แถบวิทยุแบบแฮม 2 เมตร/ 70 ซม. Microstrip Pcb: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สวัสดี นี่คือ Andy G0SFJ

ไม่พบแผนใดๆ ในเอกสารประกอบสำหรับแผงเสาอากาศแบบไมโครสตริปสำหรับแถบแฮมขนาด 70 ซม. และ 2 เมตร ดูเหมือนว่าทั้งหมดนี้มีไว้สำหรับอุปกรณ์ rfid หรือ 2.4 Ghz หรือสูงกว่า

ดังนั้นฉันจึงมุ่งมั่นที่จะพัฒนาแผ่นพิมพ์ไมโครสตริปสำหรับความถี่ต่ำเหล่านี้ (146 Mhz และ 430 Mhz ในตัวอย่างเหล่านี้) โดยใช้แถบทองแดงแบบพับบน pcbs โดยผู้ผลิตเชิงพาณิชย์ ข้อเสนอเหล่านี้มีสิบกระดานสำหรับ 20 ดอลลาร์รวมค่าจัดส่ง

ในการพัฒนาบอร์ดเหล่านี้ ฉันทำสิ่งนี้ (โปรดทราบว่าฉันใช้รูปภาพที่ฉันบันทึกไว้ระหว่างการเรียนรู้):

ขั้นตอนที่ 1: ย้ายจากการแกะสลักทองแดงเป็นซอฟต์แวร์ออกแบบ

ก่อนหน้านี้ ฉันเคยใช้น้ำยากัดกรดและปากกามาร์กเกอร์กัดพิเศษเพื่อสร้างแผ่นทองแดงซึ่งมีการออกแบบที่ขีดเขียนไว้ บางส่วนได้แสดงไว้ข้างต้น ในตัวอย่างเหล่านี้ ฉันมีระนาบพื้นทองแดงอยู่ข้างใต้

ในที่สุดฉันก็ใช้แผ่นทองแดง vero (แถบ) ที่พิมพ์ขนาด 10 *3 ซม. และต่อ 3 แถบเข้าด้วยกันด้านบนและด้านล่างเพื่อสร้างความยาวคลื่นที่แปดเป็นสองเมตร

ในการคำนวณความยาวทั้งหมด (v= f * lamda โดยที่ v = 300, f = 146 MHz) ให้หารผลลัพธ์ด้วย 8 เพื่อให้ได้ความยาวคลื่นที่แปดซึ่งพอดีกับกระดาน

หากไม่มีระนาบพื้น ฉันพบว่ามันมีพฤติกรรมเหมือนเสาอากาศแส้ "เป็ดยาง" และฉันวัด SWR ที่ 3.65 ดีที่สุดที่ฉันสามารถพูดได้คือ มันเป็นกำลังใจ: มันเปิดทวน 10 กม. จากฉัน

ตอนนี้ฉันตัดสินใจที่จะพยายามสร้างมาตรฐานของบอร์ด

ในการทำเช่นนี้ ฉันต้องใช้ "ไฟล์ Gerber" ไฟล์เหล่านี้เป็นชุดของไฟล์ที่สร้างโดยซอฟต์แวร์ออกแบบเพื่อส่งไปยังผู้ผลิต pcb เพื่อสร้างบอร์ด pcb อย่างง่าย

ฉันเคยใช้ไฟล์ Gerber ของคนอื่นที่ดาวน์โหลดจากไซต์บน GitHub เพื่อสร้างสำเนาที่ถูกต้องของบอร์ดดาวเทียมขนาดเล็ก เช่น $50 SAT และ Kicksat-Sprite ไฟล์ถูกดาวน์โหลดและส่งไปยังสตูดิโอการผลิตในฮ่องกง/เซินเจิ้น: พวกเขาเสนอกระดาน 10 ซม. * 5 ซม. สิบแผ่นในราคาประมาณ 20 ดอลลาร์รวมค่าส่งไปรษณีย์

