La primera opción de antena de Muchos jams es un dipolo de media onda. Pero no se deje engañar, solo porque sean fáciles de hacer no significa que no funcionen bien. De hecho, un dipolo de media onda a menudo superará a muchas antenas multibanda comerciales comprometidas.
Los dipolos de media onda son fáciles de instalar y erigir y no son tan propensos como los cables de alimentación final a dar lugar a problemas de EMC/interferencia.
Como su nombre indica, un dipolo tiene dos ‘polos’ o secciones al elemento radiante. En su forma más común, es una longitud de onda media a la frecuencia de operación.
Fig 1 – Distribución de corriente y voltaje en un dipolo de media onda
Esta es su resonancia fundamental, y al observar las formas de onda de tensión y corriente (Fig 1) se puede ver que la tensión está al mínimo en el centro con la corriente al máximo.
Al alimentar la antena en este punto, proporciona una alimentación de baja impedancia y una buena combinación con su cable coaxial. Normalmente se utiliza coaxial de 50 ohmios, como RG213 o RG58, ya que proporciona una coincidencia razonable.
El dipolo cuando está montado horizontalmente irradia la mayor parte de su potencia en ángulo recto con el eje del cable.
De esta manera, puede ser posible inclinar la antena para ‘disparar’ en la dirección donde se desean la mayoría de los contactos, aunque es más probable que las dimensiones de su jardín determinen lo que es posible.
También es posible operar la antena a una frecuencia en la que su longitud sea de tres medias longitudes de onda, o cualquier múltiplo impar de medias longitudes de onda de largo.
Esto permite utilizar un dipolo en más de una banda de frecuencias. Por ejemplo, un corte de dipolo de media onda para operar a 40 metros (7 Mhz) también funcionará como un dipolo de tres medias longitudes de onda a 15 metros (21 Mhz), aunque el SWR será ligeramente más alto.
Los dipolos de media onda utilizados en cualquier cosa que no sea su frecuencia fundamental de operación, o cualquier múltiplo impar de esto, funcionarán, pero necesitará usar un ATU. Es poco probable que un dipolo utilizado como este sea muy eficiente y se debe evitar este tipo de operación.
Construcción de dipolo
Un dipolo es bastante fácil de construir. Se podría pensar que la longitud de un dipolo de media onda es la misma que una media longitud de onda de la señal en el espacio libre, pero este no es el caso. Una serie de efectos, incluido el factor de velocidad del cable, la longitud / diámetro del cable utilizado para el elemento radiante y los efectos finales capacitivos, significan que la longitud real requerida es un poco más corta.
Sin el efecto final, la longitud de un dipolo podría calcularse a partir de la fórmula longitud (metros) igual a 150 / f, donde f es la frecuencia en MHz. Con los efectos de escorzo, la longitud se puede aproximar a partir de la fórmula: Longitud (metros) = 143 / f (MHz)
Las longitudes calculadas a partir de esto solo deben considerarse como un valor aproximado: es mejor cortar el cable un poco más largo y luego girar el extremo del cable sobre sí mismo para obtener la mejor coincidencia.
Para una estación de transmisión, una de las formas más fáciles es monitorear la potencia reflejada en un medidor de relación de onda estacionaria de voltaje o VSWR.
Si se intenta operar en diferentes puntos de la banda (teniendo cuidado de no causar interferencia), se notará que el VSWR es más alto en algunos puntos que en otros.
Figura 2: Gráfico típico de VSWR para un dipolo de media onda
Se puede hacer un gráfico y debería parecerse a la Figura 2. La longitud de la antena debe ajustarse para obtener el nivel general más bajo en las áreas de interés de la banda. Por ejemplo, si se prevé la operación en la sección SSB en el centro de la banda, el mínimo se puede ajustar para que se produzca en esta sección, manteniendo al mismo tiempo un nivel aceptable en otras secciones de la banda. Si el punto VSWR mínimo se produce con una frecuencia demasiado baja, la longitud de la antena se puede acortar.
Si se produce en una frecuencia demasiado alta, significa que la antena es demasiado corta y necesita alargarse de alguna manera. Poner el alambre no es tan fácil como tomar algo de alambre de descuento!
Analizadores de antena también se pueden utilizar y estos pueden dar una mejor indicación del funcionamiento de una antena.
Consejos de construcción
Es fácil construir un dipolo. Básicamente, es simplemente una longitud de media onda de alambre cortada en el medio.
