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sábado, 15 de agosto de 2009

DIPOLO EFICIENTE PARA ESPACIOS REDUCIDOS


Esta información está basada en las experiencias efectuadas por: Ing. Wolfgang Baron - HR1BY / YS1BY y pruebas llevadas a cabo por otros colegas y el suscrito-

Muchas veces nos quejamos por la falta de espacio, que tenemos en nuestros domicilios para instalar una antena para bandas bajas, de relativa longitud.
Para remediar este problema, tenemos que recurrir al uso de elementos, que nos permitan acortar fisicamente el largo p.ej. de un dipolo para las bandas bajas,que
ocupan un espacio relativamente grande para poderlos acomodar,aunque fuera en
forma de una V invertida.-
Lo mas comun es el uso de bobinas, las que, si bien nos permiten disminuir el largo fisico de la antena, tambien nos inducen una perdida en cuanto a la radiacion y transferencia de la RF de la antena al espacio, por la reduccion de la superficie efectiva
disponible.Otra manera es la adicion de asi llamados sombreros capacitivos en los extremos de los brazos, pero no convenientes ni practicos, en el caso de una V-invertida, donde estos quedarian demasiado cerca de la superficie del suelo o un techo, situado debajo de la antena.







Tambien se puede lograr una reduccion del largo fisico de un dipolo, zigzagueando la extension de los brazos, tanto vertical- como horizontalmente, a partir de un 50% de su extension en linea recta, hacia los extremos, ya que se ha constatado, que la mayor radiacion se produce en la primera mitad de cada brazo, del centro hacia fuera.
Otra manera, es la asi llamada "Carga Lineal", la que consiste en plegar parte de los brazos del dipolo sobre si mismo,no quitandole nada en longitud electrica, pero si en largo fisico.
Esto se logra de varias maneras y consiste simplemente en mantener las partes plegadas a una distancia fija de la porcion extendida, conservando al menos un 50% de la extension original de los brazos en la forma acostumbrada.
Sabemos, que el calculo del largo de una antena resonante se basa en la velocidad, o sea el factor K, del conductor que usamos como material de sus brazos.
En los libros respectivos nos enseñan, que la RF sobre un conductor, como p.ej. un alambre o cable común corre a aproximadamente un 95% de la velocidad, que tuviera en el espacio, por lo tanto, utilizamos para el calculo del largo resonante de una antena dipolo de media onda, la consabida formula: (150 x 0.95) : f (MHz) = largo (m), o sea 142.5 : f(MHz) = m-.
Que pasaria, si utilizàramos un conductor con mayor resistencia, o sea, un factor de velocidad mas bajo que el cable o alambre comunmente usado?
Por lógica,la extensión en medida,o sea el largo de extremo a extremo de los brazos de nuestra antena seria menor que en nuestro dipolo comun y corriente!
Teniendo en cuenta este factor tan importante, solo tenemos que buscar un conductor, que ofrece una mayor resistencia al flujo de la RF, uno con un factor K lo mas bajo posible.Donde lo encontramos? Pues entre los Cables Coaxiales que normalmente utilizamos para alimentar nuestras antenas y donde precisamente nos preocupa este detalle, ya que alli, para el uso como alimentador, el factor K tan bajo nos induce perdidas-SI investigamos, nos daremos cuenta, que la mayoria de los cables coaxiales, que usamos para alimentar nuestras antenas, tienen un factor K entre 0.60 y 0.70, lo que nos indica, que la velocidad de la RF sobre estos conductores es solamente un 60 al 70% de la velocidad que tuviera en el espacio.Por
lógica,si construimos una antena dipolo, en lugar de alambre o cable, de Cable Coaxial, automaticamente, utilizando un valor K promedio de 0.65, esta va a tener una reduccion en su medida de un 30% sobre la antena normal! O sea, la antena dipolo hecha de cable coaxial tendra una extension de solo un 70% de una antena dipolo corriente, hecha de cable común-
La formula que utilizariamos seria: (150 x 0.65) : f (MHz) = l (m) Una antena dipolo para la banda de 40m (7.1MHz) en lugar de 20.07m solo tendria 13.73m de extremo a extremo de sus brazos, una para 3.750 KHz en la banda de 80m, solamente 26m
en lugar de 38m! .-


