ความยาว / การเรียงตัวของ อลูมิเนียม แต่ละข้างของ element เป็นความยาวที่วัดได้หลังจากปรับแต่ง ให้ได้ SWR ที่เหมาะสมแล้ว ไม่ใช่ความยาวในการตัดอลูมิเนียม





เรามาทำความเข้าใจกันก่อน ร้านขายอลูมิเนียม เขาขายกันแบบไหน  อลูมิเนียมท่อกลม ไม่ชุบสี เกรด 6063 T5  ความยาวทั้งเส้น 6 เมตร มันยาวมาก ถ้าร้านส่งให้ได้ เราก็มาตัดเอง

ตารางเทียบหน่วย เนื่องจากบ้านเรา ขายท่ออลูมิเนียม หน่วยเป็น นิ้ว 


ขนาดที่มีขาย


Band 20m อลูมิเนียมท่อนแรก (A) ขนาด 25mm หนา 2 mm เมื่อเทียบขนาดเป็นนิ้ว ตามตารางจะได้ เป็น ขนาด 1 นิ้ว 25.40 mm เป็นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางวงนอก (OD) เราต้องการทราบ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูใน (ID) มาจาก OD - (ความหนา x 2)   ผลที่ได้ 25.40mm - (2mm x 2 =4mm) = 21.4mm

ท่อนต่อไป (B) จะต้องมีขนาด น้อยกว่า ใกล้เคียง 21.4 mm  ในตารางใกล้เคียงสุด และร้านมีขาย คือขนาด 6/8 นิ้ว 19.05mm   ID = 19.05 - (1.5mm x 2 = 3mm) = 16.05 mm

ท่อนต่อไป (C) จะต้องมีขนาด น้อยกว่า ใกล้เคียง 16.05 mm  ในตารางใกล้เคียงสุด และร้านมีขาย คือขนาด 5/8 นิ้ว 15.88mm   ID = 15.88 - (1.5mm x 2 = 3mm) = 12.88 mm

ท่อนสุดท้าย (D) จะต้องมีขนาด น้อยกว่า  ใกล้เคียง 12.88 mm  ในตารางใกล้เคียงสุด และร้านมีขาย คือขนาด 4/8 นิ้ว 12.7mm 

ข้อสังเกตุ อลูมิเนียมท่อนแรก (A) ID=21.4  และ อลูมิเนียมท่อนสอง (B) OD=19.05 ห่างกัน 2.35 mm ต้องหาวิธียึด ไม่ให้หลวม


ไปต่อเป็นข้อมูลสำหรับ ตัดอลูมิเนียม  ท่อน A ไม่ต้องเผื่อความยาว ส่วนท่อน B C D ต้องบวกความยาวเพิ่มอีก ท่อนละ 25 cm สำหรับสวมเข้าไปในอลูมิเนียมท่อนก่อนหน้า


element ของสายอากาศ ทั้งหมด ตัดขนาด และจำนวน ตามตาราง


อุปกรณ์ที่เป็นอลูมิเนียม ที่ต้องใช้


ลำดับ 1 เป็นอลูมิเนียมท่อกลม สำหรับทำ element ขนาด และความยาวทั้งหมด  ตัวเลขสุดท้าย 21.66 meter ตรวจโดยละเอียดแล้ว ต้องเป็น 21.18 เมตร

ลำดับ 2 L Bracket  สำหรับยึด reflector และ director เป็นอลูมิเนียมฉากด้านเท่า ขนาด 4cm x 4cm หนา 4mm  ขนาดที่ร้านมีขาย 1 1/2" x 1 1/2" (3.81cm x 3.81cm)  หนา 3 หรือ 5 มม  ยาว 13cm จำนวน 4 ชิ้น  รวมยาว 52cm

ลำดับ 3 อลูมิเนียมเส้นแบน สำหรับยึด driven element ขนาด 6cm หนา 6mm  ขนาดที่ร้านมีขาย 2 1/2"  (6.35cm)  หนา 6 มม  ยาว 30cm จำนวน 3 ชิ้น  รวมยาว 90cm

ลำดับ 4 อลูมิเนียมกล่องด้านเท่า สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณให้ driven element ทั้ง 3 DE ขนาด 2cm x 2cm หนา 1mm  ขนาดที่ร้านมีขาย 6/8" x 6/8" (1.9cm x 1.9cm)  หนา 1 มม  ยาว 102cm จำนวน 2 ชิ้น  รวมยาว 204cm

ลำดับ 5 เป็นอลูมิเนียมท่อกลม สำหรับทำ BOOM  ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4cm หนา 2.5mm ขนาดที่ร้านมีขาย 1 1/2"  (3.81cm)  หนา 3 มม ยาว 410cm

