Transmatchs

.... Acopladores de Antenas y Roímetros

 

Por Daniel Prieto LU9DPD

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        Aunque construí varios acopladores de antenas y transmatchs, con y sin roímetros o instrumentos para medir potencia incidente y reflejada, nunca me detuve a registrar el armado de los mismos, ya que por lo general estos elementos se realizan con componentes de desguace o recupero de otros equipos en desuso y hay que experimentar con valores y distintas configuraciones antes de montar definitivamente el conjunto en un gabinete definitivo. Otras veces, quedaron tan feos que no me animaría a mostrarlos... ;-) . Otras veces, me ha ocurrido que el rendimiento o características finales no me satisfacía, por lo que procedí a desarmarlos, sin quedar registro de lo ocurrido, cosa bastante común entre los radioaficionados experimentadores.

       Con los apuntes que siguen a continuación, trataré de dejar algún registro de las experiencias realizadas con estos accesorios para la estación de radio, ya que varios amigos me han insistido en que les haga llegar circuitos y esquemas para construirlos.


Transmatchs o acopladores

         De los esquemas clásicos de acopladores, en un par de ocasiones probé el esquema "Phi", y los resultados no me convencieron; por lo que en las últimas oportunidades opté por utilizar la configuración "T".

          Para quienes no tengan presente las configuraciones a las cuales me refiero, las mismas se muestran en el dibujo.   Los esquemas mostrados, son los más comunes y sencillos, aunque sin dejar de ser efectivos. 

          Una de las preguntas más comunes son los valores o dimensiones de las bobinas y capacitores variables para realizar un transmatch. En mi caso personal, siempre utilicé componentes de rezago o realizados artesanalmente, adaptando en cada caso particular los elementos disponibles. Así por ejemplo, un capacitor de tres secciones en tándem, lo he empleado utilizando solo dos de las secciones, o en otra oportunidad suplí la falta de capacidad con el agregado de un capacitor fijo y una llave. Con esto no quiero decir que cualquier componente sirva, sino que no es tan crítico el valor de los mismos, como otras propiedades, como su aislación .

             Como referencia para estos proyectos, los capacitores variables de alrededor de 410pf, comunes en receptores de válvulas, son en la mayor parte de los casos, perfectamente utilizables para potencias bajas o medias. En los casos de mayor potencia ( o también mayor desadaptación) se debe recurrir a capacitores de alta aislación, específicos de transmisores, hacerlos uno mismo, o reformar los que se consigan; ésto último, lo he probado con buenos resultados; las explicaciones están disponibles en la nota:  Modificación de capacitores.  

             Las bobinas, casi siempre deben ser realizadas de forma casera, de diámetros de alrededor de 50 mm. y espiras separadas de 1 a 2 mm. sobre caños de PVC.  Si se consigue o dispone de bobinas en forma de cerámica, acrílico o incluso rotativas, obviamente son aptos para estos proyectos.


Proyecto Transmach  para LU7EO ( c/roímetro tipo acoplador direccional )

          Uno de los proyectos sobre los que me han preguntado varias veces es el realizado para el Avellaneda Radio Club LU7EO, construido en base de una bobina variable, algo que no es conseguible fácilmente, y por eso llama la atención.  El elemento proveniente del desarme de un equipo militar, había sido dejado en su gabinete original, una caja metálica vertical de grandes dimensiones, agregando un par de capacitores que formaban el circuito del acoplador.  Las dimensiones de la caja, sumadas a la falta de instrumento de referencia, hacían poco práctica la utilización del transmatch así armado por lo que me encomendaron la tarea de rearmarlo para solucionar el problema.

           Decidí utilizar un gabinete también proveniente de un equipo comercial en desuso, de dimensiones amplias pero dispuesto horizontalmente, donde la bobina,  el elemento de mayor tamaño, encajaba cómodamente. El montaje en el nuevo gabinete requirió, por el tipo de bobina, fijar las varillas longitudinales del conjunto de rotor, guía y elemento desplazable, para finalmente poder accionar la bobina desde el exterior por medio de la perilla muy bonita, provista de un planetario.

           Los capacitores de dimensiones más similares que conseguí, eran de 2 y 3 secciones, por lo que dejé sin utilizar una de ellas, montando entonces ambos tándems en la parte central del gabinete y prolongando los ejes hacia el exterior con sendas varillas de fibra de vidrio, que proporcionaban, además de la aislación necesaria, una distancia extra para minimizar los efectos de la inducción que podría producir la mano del operador al ajustar el equipo.