Parecera raro, pero para este uso el cable coaxial puede ser el de menor calidad (el que usan para TV), ya que este tendra un factor K mas bajo y por tanto acortará aún mas las medidas .Cable coaxial del tipo RG-58U o RG-59U perfectamente nos aguantara potencias en transmision hasta de 300 W, RG-8U o parecido, aguantara toda la potencia legal.Para el cable que usamos para la alimentacion, logicamente siguen valiendo las normas comunes, buscando el de mejor calidad con un factor K lo mas alto posible!
Importante: A diferencia de la conocida antena "Bazooka", tambien hecha de cable coaxial, las conexiones del cable de alimentacion en el centro son diferentes. La alimentacion se conecta en los conductores centrales del cable coaxial de los brazos, las mallas de los dos brazos en el centro se encuentran separadas y abiertas (no conectadas a ninguna parte, ni entre si).Ver Imagen siguiente:

En los extremos exteriores de ambos brazos se conectan el conductor central y la malla entre si, puenteado, bien soldado.
Función electrica: La RF recorre desde el punto de conexion central de alimentacion por el conductor interior del brazo desde el centro hasta el extremo del brazo, y como alli están unidos el conductor central con la malla, desde alli sobre la malla de nuevo
hacia el centro, donde termina en el final abierto y aislado de la malla. Y asi, logicamente, en ambos brazos. La impedancia en el punto de alimentacion se encuentra muy cerca de los 50 Ohm.
Para ajustar el conjunto a la frecuencia exacta de resonancia y un valor de ROE bajo, una forma muy practica es cortocircuitar mediante la introducción de una aguja en forma transversal, comenzando desde los extremos hacia el centro, los dos conductores del coaxial, por partes iguales, malla y conductor central, a distancias de 2 o 3 cmts. en cada paso, para lograr la resonancia correcta. En mi caso, simplemente he dejado las agujas puestas en el lugar encontrado, no he cortado el resto del coaxial
sobrante, hay que ver si esto cambiaria la resonancia.Vale la pena experimentar esta diferente forma de construir nuestro proximo dipolo, ya que ademas de ofrecernos medidas menores, mas manejables dentro de nuestros predios restringidos, tambien nos regala un ancho de banda mayor con bajas ROE, por el simple hecho de tener la malla de un coaxial mucho mayor diametro, y por lo tanto mucho mayor superficie que un cable o alambre normalmente usado para nuestras antenas.
Hago notar que he probado personalmente esta antena monobanda en 40-80 y 20
metros con resultados similares a un dipolo común con la ventaja de ser mucho mas
pequeña-Es muy fácil de ajustar con el método de las agujas mencionado antes y
capta menos ruidos que un dipolo de alambre o una vertical-Un amigo y colega local
CX1SSB-Nelson la utiliza hace algún tiempo en 80 Metros y me manifestó estar muy
conforme con los resultados-Otra ventaja que para algunos puede ser importante,es
que es muy fácil de hacerla pasar desapercibida de miradas casuales o de algún vecino
de mal humor ya que se la puede instalar de forma que parezca la entrada de TV cable
tan comunes en la mayoría de las viviendas,-con un poco de ingenio se puede incluso
aprovechar como mastil de sujeción- de un extremo- la propia columna que sostiene
el cableado del servicio de TV-Finalmente,quienes gustan de fabricarse sus antenas direccionales en forma manual en sus qth,sería interesante la experimentación con estos materiales,que proporcionarían menores tamaños con pesos muy ligeros-Espero que la información les guste y que motive a alguien mas a seguir experimentádola-
Nos encontramos pronto-

























13 comentarios:

  1. Este tipo de antena se puede poner como bigotes de gato.
    Gracias

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    1. Hola Agus,gracias por escribir.Sí se puede usar en forma horizontal y/o en forma de V invertida.En configuración de bigote de gato,o sea dos antenas para diferentes bandas con una sola bajada,realmente no la he probado,pero sería una buena experiencia hacerlo.Si encaras el proyecto,te deseo el mayor de los éxitos y ,si es posible,me escribas contándome cómo resultó el experimento.Un abrazo.Gerardo-CX3SS