Figura 3: Una instalación típica de antena dipolo
Normalmente se puede configurar algo como la Figura 3. Si bien este puede ser el tipo de instalación «estándar», rara vez es posible hacer una instalación exactamente como esta, y es aceptable que se ajuste a los requisitos de la ubicación.
Puede ser necesario doblar un poco el alambre o hacerlo inclinado, por ejemplo. Estos afectarán el patrón direccional hasta cierto punto, pero para la operación práctica es probable que haga poca diferencia.
Los otros puntos a tener en cuenta son las formas de fijar los extremos del cable y también conectar el alimentador al centro de la antena.
Idealmente, se deben usar aisladores en los extremos porque estos puntos están en un punto de alto voltaje. Los aisladores de huevo pequeños (Fig. 4a) son ideales y se pueden comprar a bajo precio a especialistas en antenas.
Los aisladores de huevo tienen la ventaja de que, si se fracturan por cualquier motivo, se caerán, pero el cable y la cuerda de seguridad seguirán formando bucles uno alrededor del otro, lo que significa que la antena no se colapsará.
Fig 4: Antena de aisladores: a) aislador de huevos, b) aislador de «hueso de perro» o acanalado utilizado aquí como pieza central dipolar
El alimentador puede fijarse al centro de la antena de varias maneras. Se pueden comprar piezas centrales especiales de dipolo. Otra alternativa es usar un aislante acanalado o de «hueso de perro».
También es necesario recordar sellar el extremo del coaxial para evitar la entrada de humedad. Si la humedad entra, las pérdidas aumentan considerablemente, haciendo que el coaxial sea inútil.
También vale la pena tratar de asegurarse de que el extremo del coaxial apunte hacia abajo para evitar la entrada de humedad, incluso si está sellado.
El alimentador puede ser bastante pesado y, como resultado, a veces es conveniente anclar el cable coaxial a un punto adecuado para evitar que cuelgue demasiado peso en el centro de la antena. Esto también destaca el punto de que, si es posible, se debe usar alambre de cobre estirado duro. El cobre tiene una resistencia baja y su uso resultará en pérdidas resistivas más bajas, pero el alambre de cobre ordinario se estirará y, con el tiempo, puede terminar varios puntos porcentuales más.
Un dipolo es lo que se denomina una antena equilibrada. En un mundo ideal, se debe usar un balun con alimentador coaxial (que está desequilibrado) para hacer la transición entre sistemas equilibrados y desequilibrados.
El uso de un balun evitará que el coaxial irradie energía o capte ruido. En muchas situaciones prácticas, es posible operar el dipolo satisfactoriamente sin uno, pero puede haber un ligero aumento del riesgo de interferencia si no se usa uno. Baluns simples se pueden comprar a proveedores de antenas o fabricarlos.
Dipolos en V invertidos
La radiación máxima de un dipolo tiene lugar en el centro. En consecuencia, esta es el área más importante de la antena para mantenerse lo más alta posible.
Figura 5: Un dipolo de V invertido
Junto con el hecho de que en muchas situaciones solo es posible tener un mástil alto o un punto alto en la antena, esto a menudo hace que un dipolo de V invertido (Figura 5) sea una opción ideal.
La antena es básicamente un dipolo ordinario, pero en lugar de mantenerla horizontal, se usa un solo mástil o punto de anclaje en el centro y las dos mitades del dipolo están en ángulo hacia abajo del mástil central.
Aunque altera el patrón de radiación, haciéndolo casi omnidireccional, su funcionamiento básico sigue siendo el mismo. En vista de su conveniencia y ventajas operativas, este tipo de antena es ampliamente utilizado y es el favorito de muchos operadores.
El punto principal a tener en cuenta al erigir un dipolo es que los extremos inferiores de la antena deben mantenerse fuera del alcance de las personas.
Los extremos de la antena tendrán un alto voltaje cuando se utilicen para transmitir y la instalación debe ser tal que no sea posible tocarlos. Además, si los extremos bajan demasiado, podría sufrir pérdidas de tierra, manténgalas al menos tres metros de altura si es posible.
Las cuerdas de seguridad también deben instalarse para que las personas no puedan tropezar o tropezar con ellas. Un árbol o arbusto convenientemente ubicado puede ayudar a superar este problema.
Otras páginas en esta sección de Antenas:
- Seguridad de la Antena
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