อุปกรณ์อื่นๆ


ลำดับ 1 สำหรับยึด เสา U Bolt Clamp ขนาด 5.4cm จำนวน 2 ชิ้น
ลำดับ 2 สำหรับยึด L Bracket ของ reflector และ director จำนวน 4 ชิ้น / ยึด อลูมิเนียมเส้นแบน ของ driven element อันละ 2 ชิ้น รวมจำนวน 6 ชิ้น  รวม 10 ชิ้น เพื่อยึด element เข้ากับ BOOM  เหลืออีก 2 ชิ้น สำหรับยึด BOOM เข้ากับเสา U Bolt Clamp ขนาด 4.5cm รวมจำนวน 12 ชิ้น

ขนาด U Bolt Clamp ที่มีขาย ขอติดไว้ก่อน อาจจะต้องซื้อมาทดลอง

ลำดับ 3 Hydraulic Pipe Clamps  ใน shoppe เรียก Pipe Clamps  ขอติดไว้ก่อน อาจจะต้องซื้อมาทดลอง


การซื้ออลูมิเนียม และการตัด เพื่อทำ BOOM และ element ความยาวที่ร้านขาย 6 เมตร ต่อเส้น ต้องตัดให้มีเศษเหลือ น้อยสุด


ทำอุปกรณ์ L Bracket สำหรับยึด reflector และ director เข้ากับ BOOM  ใช้อลูมิเนียมฉากด้านเท่า 1 1/2" x 1 1/2" (3.81cm x 3.81cm)  หนา 3 หรือ 5 มม  ยาว 13cm ร่วมกับ U Bolt Clamp ทำจำนวน 4 ชุด



reflector และ director element ยึดเข้ากับ L Bracket โดยตรงด้วย bolt&nut แต่ยึดแบบนี้ มีความเสี่ยงที่ ท่ออลูมิเนียมจะหักได้ ใช้ Pipe Clamps เป็นตัวยึดอลูมิเนียม น่าจะปลอดภัยกว่า


 L Bracket ยึดกับ BOOM ต้องหาวิธียึดให้ดี ให้ได้ระดับ ไม่เอียง บิดเบี้ยว 


ทำอุปกรณ์ ยึด driven element  ใช้ อลูมิเนียมเส้นแบน ขนาด 2 1/2"  (6.35cm)  หนา 6 มม  ยาว 30cm ร่วมกับ U Bolt Clamp และ Pipe Clamp ทำจำนวน 3 ชุด


ใช้ Pipe Clamp 4 ตัว


รูปแสดงตอนทำเสร็จแล้ว


ใช้ U Bolt Clamp 2 ตัว


ฉนวนสำหรับ Drivent element มีความยาว 25cm สามารถสอดเข้าไปใน อลูมิเนียม ท่อนแรก ได้ โดยให้เว้นช่องว่างไว้ 2.5cm ระหว่าง DE ซ้าย-ขวา


การต่อ element แต่ละท่อนเข้าด้วยกัน สอดท่อที่เล็กกว่าเข้าไป 25cm กำหนดจุดที่จะเจาะ เพื่อร้อย bolt เจาะรูตามขนาดของ bolt ให้ทะลุอลูมิเนียมทั้งสอง แล้วให้ทำการคว้านรูของท่อใหญ่ด้านหนึ่ง ขนาดเท่าหัวของ bolt


สังเกตุหัว bolt จะจมลงไป


ยึดแต่ละ element เข้ากับ BOOM ตามความยาวที่ระบุ


เชื่อม Driven element ทั้งสาม เข้าด้วยกัน ด้วยอลูมิเนียมกล่องด้านเท่า ขนาด 6/8" x 6/8" (1.9cm x 1.9cm)  หนา 1 มม  ยาว 102cm จำนวน 2 ชิ้น


อุปกรณ์ยึด BOOM สายอากาศ เข้ากับเสา


ที่เหลือก็เป็นเรื่องการทำ BALUN และการทดสอบ SWR ผู้ออกแบบบอกว่า ไม่ต้องมีการปรับแต่งใดๆ


ดูรูปแบบการยึด element เข้ากับ Boom แบบต่างๆ


สายอากาศสำนัก HSDXA  / สายอากาศ HSDXA 20-15-10 8E ใช้ Boom สี่เหลี่ยม


สายอากาศจากทีมพี่น๊อต E25CRF ใช้ Boom สี่เหลี่ยม

ด้านล่างนี้ มาจากเว็บต่างประเทศ ไว้เป็นแนวทาง อันไหนที่เราสะดวก DIY


สังเกตุ BOOM จะแบ่งเป็น สามส่วน คงออกแบบให้ง่ายต่อการขนส่ง


ประกับ แบบนี้ คงทำยากน่าดู รูปนี้ เป็นตัวยึด BOOM เข้ากับเสา



น่าสนใจ ทำขนาดเดียวกันหมด




สังเกตุ BOOM ด้านซ้ายเล็กกว่า และสอดเข้าท่อนกลาง



สองอันบน น่าสนใจ แต่ตอนพับอลูมิเนียมหนาๆ ไม่อยากจะคิด พับออกมาแล้ว อาจจะไม่ตรงกันอีก