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  2. HOLA GERARDO. Comentarte que tu págima está en "Mis Favoritos" desde el día que la visité.
    He hecho varias antenas con tu fórmula y todas me han dado el rendiemitno que esperaba. Las Antenas que he hecho han sido para 40-20-15-10 metros.
    Como siempre ando "cacharreando" me hice una windon alimentada como tú mencionas: vivo-vivo; malla-vivo y SORPRESA...iba de muerte.
    La hice para la banda de 40 y las medidas son:
    BRAZO CORTO 4.64
    BRAZO LARGO 9.29
    Estas medidas son las que resultan de aplicar la formula:
    150 x 0,66 = Longitud total
    L. Total/3=X (será el brazo corto)
    L. Total-X=Y (será el brazo largo)
    Una vez subida y ajustada las medidas variaron un poco (los claculos los hice para 7.100) y quedaron
    BRAZO CORTO 4.61
    BRAZO LARGO 9.30

    Lógicamente estas medidas van a variar en función de la altura, del terreno, obstaculos cercanos etc.
    Es cuestión de aplixar la fórmula, subir la antena e ir alargando/acortando hasta dar con la resonancia.
    Con las medidas que te doy (las medidas finales) desde 7.065 y hasta 7.150 la ROE es 1:1.1 en la frec. baja y 1:1 en la Frec. alta.
    GRACIAS GUSTAVO POR TU APORTACIÓN A LOS QUE AMAMOS LA RADIOAFICION.
    P.D. Puedes usar mis comentarios y la formula usada para la windon para ponerlos en tu BLOG.
    73´s de EA7IPY ANTONIO LUIS

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  3. Hola Antonio Luis,gracias por escribir.Me alegra mucho que la información te haya servido para que decidieras experimentar el sistema.Muy buena tu idea de efectuarla en la forma conocida como Windon y veo que te dió buenos resultados.Me gustaría efectuar un nuevo artículo en el Blog,con tus comentarios y la fórmula-agradecido por el permiso para hacerlo-por lo que te pediría si tienes por ahí alguna foto del sistema irradiante y/o su construcción para incluirlas en el mismo.Las felicitaciones y un abrazo-Gerardo-CX3SS.

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  4. Hola Gerardo, tengo una antena vertical en L invertida, de 7 metros en vertical y 12 metros en horizontal, para la banda de 80 metros. Si uso cable coaxial también podría acortar la antena?

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    1. Hola,un saludo cordial.En cuanto a tu consulta te comento que teoricamente sí se puede acortar,aunque te aclaro que no lo he probado en esa configuración de cuarto de onda,sólo como dipolo-Pero siempre teoricamente,tendria que andar ya que no varía la medida "electrica" de la antena,sólo que al usar cable coaxil como irradiante en la configuración indicada,resulta que por el factor de velocidad de éste,"fisicamente" la antena es mas corta.Te recomendaría probar,sobre todo si tienes problemas de espacio.Otra cosa que ,también teoricamente,se debe destacar,es que con la fórmula el dipolo tiene en su centro una impedancia cercana a 50 ohmios y en este caso al ser la mitad,esta también bajaría a 25 o 30 ohmios.No se la configuración de tu antena,si la usas con planos de tierra,si es así en ese caso con el ángulo que le des a estos,podras modificar un poco la impedancia a tu conveniencia.Si usas sintonizador no tendras problemas en ajustar la impedancia abajo.Tengo una antena publicada muy parecida,hecha con alambre,no con coaxil,pero es multibanda,si te interesa verla,te paso los links:http://cx3ss.blogspot.com.uy/2011/09/estupenda-antena-para-80-y-40-metros-y.html http://cx3ss.blogspot.com.uy/2015/02/estupenda-antena-para-80-y-40-metros-y.html
      Un abrazo y a tus órdenes
      Gerardo-CX3SS

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    2. Hola Gerardo, si , esa es justamente la antena que tengo instalada, para 40 y 80, solo que la arme con los brazos hacia el mismo lados... o sea paralelos y con separadores. (son dos L invertidas a la par, alimentadas juntas en su inicio con un RG213, y balum arrolando el mismo coaxil antes de la antena, con 6 radiales como plano de tierra,(3 para 40 mts y 3 para 80 mts), y una toma de tierra. Anda bien, pero mucho ruido en 80 y en general me dan reportes de baja señal. Muchas gracias por tus consejos, y muy buena tu página. LU2HEM, Eduardo.

