www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Bir Boynuz Işıyıcının Yapılması

Resim 1: Kendin-yap boynuz ışıyıcı

Bir Boynuz Işıyıcının Yapılması

Birincil ışıyıcı olarak çalışacak bir boynuz ışıyıcı için 5,7 ila 5,8 GHz arasındaki frekans bölgesi en uygun seçimdir. Boynuz ışıyıcılar için talep edilen yüksek fiyatlar alıcıları kısıtlı bütçeleri nedeniyle zorlamaktadır. Bir alternatif olarak söz konusu bu WLAN-bandı için genellikle yansıtıcısı bulunan ya da bulunmayan logaritmik-periyotlu, ancak kazançları düşük diğer çeşitli antenler kullanılabilir.

Biraz el becerisine ve bir amatör atölyeye (mengene, havya, sıcak hava fönü, demir testeresi, eğe gibi takımlar bulunan) sahip birisi boynuz ışıyıcıyı kendi atölyesinde imal edebilir. Bununla beraber yapılacak imalatın dış görünüşü sözde kalaylı antenlerden daha profesyonel gözükmelidir. Malzemeler: Biraz pirinç plaka ve hurdaya çıkmış bir dikdörtgen dalga kılavuzu parçası, biraz çiçek demeti sarmakta kullanılan bağ teli ve iki-üç günlük sabırlı bir çalışma. Eğer yarı mamul pirinç ya da bakır temini mümkün değilse dalga kılavuzu bölümü pirinç plakadan da yapılabilir. (Ancak iki kat bir emek gerektireceğinden önermiyorum.)

Hesaplama

İşe başlamadan önce boynuz ışıyıcının bir küçük çizimi hazırlanmalıdır. Kendi yaptığım örnek boynuz ışıyıcının boyutlarının yer aldığı bir küçük çizimi aşağıdadır, fakat bu her zaman hangi tip dalga kılavuzunun veya pirinçten mamul dikdörtgen tüpün (örneğin 50x25x2 mm ölçülerinde) internet pazarı dışındaki piyasadan temin edilebilmesinin mümkün olup olmadığına bağlıdır.

Kullanılan dalga boyunun çıkış değerleri: Boşlukta 5,8 GHz e karşılık gelen yaklaşık 51 mm dir. Ancak dikkat! Bu frekansın dalga kılavuzu içindeki dalga boyu değeri daha farklıdır! Karışıklığa yol açmaması için boşluktaki dalga boyunu  λ0 ve dalga kılavuzu içindekini  λH olarak gösteriyorum. Dalga kılavuzu içindeki dalga boyunun hesabı dalga kılavuzunun boyutlarına bağlıdır. Kendimin kullandığı dalga kılavuzu (WR 187) bölümünün içindeki en büyük WLAN-frekansı 5,875 GHz olup dalga boyu  λH= 60,3 mm dir.

Boynuz ışıyıcının boyutlarını bir boynuz ışıyıcının uzunluğunun dalga boyundan bir hayli uzun olması gerektiği prensibine uygun olarak seçtim. Aslında çok daha uzun olması gereken bu değer kendi yaptığım örnekte bir dalga boyundan sadece çok az büyüktür, ancak bu bile olayın prensibini açıklamak için yeterlidir. Açıklığın (aperture) boyutlarını ise dalga kılavuzu boyutları olan „a“ ve „b“ nin iki katı olacak şekilde seçtim. Bu değerlerin hepsi en uygun değerler değildir ve daha iyi değerler elde etmek için bireysel olarak değiştirilebilirler.

Yapım

Dalga kılavuzu bölümünün uzunluğunu ½ λH olarak seçtim. Bu 30,1 mm uzunluğa sahip bir dalga kılavuzu tipine karşılık gelir. Ardından metal arka kapak bu dalga kılavuzu içine sıkıca geçirilir ve lehimlenir.

