www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Bir Boynuz Işıyıcının Yapılması

Resim 1: Amatör boynuz ışıyıcı yapımı

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 düşük kazançlı logaritmik-periyotlu antenler de 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 teneke 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 bunu, iki kat bir emek gerektireceğinden önermiyorum.)

Hesaplama

İşe başlamadan önce boynuz ışıyıcının bitimindeki görünümüne uygun bir küçük çizim hazırlanmalıdır. Kendi yaptığım örnek boynuz ışıyıcının boyutlarının yer aldığı bir küçük çizim aşağıdadır, fakat bu her zaman hangi tip dalga kılavuzunun veya pirinçten mamul dikdörtgen tüpün (örneğin 50 × 25 × 2 mm ölçülerinde) internet pazarı dışındaki piyasadan temin edilebilmesinin mümkün olup olmadığına bağlıdır.

Kullanılan dalga boyunun çıkış değerleri: Boşlukta 5,8 GHz e karşılık gelen dalga boyu yaklaşık 51 mm dir. Ancak dikkat! Bu frekansın dalga kılavuzu içindeki dalga boyunun 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. Kullandığım 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 daha uzun olması gerektiği prensibine uygun olarak seçtim. Yaptığım örnekte boyutlar bir dalga boyuna çok yakındır, 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. İlaveten, bu dalga kılavuzunun içine sıkıca geçirilen ve lehimlenen arka duvarın kalınlığı da işin içine girer.

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 olarak daha kısa olan „b” kenarını kullandım.

Pirinç kaynağı yapabilen birisi bunu yapabilmelidir, ancak pirinç kaynağı yapmasını bilmeyen kişi 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 plakayı eşzamanlı 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 sıvılaşmış kalay kalmayana kadar kalayla kaplanmalı ve sıvı kalay kalıntıları bir bezle temizlenmelidir. Bu yamuk parçaların lehim yapılacak kenarlarının yakınında 1 mm çapında delikler bulunmalıdır. Bu delikler kalay kaplamanın ardından delinmeli, içlerinden çiçek bağ teli geçirildikten ve parçalar birbirine bağlanıp, ardından tekrar lehimlenmelidir. Bu deliklerin yerleri karşılıklı ayarlanmalıdır. Deliklerden geçirilen çiçek bağ telleri 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 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 bağlayabilirsiniz.

İşin tamamlanmasının, yani montajın tamamen bitmesinden sonra bu teller tekrardan 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 tam 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 ile sıfır olmalıdır.

Son montaj

Arka kapağın ölçüsü dalga kılavuzunun kesitine 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 ile kapatılır. Bu cıvatalar dalga kılavuzu içinde ayrıca arka kapağa da lehimlenir ve ardından taşlanır. Cıvatanın geçtiği delikler tamamen lehimle doldurulmalıdır.

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

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

Artık bağ telleri kesilebilir ve artıkları atılabilir, ayrıca 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 kutusu ile atılan gri renkli boya boynuz ışıyıcıya profesyonel bir görünüş kazandıracaktır. Bu frekans bandının en güzel tarafı, bu tür amatör imalatların bilgisayarla 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: Pirinç parçalar

Resim 4: Bağ telleri ile tutturulmuş ve lehimi tamamlanmış kasa

Resim 5: Bitmiş bir boynuz ışıyıcının iç görünüşü

Resim 6: Çeyrek-dalga ışıyıcı olarak sağma (coupling)