มันได้ผล ฉันได้รับบอร์ดภายในประมาณสิบวัน

ขั้นตอนที่ 2: การใช้ไฟล์ Gerber และ Eagle

ในการออกแบบบอร์ดของฉัน ฉันดาวน์โหลด Eagle ซึ่งฟรี (คุณต้องลงทะเบียน แต่ไม่เป็นไร): Autocad ให้ใบอนุญาตฟรีสำหรับมือสมัครเล่น เมื่อคุณดาวน์โหลด Eagle คุณต้องป้อนที่อยู่อีเมลของคุณ

มีแบบฝึกหัดออนไลน์มากมาย แต่ส่วนใหญ่เน้นที่การถ่ายโอนแผนภาพวงจร (แผนผัง) ไปยังบอร์ด โครงการของฉันเรียบง่ายโดยใช้แถบทองแดง แต่ซับซ้อนโดยที่ไม่มีบทช่วยสอน ดังนั้นในบันทึกนี้ ฉันกำลังอธิบายว่าฉันทำได้อย่างไร (จนถึงตอนนี้) บรรดาผู้ที่รู้จัก Eagle สามารถเริ่มหัวเราะได้แล้ว!

ฉันได้ดาวน์โหลด Eagle aeons มาแล้ว - เวอร์ชัน 6 - และมีการเริ่มต้นด้วยความผิดพลาดครึ่งโหลกับผู้ผลิต

ดังนั้นฉันจึงดาวน์โหลด Eagle เวอร์ชันล่าสุด สำหรับ win 10 นี่คือ 9.2.2 การติดตั้งบนคอมพิวเตอร์ของฉันค่อนข้างช้า

ที่สำคัญที่สุด – ฉันดาวน์โหลดตัวประมวลผล CAM ด้วย ตัวประมวลผล CAM คือ Gizmo ที่เตรียมไฟล์ Gerber จากการออกแบบ อินทรี 9.2.2. มีโปรเซสเซอร์ CAM ที่ดีและฉันยังใช้ตัวประมวลผลที่เรียกว่า OshPark

NS

ตั้งกรอบกระดาน

ตอนแรกฉันสะดุดที่นี่ แต่ตอนนี้ได้แก้ไขแล้ว ขั้นตอนแรกคือการตั้งค่าเลเยอร์เป็น "20 มิติ" จากนั้นกำหนดขนาดกริด ดังที่คุณเห็นด้านล่าง มีกล่องเล็กๆ ที่ช่วยให้ฉันสามารถตั้งค่าตารางพื้นหลังเป็นบล็อกขนาด 10 ซม. และเปิดใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 3: การวาดการออกแบบที่เรียบง่ายใน Eagle - 1

จากนั้นด้วยตารางที่ 10 ซม. ฉันวาดกรอบโดยใช้ฟังก์ชัน "วาด" และ "เส้น" ฉันจับคู่กับ 10 ซม. * 5 ซม. สำหรับกระดานทดลอง

ขั้นตอนต่อไปคือการวาดแทร็กและที่นี่ฉันเลือกความกว้างสูงสุด

ขั้นตอนที่ 4: การวาดการออกแบบที่เรียบง่ายใน Eagle - 2: Track

วาดเส้นทาง

ขั้นตอนต่อไปคือการวาดโครงร่างลงบนกริด เพื่อให้ง่ายขึ้น ฉันตั้งค่าตารางอีกครั้งเป็น 5 มม. และทำให้มองเห็นได้ โดยซูมตามความจำเป็น

ฉันพบว่าการตั้งค่า 1 มม. และต่ำกว่านั้นยากเกินไปสำหรับฉันที่จะมองเห็นและควบคุม

ที่นี่ฉันได้ใช้สี่องค์ประกอบ:

Via (จุดสีเขียว) - สิ่งเหล่านี้อยู่ที่จุดเชื่อมต่อของแทร็ก

สาย – ไประหว่างแต่ละ Via

รู - ฉันได้ถอดรางที่แต่ละมุมเพื่อติดตั้งสิ่งนี้ และฉันได้ทำรูที่ Via แต่ละอันด้วย (ฉันไม่แน่ใจว่าต้องทำเช่นนี้)

ฉันทำให้ความยาวแทร็กทั้งหมดเป็นความยาวของควอเตอร์หรือเวฟที่แปดที่ฉันต้องการที่ความถี่เหล่านี้