Pirinç plakadan, ışıyıcı boynuzu duvarlarının her biri için aynı ölçüde iki adet (toplamda dört adet) ikizkenar yamuk parçalar kesilir (bakınız Resim.3). Boynuz ışıyıcının uzunluğunun dalga boyundan biraz daha uzun olması gerekir, ancak çok uzun olmamalı aksi takdirde bir parabolik yansıtıcıya çok zor monte edilir. Kendi imalatımda bu uzunluğu 60 mm seçtim, çünkü pirinç şeritlerinin eni tam da bu boydaydı. Boynuz ışıyıcının açıklığını ise (keza yamuğun en uzun kenarı) dalga kılavuz parçası ölçülerinden iki kat daha büyük seçtim. Kesilmiş iki plakayı lehimlerken kenarlarda alın alına 90° lik bir lehim yapılabileceği gibi 45° lik bir pah verilerek de lehimleme yapılabilir, ancak bu çok uğraştırır. Dalga kılavuzunun dış ölçüsü olarak daha uzun olan „a“ kenarını, iç ölçüsü olarakta daha kısa olan „b“ kenarını kullandım.

Pirinç kaynağı yapabilen birisi bunu yapabilmelidir, ancak pirinç kaynağı yapmasını bilmeyen yumuşak lehim teli ile lehimleme yapmalıdır. Büyük yüzeylerde yumuşak lehim teli kullanarak lehim yapmak zordur. Lehim havyasının kendi ısısı bu plakayı lehimlemek ve hem de eşzamanlı plakayı ısıtmak için daima yetersiz kalır. Bu nedenle bir şekil bozulmasına meydan vermeden parçanın bir sıcak hava fönü ile ya da mutfakta kullanılan tüpün aleviyle ayrıca ısıtılması gerekir. Daha sonra lehim hatları yumuşak lehim teli kullanarak tamamlanmalıdır.

Sonradan birbirleriyle lehimlenecek tüm yüzeyler ve etekler önceden kalayla sıvılaşmış kalay kalmayana kadar kaplanmalı ve sıvı kalay kalıntıları bir bezle uzaklaştırılmalıdır. Bu yamuk parçaların lehim yapılacak kenarlarına yakın 1 mm çapında delikler bulunmalıdır. Bu delikler kalay kaplamanın ardından delinmeli, içlerinden çiçek bağ teli geçirildikten ve parçalar birbirine bağlandıktan sonra tekrar lehimlenmelidir. Bu deliklerin yerleri karşılıklı ayarlanmalıdır. Deliklerden geçirilen çiçek bağ teli dış tarafta bükülerek yanal parçalar sabitlenir. Bu iş için çekilince uzaması ve kararlı bir tutuş sağlayamaması nedeniyle bakır tel pek uygun değildir. Çiçek bağ teli çeliktendir ve bağlanan parçaları sıkıca bir arada tutar. Ancak bu ısıtma sırasında aşırı ısıtma nedeniyle plaka yamulmamalıdır.

Lehimlemenin iki adımda yapılması uygun olur: Önce yamuklar birbirleriyle lehimlenir. Parçaları hatasız dik lehimlemek için kalın bir alüminyum plakadan dik açılı bir mastar pencere hazırladım. Parçanın soğumasını takiben dalga kılavuzu bölümüne bakan yüzeyler zımpara ile temizlenebilir. (Unutmayınız: Zımpara işlemini takiben yüzeyler yeniden kalaylanmalıdır.) Şimdi dalga kılavuzunu bağlayınız.

Lehim bittikten sonra, yani montajın tamamen bitmesinden sonra bu teller bir yan keski ile temizlenir.

Besleme

Enerjinin kablodan dalga kılavuz bölümüne beslenmesi için en basit yol seçildi. Resim. 6 da „c“ ölçüsü dalga kılavuzu malzemesinin kalınlığıdır. RG 402 kabloya lehimlemeye uygun SMA-soketinden kablonun dış iletkeni dalga kılavuzunun et kalınlığı olan 2 mm den dışarda kalacak şekilde kesilir. Ardından bir parça kablo sokete lehimlenir. Şimdi kablonun dış iletkeninin soketten taşan fazlası kesilir. Dalga kılavuzunda uygun bir yer soket için delinir: Resim. 6 da „d“ (burada: 4,6 mm) olarak gösterilen deliğe SMA-soketi oynamayacak şekilde lehimlenebilir.

