2.425GHz ISM Helical Anten

2.425GHz ISM Bandında Kullanılabilecek Basit bir Helical Anten Nasıl Yapılır? Cevabı bu yazıda. Giriş
Bilişim ve network konularına ilgi duyan bazı amatör arkadaşlarımızın yakından takip ettiği gibi dünyanın bir çok yerinde ayrı ayrı faaliyet gösteren gruplar, örneğin Avustralya Canberra kentindeki Linux Kullanıcıları Grubu, telsiz büyük alan kaplama projeleri geliştirerek data haberleşmesi yapmayı tercih etmektedirler. Bu amatörce denemeler Lucent firmasınca üretilmiş olan eski kartlarla ve daha sonra da IEEE 802.11 standardında üretilen kartlarla büyük çapta yapılmaktadır. Bu kartlar ile birlikte satılan antenlerin uzun mesafelerde yeterli performansı göstermemeleri ve birkaçyüz metreden öteye yeterli süratle data aktaramamaları üzerine bu amatörce arayışlar başlamıştır. Bunun da ötesinde profesyonelce üretilen antenlerin pahalılığı çok iri ve estetik görünüşten uzak olmaları amatörce uğraşanları bu çeşit çözümler aramaya itmiştir. Kullanılacak antenin komşuları ve estetik nedeniyle de XYL�leri rahatsız etmemesi ayrı bir tercih sebebidir. 
Telsiz büyük alan kaplama ağları dışında bu antenin 2.425 GHz bandında diğer uygulamalarda da kullanılabileceği de düşünülebilir. Örneğin bazı ülkelerdeki kurallara göre müsaade edilen kısa mesafe video göndericileri, geniş band gereksinimi olan tıbbi cihazların uygulamaları bunlar arasında sayılabilir. Bu anten ile bunlara benzer uygulama denemeleri yapacak olan amatörlerin sonuçları hakkında bilgi sahibi olmak isteriz.

Bu yazının amacı noktadan noktaya data bağlantısı yapmak isteyen amatörlerin kendi antenlerini en ekonomik şekilde yapmalarına olanak sağlamaktır. Burada temel alınan kriterler fiyatta uygunluk, yapım kolaylığı ve dayanıklılıktır. Başarı ile tamamlandığı takdirde rüzgara karşı dayanabilen, konan kuşların ağırlığından etkilenmeyen ancak kuşların etkisiyle değişebilen SWR nedeniyle zaman zaman etkilenen bir antene sahip olacaksınız.

Antenin yapımında, ARRL Anten Elkitabında verilen Helikal antenlerle ilgili temel kavramlardan yararlanılmıştır.

Anten Avustralya�nın Canberra şehrinde bulunan Jason Hecker isimli bir amatör tarafından imal edilmiş, denenmiş ve web sayfasında yayınlanmıştır. Antrak Gazetesinin bu sayısında da kendisinin izni ile Türkçe�ye çevrilerek yayınlanmaktadır. Orijinal makaleye aşağıdaki adresten ulaşabilirsiniz. 
http://home.iprimus.com.au/jhecker/
Anteni yapacak olan arkadaşlarımızın denemelerini ülkemizde müsaade edilen güçlerde ve emisyonlarda yapmalarını önemle öneririm.

Parçalar 
Bir anten için gereken malzemeler:

