Bandas de radioamador de 2 metros / 70 Cms Microstrip Pcb: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Olá, aqui é Andy G0SFJ

Não consegui encontrar em nenhum lugar da literatura nenhum plano de placas de antenas microstrip para as faixas de presunto de 70 cm e 2 metros. Todos parecem ser para dispositivos rfid ou 2,4 Ghz ou superior.

Então, comecei a desenvolver placas impressas de microfita para essas frequências mais baixas (146 Mhz e 430 Mhz nesses exemplos) usando tiras de cobre dobradas em pcbs de fabricantes comerciais. Eles oferecem dez pranchas por 20 dólares, incluindo a postagem.

No desenvolvimento dessas pranchas, foi assim que fiz (observe que usei imagens que gravei durante meu aprendizado):

Etapa 1: passando da gravação de cobre para o software de design

Anteriormente, usei fluido de gravação e uma caneta marcadora de gravação especial para criar placas de cobre com um desenho rabiscado nelas. Algumas delas são mostradas acima. Nestes exemplos, eu tinha um plano de aterramento de cobre embaixo.

Eventualmente, usei uma placa vero (tira) de cobre impressa de 10 * 3 cm e juntei 3 tiras na parte superior e inferior, para fazer um oitavo comprimento de onda de dois metros.

Para calcular o comprimento total, (v = f * lamda, onde v = 300, f = 146 MHz), divida o resultado por 8 para obter um oitavo comprimento de onda, que cabe na placa.

Sem um plano de terra, descobri que se comportava como uma antena chicote "pato de borracha" e medi uma ROE de 3,65: o melhor que posso dizer é, é animador: abriu um repetidor a 10 km de mim.

Portanto, agora decidi tentar padronizar as placas.

Para fazer isso precisei usar "arquivos Gerber". Trata-se de um conjunto de arquivos gerados pelo software de design para enviar a um fabricante de pcb para fazer placas de pcb simples.

Eu tinha usado arquivos Gerber de outras pessoas, baixados de sites no github, para gerar cópias exatas de pequenas placas de satélite, como $ 50 SAT e Kicksat-Sprite. Os arquivos foram baixados e enviados para um estúdio de manufatura em Hong Kong / Shenzhen: eles ofereceram dez placas de 10 cm * 5 cm por cerca de US $ 20, incluindo a postagem de retorno.

Funcionou. Recebi as placas em cerca de dez dias.

Etapa 2: usando arquivos Gerber e Eagle

Para desenhar minhas pranchas, baixei o Eagle que é grátis (você tem que se registrar, mas tudo bem): O Autocad dá uma licença gratuita para os amadores, ao baixar o Eagle você digita seu endereço de e-mail.

Existem muitos tutoriais online, mas a maioria deles se concentra em transferir um diagrama de circuito (esquemático) para uma placa. Meu projeto é simples por usar apenas tira de cobre, mas complexo por não haver um tutorial para ele. Portanto, nesta nota estou descrevendo como fiz isso (até agora). Aqueles de vocês que conhecem Eagle podem começar a rir agora!

Eu havia baixado o Eagle há eras - versão 6 - e tive meia dúzia de falsas partidas com os fabricantes.

Então, baixei a versão mais recente do Eagle. Para vitória 10, isso é 9.2.2. É um pouco lento para configurar no meu pc.

Mais importante - eu baixei um processador CAM também. O processador CAM é o dispositivo que prepara os arquivos Gerber a partir do projeto. Eagle 9.2.2. tem um bom processador CAM e também usei um chamado OshPark.

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Configurando a estrutura para o tabuleiro

Eu tropecei aqui no começo, mas agora resolvi. O primeiro passo é definir a camada para “20 dimensões” e definir o tamanho da grade. Como você pode ver abaixo, há uma pequena caixa que me permite definir a grade de fundo para blocos de 10 cm e ligá-la.

Etapa 3: Desenhando o Design Simples no Eagle - 1

Então, com a grade em 10 cms, desenhei um quadro usando as funções “Desenhar” e “Linha”. Eu comparei com 10 cm * 5 cm para placas de experimentadores.

o próximo passo é desenhar a trilha, e aqui eu selecionei a largura máxima.

Etapa 4: Desenhar o design simples no Eagle - 2: a trilha

Desenhando a pista

A próxima etapa é desenhar o contorno na grade. Para ficar mais fácil, configurei a grade novamente para 5 mm e tornei-a visível, ampliando conforme necessário.

Descobri que as configurações de 1 mm e inferiores eram muito difíceis de ver e controlar.

Aqui, usei quatro componentes:

Via (o ponto verde) - estes estão nas junções da pista

Linha - passa entre cada Via

Furo - coloquei um fora da pista em cada canto para montar a coisa, também fiz um buraco em cada Via (não tenho certeza se preciso fazer isso).

Eu fiz o comprimento total da trilha para ser o comprimento do quarto ou oitava onda que desejo nessas frequências.

Etapa 5: Processador CAM

Esta é a parte inteligente automática. O processador CAM converte seu projeto em um conjunto de arquivos de produção, os arquivos Gerber.

Você pode usar outros processadores CAM, mas o do Eagle 9.2.2 está bom.

Como um bônus no Eagle 9.2.2, se você clicar na caixa "selecionar arquivo zip", os arquivos compactados serão compactados automaticamente - e é o arquivo zip que você enviará aos fabricantes de pcb.

Etapa 6: dois elementos para 2 metros

Nessas últimas imagens usei um visualizador Gerber online para mostrar meus designs. Claro que você pode verificá-los no Eagle a partir de seu arquivo original.

Esta placa tem dois elementos de antena separados, cada um ligeiramente acima de 1/16 de onda. Meu plano é conectá-los em série e experimentar um indutor, seja entre as duas placas (um carregamento central) ou no ponto de alimentação (carregamento básico).

Dois conjuntos desses podem formar um dipolo. Ou um chicote de um quarto de onda.

Está tudo na experimentação.

Etapa 7: um elemento para dois metros (vezes dois?)

Novamente usando um visualizador Gerber online, aqui está uma tira de cobre de um quarto de onda aproximada para a banda amadora de 2 metros, contida em um pcb de 10 cm * 5 cm.

Dois deles podem ser um dipolo.

Etapa 8: para a banda DMR de 430 MHz

Este é um dipolo simples projetado para 430 MHz em uma placa.

Estas são as frequências DMR no Reino Unido.

Este tamanho é mais fácil de caber no tamanho padrão da prancha para amadores de 10 cm * 5 cm.

Etapa 9: Conclusão

Espero que você concorde que essas placas são uma solução elegante e reproduzível para a impressão de antenas microfita para a banda de 2 metros (146 Mhz) e banda de 70 centímetros (430 Mhz).

Estes são os únicos projetos que vi para antenas pcb nessas frequências.

Vejo que essas placas podem ser adequadas para aplicações como pequenos satélites (cubosats ou menores) e estarei procurando oportunidades lá.

Pode haver mais oportunidades para antenas de baixo perfil.

Agora que você conhece essas etapas, tenho certeza de que pode melhorar meus projetos, mas espero ter dado uma ideia do potencial.

73 de Andy G0SFJ