Bu delik dalga kılavuzunun merkezinde, ancak arka kapaktan ¼ λH (dalga kılavuzu içindeki dalga boyu) kadar önde olmalıdır. Kablonun dışarı taşan iç iletkeninin uzunluğu ¼ λ0 (boşluktaki dalga boyu) kadar olmalıdır. Burada iç iletkenin enine bağlı olarak bir teorik kısaltma katsayısı vardır. Sonuç olarak bu iç iletken 12 mm kadar dalga kılavuzunun içine girer. Kablonun dış kılıfı ise dalga kılavuzunun iç yüzeyi sıfır olmalıdır.

Son montaj

Arka kapak dalga kılavuzu boyutlarına uymalıdır. Lehim öncesinde arka kapağın kenarlarına lehim sırasında içeri kaymaması için bir eğe ile pah verilmelidir. Sonradan takılabilecek ilave boynuz ışıyıcılar için gömülü kısmı dalga kılavuzu içinde kalacak şekilde iki adet havşa başlı M5 sabitleme cıvatası takılmalıdır. Bu iki cıvata dalga kılavuzu dışında iki küçük oluklu plaka sabitlenir. Bu cıvatalar ayrıca dalga kılavuzu içinde arka kapağa lehimlenir ve ardından taşlanır. Cıvatanın geçtiği delikler tamamen lehimle doldurulmalıdır.

Şimdi artık boynuz ışıyıcı parçalarını toplayabiliriz. Lütfen bu sırada parçaların birbirini tam karşılamasına ve kaçık olmamasına dikkat ediniz. Lehimleme en sağlıklı olarak ısıya dayanıklı bir yüzey üzerinde (seramik veya karo gibi) yapılabilir. Artık parçaları önce sıcak hava fönü ile ısıtıp ardından birbirine lehimleyebiliriz.

Lehimlenen kısım soğuduktan sonra arka kapak dalga kılavuzu içine geçirilir ve lehimlenir. Dalga kılavuzunun lehim yüzeyleri önceden kalaylandığı için bu lehimleme sırasında bir sorun çıkmayacaktır.

Artık bağ telleri kesilip atılabilir, kalıntılar zımparalanıp temizlenmelidir. Bağ tellerinin geçtiği deliklerin çapı dalga boyunun onda birinden çok daha küçüktür: Bu nedenle elektriği sızdırmaz ve ihmal edilebilir ve bir ıspatula ile madeni yağla kaplanabilir. Yüzeyler zımpara ve pirinç polisaj fırçasıyla temizlenebilir. Son olarak soket çeyrek-dalga ışıyıcıya lehimlenir: Bu sıradaki lehimleme sadece havyanın kendi ısısıyla yapılmalıdır. Bundan sonra sıcak hava fönü gibi cihazların kullanılması yapının bir kartondan ev gibi dağılmasına sebep olur.

Bir sprey kutusundan atılan gri renkli boya boynuz ışıyıcıya profesyonel bir görünüş kazandıracaktır. Bu frekans bandının en güzel tarafı bu tür amatör imalatların bilgisayarda WLAN da kolayca denenebilir olmasıdır. Bildiğimiz küçük çubuk antenlere bir alternatif olarak bu boynuz ışıyıcı bu yönde bir menzil artışıyla birlikte oldukça iyi bir yönlülüğe sahiptir.

Resim galerisi

Resim 2: İmalat çizimi

Resim 3: Pirinçten parçalar

Resim 4: Bağ telleri ile tutturulmuş ve lehimi tamamlanmış kasa

Resim 5: Bitmiş bir boynuz ışıyıcının iç görünüşü

Resim 6: Çeyrek-dalga ışımanın kapılması (coupling)