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    3. Hola Gerardo, si, esa es justamente la antena que tengo instalada, para 40 y 80 mts, solo que ambos brazos están para el mismo lado, son dos L invertidas paralelas y separadas por mismos separadores que la escalerita, tiene plano de tierra de 6 radiales, 3 para 40 y 3 para 80 mts, con toma a tierra. Sin sintonizador. e instalada sobre el techo del QTH. Anda bien, pero me dan reportes de baja señal a veces. Voy a probar hacerla con coaxil para que la parte vertical sea proporcionalmente mayor que la horizontal. (es una idea). Gracias por tus consejos y muy buena tu página, LU2HEM. Eduardo.

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    4. Hola nuevamente Eduardo.Cuando yo la experimenté andaba muy bien y sí,es bastante ruidosa en 80 metros,pero es lo esperable en una antena vertical y mas para esa banda.Noté también que se cumple una de las constantes de las antenas verticales,esto es que a determinadas distancias,quedan estaciones en skip o se escuchan con bajas señales.A mí me pasaba que andaba bien localmente,pero a medianas distancias,es decir a 600 800 kmts las señales eran bajas y tenia problemas para escucharlas,sobre todo porque el ruido era mas intenso que esa señales,por lo que no podia contactar con estaciones cx.Pero ya a mas distancia la cosa se ponía muy divertida.con fuertes señales.Con el sur de Argentina y Chile era espectacular las señales que ponían.En 40 metros pasaba lo mismo pero mas atenuado el efecto.Lo mas destacado en esta banda,cuando había condiciones,era el dx.Llegué a comunicar con estaciones Japonesas con relativa facilidad y fuertes señales reportadas.En cuanto a tu idea de confeccionar el irradiante con coaxil para que el tramo vertical sea proporcionalmente mas largo,está muy interesante.Te solicito de ser posible me hagas saber el resultado de tus pruebas.Un abrazo.
      Gerardo.CX3SS

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  5. Hola Gerardo.. he leído detenidamente tu articulo sobre esta antena con cable coaxial y quiero hacerte una consulta: Tengo la posibilidad de instalar este dipolo sobre el techo de un primer piso, a 14 metros sobre el suelo y a 7 metros sobre el techo. Quisiera saber si comparando este dipolo con una antena el L invertida (http://cx3ss.blogspot.com.uy/2015/02/estupenda-antena-para-80-y-40-metros-y.html) cual es mas conveniente en cuanto a rendimiento ? (sin tenes en cuenta el ruido de la vertical o la complejidad de los radiales del plano de tierra). Cual sería mejor?


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  6. Hola Eduardo,saludos cordiales..Tecomento que en cuanto al ruido y no tener la complejidad de instalar planos de tierra,etc,sin dudas yo personalmente colocaría la antena dipolo de coaxial,sobre todo para distancias nacionales y regionales.Si fuera a efectuar dx en 40 eligiría la L invertida,sin ninguna duda,a pesar del ruido,aunque actualmente con la poca propagación que hay,te quita un poco las ganas de hacer algo mas complejo......
    Un abrazo.Gerardo-CX3SS

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    1. Ok, aunque la idea es trabajar la banda de 80 mts... es en esa banda donde me preguntaba por la comparación entre ambas antenas. y también te consulto si esta antena es mejor que un dipolo común acortado con carga lineal..o bobinas... (resignando ancho de banda).. y siempre hablando de rendimiento .. Como siempre muchas gracias por tus respuestas. Un abrazo.

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  7. Ok Eduardo.Te comento qyue en 80metros es donde he efectuado menos pruebas,pero recuerdo que tenía un dipolo común para esa banda,pero como el espacio era poco tenía que plegarle las puntas en varias direcciones,cuando coloqué la de coaxial no noté mucha diferencia con la anterior de alambre,sólo que tenía un muy buen ancho de banda y menos ruido.En cuanto a los dipolos con carga lineal andan bien y los prefiero siempre a los que usan bobinas (menos rendimiento y escaso ancho de banda).También se debe tener en cuenta que tipo de qsos quieres buscar,para efectuarlos a nivel nacional o rfegional,sin dudas usaría el dipolo de coaxial(sobre todo si tengo mucho ruido)o el acortado con carga lineal.Si piensas en el dx,le daría una oportunidad a la L invertida,con un mínimo de parte vertical de 7,50 metros y si podés 10 metros mejor.Si se dan las condiciones a nivel regional y mas allá es un cañón,a pesar del ruido.Un abrazo.Gerardo.CX3SS

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