• 1 adet 0.55 metre boyunda 40mm iç çapında PVC boru (40mm iç çap, ve 42-43mm dış çapta)
• 1 adet 40mm PVC boru uç kapağı
• 1 adet 150mm PVC boru uç kapağı veya yeterli boyut ve kalınlıkta plastik veya ahşap levha
• 2 adet 25mm veya 35mm U-kelepçe
• U � kelepçeler için 8 adet galvanizli somun
• 8 adet galvanizli pul
• 1 adet 5/16" kısa boylu yuvarlak başlı bulon ve buna uygun pul ve somun
• 1 adet 0.4 – 0.7mm kalınlıkta prinç tabaka. Bu tabakanın büyüklüğü 130 mm çapında bir daire kesebilecek kadar olmalıdır. Süpermarketlerde satılan alumiyum pasta kalıplarının tabanından elde edilebilecek Aluminyum levha da kullanabilirsiniz ancak aluminyum folyo değil. Aluminyum folyo bu iş için çok ince olduğundan dayanıklı olmayacaktır.
• 1 mm kalınlıkta birkaç metre emaye boyalı bakır tel. Biraz daha kalın olabilir ancak daha ince olmamalıdır.
• 1 adet şase tipi N-konnektor (kare tabanlı ve 4 delikli olan tipten)
• 3 adet N tipi konnektördeki deliklere uyan saç vidası
• Aşağıdaki PDF uzantılı dosyaların kağıda basılmış yazıcı çıktıları
• Yavaş kuruyan kaliteli ve güçlü bir tutkal
• Loctite 424 veya benzeri bir yapıştırıcı (superglue veya plastik tabanca tutkalı olabilir)
• Sızdırmazlık için silikon
• Boyacıların kullandığı maskeleme bandı ( şeffaf plastik bant da olabilir )
• Gereken aletler:
• Testere
• Büyük düz eğe
• Büyük ve güçlü tel kesici pense
• 5/16" somunlar için açık ağız anahtar
• N tipi konnektör vidaları için tornavida
• Matkap
• Küçükten büyüğe muhtelif matkap uçları
• Havya
• Makas
• Maket bıçağı

Boru uç kapaklarının arkası tamamen düz olmalıdır. Ortasında döküm çıkıntıları olanların kullanılmaması veya kullanmadan önce düzeltilmeleri gerekir. Bu çıkıntı vida ve somunların uygun şekilde yerleştirilmesini önleyecektir. Metal tabakalar Ankara�da posta caddesinde, İstanbul�da da perşembe pazarında bulunabilir. Anadolu�da bir çok hırdavatçıda bu çeşit malzeme bulunabilmektedir.

İmalat 
1 ) circle.pdf dosyası ile sagspiral.pdf veya solspiral.pdf dosyalarından birini yazıcınızdan bastırın. sagspiral dosyasında sağa doğru sarılan spiral ve solspiral dosyasında ise sola doğru sarılan spiral şablonu bulunmaktadır. Yuvarlak şablon ise �ground plane� yani antenin toprağı (şasisi) olarak kullanılacak olan levhayı kesebilmek için gerekmektedir. Eğer prinç plaka üzerine 13 cm çapında bir daire çizecek pergeliniz varsa bu dosyaya ihtiyacınız olmayabilir.

2 ) 40mm PVC borudan 550mm (55cm) uzunlukta bir parça kesiniz.

3 ) Sağ spiral veya solspiral şablonlarından hangisini yazıcıdan bastırdı iseniz bu şablonu PVC boru etrafına sarıp karşılıklı gelen kenarları bantlayınız. Burada sağ veya sol şablonlardan hangisini kullanacağınız farketmez ancak karşı taraftaki istasyon da aynı yönde sarılmış antene sahip olmalıdır. Aksi halde hiç bir şekilde bağlantı kurmanız mümkün olmayabilir. Spiral çizgilerinin bantlanan yerde uç uca geldiklerinden ve düzgün olarak devam ettiklerinden emin olun. Arada 1-2 mm kadar ufak bir boşluk kalırsa önemsemeyin. Tekrar hatırlatmak isterim ki her iki taraftaki istasyonda farklı iki yönde sarılmış anten kullanırsanız haberleşme imkanınız kesinlikle olmayacaktır.

4 ) Şablonun başlangıç ucu PVC borunun uç kapağa bağlandığı taraftır. Burada dikkat edilecek nokta şablonun başlangıç kısmını kapağın kalınlığı kadar dışarı kaydırarak başlatma gereğidir. Aşağıdaki diyagrama bakarsanız, örneğin kapak kalınlığı 4 mm ise şablon başlangıç noktası borunun 4 mm dışından olmuştur.

5 ) Pergel ucu, biz ucu veya maket bıçağı ucu gibi sivri keskin bir uçla şablon kağıdının üzerideki tel sarım çizgisini takip ederek ve her bir 2 ila 3 cm de bir kağıdı delip plastik boru üzerinde iz bırakmasını sağlayınız. PVC borudaki bu izler şablon kağıdını çıkardıktan sonra teli boru üzerine düzgün olarak sarabilmenizi sağlayacaktır. Kağıdın sonuna geldiğinizde şablonu kaydırarak borunun kalan kısmını da işaretle
yin. Spiralin bitiş noktasın da belirgin bir şekilde işaretleyin. Borunun ucunda birkaç mm lik bir bir boşluk kalacaktır ki bu da önemli değildir.