ขั้นตอนที่ 5: ตัวประมวลผล CAM

นี่คือบิตฉลาดอัตโนมัติ โปรเซสเซอร์ CAM แปลงการออกแบบของคุณเป็นชุดไฟล์ที่ใช้งานจริง นั่นคือไฟล์ Gerber

คุณสามารถใช้โปรเซสเซอร์ CAM อื่นได้ แต่ตัวใน Eagle 9.2.2 นั้นใช้ได้

เป็นโบนัสใน Eagle 9.2.2 หากคุณคลิกที่ช่อง "เลือกไฟล์ zip" มันจะทำการซิปไฟล์โดยอัตโนมัติ - และเป็นไฟล์ zip ที่คุณสิ้นสุดที่ผู้ผลิต pcb

ขั้นตอนที่ 6: สององค์ประกอบสำหรับ 2 เมตร

ในภาพสุดท้ายนี้ ฉันใช้โปรแกรมดู Gerber ออนไลน์เพื่อแสดงการออกแบบของฉัน แน่นอน คุณสามารถตรวจสอบได้ใน Eagle จากไฟล์ต้นฉบับของคุณ

บอร์ดนี้มีองค์ประกอบเสาอากาศแยกกัน 2 ตัว โดยแต่ละอันมีช่วงคลื่น 1/16 เล็กน้อย แผนของฉันคือการเชื่อมต่อพวกมันเป็นอนุกรมและทดลองกับตัวเหนี่ยวนำ ทั้งระหว่างกระดานทั้งสอง (การโหลดตรงกลาง) หรือที่จุดป้อน (การโหลดฐาน)

สองชุดเหล่านี้สามารถสร้างไดโพลได้ หรือแส้ควอเตอร์เวฟ

ทั้งหมดอยู่ในการทดลอง

ขั้นตอนที่ 7: หนึ่งองค์ประกอบสำหรับสองเมตร (คูณสอง?)

อีกครั้งโดยใช้โปรแกรมดู Gerber ออนไลน์ นี่คือแถบทองแดงคลื่นประมาณหนึ่งในสี่ส่วนสำหรับวงดนตรีมือสมัครเล่น 2 เมตร ซึ่งบรรจุอยู่บน PCB ขนาด 10 ซม. * 5 ซม.

สองสิ่งนี้อาจเป็นไดโพล

ขั้นตอนที่ 8: สำหรับ 430 MHz DMR Band

อันนี้เป็นไดโพลธรรมดาที่ออกแบบมาสำหรับ 430 MHz บนบอร์ดเดียว

นี่คือความถี่ DMR ในสหราชอาณาจักร

ขนาดนี้ง่ายต่อการพอดีกับขนาดบอร์ดของนักเล่นอดิเรกมาตรฐาน 10 ซม. * 5 ซม.

ขั้นตอนที่ 9: สรุป

ฉันหวังว่าคุณจะเห็นด้วยว่าบอร์ดเหล่านี้เป็นโซลูชันที่หรูหราและทำซ้ำได้สำหรับการพิมพ์เสาอากาศแบบไมโครสตริปสำหรับแถบความถี่ 2 เมตร (146 เมกะเฮิร์ตซ์) และแถบ 70 เซนติเมตร (430 เมกะเฮิร์ตซ์)

นี่เป็นการออกแบบเดียวที่ฉันเคยเห็นสำหรับเสาอากาศ pcb ที่ความถี่เหล่านี้

ฉันเห็นบอร์ดเหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้งานเช่นดาวเทียมขนาดเล็ก (cubesats หรือเล็กกว่า) และฉันจะมองหาโอกาสที่นั่น

อาจมีโอกาสมากขึ้นสำหรับเสาอากาศแบบ low-profile

ตอนนี้คุณรู้ขั้นตอนเหล่านี้แล้ว ฉันแน่ใจว่าคุณสามารถปรับปรุงการออกแบบของฉันได้ แต่ฉันหวังว่าฉันจะให้ข้อมูลเชิงลึกแก่คุณเกี่ยวกับศักยภาพ

73 de Andy G0SFJ