แบบนี้ ง่ายสุด อลูมิเนียมแบน + Pipe Clamp 2 ตัว + U Bolt Clamp 2 ตัว


ก่อนที่จะไปต่อเรื่องต่อไป ทำความเข้าใจหน่วยวัด ฟุต นิ้ว กันก่อน Inch Fraction Calculator – Decimal to Inches 


เรามาลองแกะข้อมูล สายอากาศ WRTC 2014 จากคู่มือ และเอกสารที่มีในอินเตอร์เน็ต    แนวคิดและการออกแบบ WRTC 2014 Antenna / Design and Construction of the WRTC2014 Tribander  / 2XA-3B-8L WRTC TX38-100 Manual PDF / WRTC TX38 Assembly Guide   /  2X Arrays TX38 Yagi Antennas   / WRTC2014 ANTENNA 

เริ่มจาก BOOM ก่อน  เป็นอลูมิเนียมท่อกลม ขนาด 2 นิ้ว จำนวน 3 ท่อน เชื่อมระหว่างท่อนด้วย ท่อขนาด 1 7/8 นิ้ว  คู่มือ หน้า 5


อลูมิเนียมท่อกลม ขนาด 2 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 50.8mm ถ้าหนา 1.5mm ขนาด วงใน (ID)= 47.8mm อลูมิเนียมท่อกลม ขนาด 1 7/8 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 47.63mm คงจะหนา 1.5mm เหมือนกัน 
ผิดคาด คิดว่า BOOM จะหนากว่านี้  ยาว 72+72+36=180 นิ้ว หรือ 4.5 เมตร

element plate (20 Meters) 1/4” x 9.00” x 3”  ขนาด 3 นิ้ว หนา 6mm ยาว 9 นิ้ว
element plate (10 & 15 Meters) 3/16” x 8.25” x 2-1/2” ขนาด 2 1/2 นิ้ว หนา 5mm ยาว 8.25 นิ้ว 

มาที่ รายการ element จาก คู่มือ หน้า 6


กระจายออกมาเป็น element ข้างเดียวได้ดังนี้  (ท่อนแรกของ REF และ DIR จะยาวออกไปทั้งสองข้าง)


ดูรายละเอียดประกอบ ในคู่มือ หน้า 22 ,33 , 34

20m REF 
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 1 ขนาด 1 1/4 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 31.75mm หนา 1.5mm ID= 28.75mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 2 ขนาด 1 1/8 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 28.58mm หนา 1.5mm ID= 25.58mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 3 ขนาด 1 นิ้ว     ขนาดภายนอก (OD) = 25.40mm หนา 1.5mm ID= 22.40mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 4 ขนาด 7/8 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 22.23mm หนา 1.5mm ID= 19.23mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 5 ขนาด 3/4 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 19.05mm หนา 1.5mm ID= 16.05mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 6 ขนาด 5/8 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 15.88mm หนา 1.5mm ID= 12.88mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 7 ขนาด 1/2 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 12.70mm หนา 1.5mm ID= 9.7mm
อลูมิเนียมท่อกลม ท่อน 8 ขนาด 3/8 นิ้ว ขนาดภายนอก (OD) = 9.35mm หนา 1.5mm ID= 6.35mm

ก่อนซื้อ ก็ถามร้านก่อน ว่ามันสวมกันได้หมดไหม


ภาพจาก HSDXA ระบุว่า หนา 1.3mm

ความยาว แต่ละ element ดูรายละเอียด ในคู่มือ หน้า 24


ข้อมูลจากตารางด้านบน ได้ข้อสรุปว่า แต่ละท่อน สวมเข้าไปในท่อนก่อนหน้า ประมาณ 3 นิ้ว ตารางด้านล่างแสดง แต่ละท่อนมีความยาวที่มองเห็น กี่นิ้ว


การซื้ออลูมิเนียม และการตัด เพื่อทำ element ความยาวที่ร้านขาย 6 เมตร (236 นิ้ว) ต่อเส้น ต้องตัดให้มีเศษเหลือ น้อยสุด


ระยะห่างระหว่าง element เมื่อประกอบบน BOOM ดูในคู่มือ หน้า 14


ท่อนแรกของ element ที่ประกอบแล้ว รูปด้านล่าง ท่อนที่เป็น reflector หรือ  director element จะยาวต่อเนื่อง ออกไปทั้งสองข้าง ส่วน driven element จะแบ่งครึ่งเพื่อป้อนสัญญาณ



ในส่วนเทคนิคการเจาะอลูมิเนียมท่อกลม ถ้ามีรางตัววี จะช่วยได้มาก จะเจาะได้ตรงกลางของท่อ ภาพจาก HSDXA 



ถ้าเขาใจเรื่อง element และการยึดกับ Boom ก็สามารถ DIY สายอากาศอื่นๆ ได้ไม่ยาก   JK NAVASSA-5  5-Band Yagi (20M/17M/15M/12M/10M)


 

Subscribe to: Posts (Atom)