6 ) 1 mm kalınlığında emaye kaplı bakır teli alınız ve Loctite 424 veya japon yapıştırıcı ile telin başlangıcını spiralin başlangıç noktasına sabitleyin. Teli yavaşça plastik boru üzerindeki izleri takip ederek düzgünce sarmaya başlayın ve 1/2 tur veya 1/3 turda bir japon yapıştırıcı ile sabitleştirerek spirali tamamlayın.

7 ) circle.pdf şablonunu kullanarak prinç levhadan veya alüminyum levhadan 130 mm çapında bir daire kesin.

8 ) 150mm lik uç kapağın ve metal levhanın tam merkezinden merkez bulonunun geçeceği büyüklükte bir delik ile N tipi konnektörün bağlantı deliklerini delin. Şablonun üzerinde bu deliklerin yerleri aşağıdaki şekilde görüldüğü üzere işaretlenmiştir. N tipi konnektörün canlı ucunun 40 mm lik boru kenarına tam yanaştığına ve köşelerden birinin buraya yanaşabilmek için kesildiğine dikkatinizi çekerim.

9 ) 40 mm borunun uç kapağını alınız, N tipi konnektörün ve montaj vidalarının yerleşmesine mani olmayacak kadar bir kısmını keserek ayırınız. Aşağıdaki şekil size bu işlem için bir fikir verecektir.

10 ) 40 mm borunun uç kapağına da 5/16 bulonun gireceği kadar bir delik açınız. Tamamlanmış uç kapak aşağıdaki gibi görünecektir.

11 ) Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi her şeyi birbirine bağlayınız. Burada şasi ve N tipi konnektör görülmemektedir.

12 ) Kullanacağınız taşıyıcı anten direğinin çapına göre 25 mm veya 35 mm olarak satın alacağınız U tipi kelepçelerin deliklerini de konnektörün direğe değmemesini sağlayacak şekilde dikkatlice deliniz. Aşağıda bu deliklerin nasıl yerleştirildiğini görüyorsunuz

13 ) N tipi konnektörü sabitleyiniz.

14 ) Empedansı yaklaşık 150 ohm olan anteni 50 ohm luk kablo ile �match� edebilmek için 15-20 mm genişlikte bir bakır şeride ihtiyacınız olacaktır. Bir tarafı yapışkanlı bakır levha veya iki yüzü yapışkan bant kullanılarak bantlanan bakır levha veya bir yüzü tutkallanarak yerine yerleştirilecek bakır levha kullanarak bu parçayı yapabilirsiniz. Kullanılacak bakır şeridin bir kenarı aynen çizilen spirali takip edecek şekilde uç kapağın kenarından çıkıp bakır tele ulaşacak kadar olacak ve orada tele lehimlenecek kadar bir çakışma olacaktır. Daha sonra dikdörtgen şeridin spiral izi dışında kalan kısmı konnektör hizasında 17 mm olacak şekilde işaretlenip üçgen şeklinde kesilecektir. Böylece kesilen üçgen parçanın boyutları bir kenar 71 mm diğer kenar 17 mm ve hipotenüs ise 73 mm kadar olacaktır. Burada lehim yapma imkanı olmadığından dolayı alüminyum kullanmayınız. Prinç levha kullanabilirsiniz. Aşağıdaki çizime bakarak bu parçanın şekli ve yeri ile ilgili bir fikir sahibi olabilirsiniz.

15 ) Boruyu uç kapağın içine yerleştirin ve spiralin kapaktaki ulaştığı noktayı markalayın. Teli bu noktada birkaç mm lehim payı da bırakacak şekilde kesin. Bir zımpara ile bakır telin lehimlenecek yerindeki emaye boyayı kazıyın. Ve kolay lehim tutacak hale getirin.

16 ) Bakır üçgen levhanın sivri ucunu tele sağlıklı bir şekilde lehimleyin. Aşağıdaki dik kenarlı tarafın alt ucunu da N tipi konnektörün canlı ucu ile karşılıklı gelip lehimlenecek şekilde hazırlayın. Burada yapılan üçgen parça bir empedans trafosu görevi görecektir. Bu sistem daha sonra ölçüldüğünde başarılı bir şekilde çalıştığı tespit edilmiştir.

17 ) PVC boru uç kapak içerisine iyice yerleştirildikten sonra üçgen bakır şeridi N konnektörün canlı ucuna lehimlenecek şekilde ayarlayınız.

18 ) İki parçayı birbirine yapıştırmadan önce tutkallanacak yerlerin zımpara ile parlaklıklarının giderilmesi ve temiz bir bez ile de zımpara tozlarından temizlenmesi gerekir.

19 ) Yavaş donan güçlü bir tutkalla ( bu iş için ülkemizde Tangit isimli bir pvc yapıştırıcısı da kullanılıyor) veya iki bileşenli bir yapıştırıcı ile buru dışına ve kapak içine sürerek birbirine yapıştırın. Dışarı taşan tutkalın görünürdeki tüm aralık ve boşlukları örtmesine özen gösteriniz. Daha sonra lehimleme işini tamamlayın.

20 ) Tutkalın bir gün süre ile kurumasını bekleyin. Kelepçeleri takın ve anteniniz hazırdır. Tamamlanmış anteni aşağıda görebilirsiniz.

Arkadaki büyük uç parçanın görevi gerektiğinde 150 mm lik bir PVC boru ile tüm antenin üzerini kaplanabilmesini sağlamaktır. Bu kılıf takılırsa ön taraftaki uca da büyük kapak takılarak anten tamamen dış etkilerden korunacak hale getirilebilir. Böylece sudan ve kuşlardan korunan anten daha uzun süre kullanılabilir. Eğer anten tamamen açık bir alanda bırakılacak ise kablo ile konnektörün bağlandığı yer de su geçirmeyecek şekilde bir malzeme ile kaplanmalıdır.

Burada tamamlanmış olan anten görünmektedir!

Ve bu da arkadan görünüş.

Birkaç önemli not:
-Kullanılan PVC boru su emmeyen ve mikrodalga etkisinde RF absorbe etmeyen tipte olmalıdır. Bunu test etmek için PVC boru parçasını Mikrodalga fırın içerisine yerleştirip 2 dakika süre ile fırını çalıştırın. PVC bu işlem sonunda ısınmamalıdır. Isınan bir malzeme antende kullanıldığında RF enerjisinin bir bölümünü emecek demektir. Aynı şekilde kullandığınız tutkal (donmuş halde) ve kullanacak iseniz dış kılıfın da bir bardak su ile birlikte fırında test edilmesini önermekteyim. Bunların da deneme sonunda ısınması kullanılmaması gerektiğini gösterir.

– Yapılan anten 3-4 Km mesafede gayet iyi netice vermektedir. Uygun hava koşullarında 10 km ye kadar netice alınması beklenebilir. Denemelerde her iki anten de birbirini görmeli arada çatı ağaç gibi engeller bulunmamalıdır.

– Temel olarak yukarıda tarif edilen imalat ve montaj şekillerini kullanarak başka malzeme ve teknikle de benzeri antenler üretebilirsiniz. Hayalin ve denemelerin bir amatör için sonu olmamalıdır. Özgün uygulamalar yapıp iyi sonuçlar alırsanız lütfen bildiriniz.

Anten ile ilgili Teori ve Hesap Esasları
Girişte sözü edildiği gibi bu anten yapımında ARRL el kitabının ilgili bölümündeki açıklamalardan faydalanılmıştır. Bu konuda kullanılabilecek formüller ARRL el kitabında ve orijinal makalede bulunmaktadır. Bu konuda talep geldiği takdirde ilgilenen amatörlerin doğrudan mail ile bana sormasını öneririm. Böylece başka frekanslarda da benzer antenlerin yapımı için uğraşabilirsiniz.

Anten kazancı, SWR, Yayılma paterni gibi bilgiler yukarıda verilen adresteki ingilizce metinden incelenebilir.

Bir dahaki ay başka bir anten detayında buluşmak üzere hoşcakalın.