Vistas de la disposición de elementos dentro del gabinete


            Uno de los detalles a tener en cuenta al construir acopladores es verificar que los cuerpos de los capacitores variables, que normalmente coinciden con la parte móvil de dichos elementos esté conectada al lugar correcto, y de ser necesario, estar aislada del chassis o masa del conjunto. Otro detalle es ubicar los elementos alineados en altura para que los mandos exteriores queden de igual forma, mejorando el aspecto del frente.

            Las conexiones entre elementos deberán ser lo más cortas posibles, y de utilizarse cables aislados de cualquier forma deberán llevarse alejados del resto de los elementos para evitar inducirlos. En la primera foto del transmatch puede verse que se conectaron los cuerpos de los variables para reducir el cableado.

            Aunque no hay impedimento de colocar los conectores de entrada y  salida en cualquier parte del gabinete, lo usual es colocarlos en la parte posterior, sobre todo si considera ubicar el transmatch en su shack de radio. Para otras aplicaciones, como equipos de campaña o móviles pueden resultar más convenientes otras ubicaciones, pero deberá considerarse particularmente cada caso.

            El circuito utilizado fue el esquema "T", ya mencionado, y la bobina variable puede ser reemplazada por una fija con derivaciones y una llave selectora, lo cual no afecta en mucho el desempeño del acoplador.


Roímetro ( Tipo Acoplador Direccional )

             Tras una breve prueba de funcionamiento, me dediqué a proyectar la incorporación de un instrumento de referencia para el transmatch. Me incliné por el clásico roímetro  del tipo "acoplador direccional" realizado con un trozo de cable coaxial ya que sobraba lugar y podía resolver más fácilmente el problema de llevar hasta el frente los cables, donde colocaría la llave inversora, potenciómetro y el instrumento necesarios.

             El esquema de este tipo de roímetros se muestra a continuación :

         El acoplador direccional se realizó con una sección de cable coaxial de 50 ohms, del tipo RG58, la medida no es crítica, y puede variarse de acuerdo a las dimensiones del gabinete, pero como referencia, se recomienda que tenga unos 40 cm.  Al trozo de coaxial se le retirará la cobertura plástica exterior, prestando cuidado de no dañar la malla. Una vez realizado esto, se debe aflojar la malla del aislante central, para introducir un cable aislado lo más fino posible, entre la malla y el aislante, de un extremo al otro del trozo de coaxial. El cable mencionado puede ser alambre esmaltado, o con aislación plástica, debiendo sobresalir unos 10 cm. a cada extremo del coaxial. 

          Una vez agregado el cable entre la malla y el centro del coaxial, se debe acomodar nuevamente la malla para que todo quede lo más ajustado posible. Para evitar que el conjunto de afloje, le realicé unas vueltas de alambre en cada extremo, estáñándolas a la malla. 

           El paso siguiente, es soldar sobre la malla, justo en el centro de la misma, un punto de conexión a masa, lo más corto posible. Hecho esto, se debe recubrir nuevamente la malla del coaxial, reponiendo la aislación exterior del mismo; recomendándose el uso de spaguetti termocontraíble, aunque cualquier otro, o cinta aisladora también sirven.

            El acoplador debe ubicarse en el gabinete, acomodando el mismo de acuerdo a la posición de los conectores y el resto de los componentes, con la precaución de llevar el punto central lo más cerca posible de la llave inversora, que seguramente estará en el frente del equipo. Si el roímetro se realiza como instrumento independiente, la entrada y salida del mismo estarán en los conectores del gabinete, mientras que si lo incorporamos al conjunto de un acoplador, la entrada del transmisor será el conector del gabinete, pero la salida deberá conectarse a la entrada del circuito del acoplador, siendo la salida de éste último, el conector destinado a la antena.

              Luego resta agregar los pocos componentes del esquema, que conviene montar directamente sobre la llave conmutadora, potenciómetro e instrumento, una vez colocados éstos en el frente del gabinete.

               El funcionamiento de este roímetro es el siguiente : La salida del transmisor siempre atravesará el acoplador direccional, y siendo éste una sección de coaxial de 50 ohms, no modificará en nada ( o casi ) el comportamiento general de la línea de transmisión. La llave selectora de dos puntos invertirá la medición de acoplador direccional, haciendo que en una de ellas se pueda leer en el instrumento la potencia emitida por el transmisor, mientras que en la otra, la potencia reflejada por la antena y su línea de transmisión.

               El potenciómetro deberá ajustarse para que la medición de potencia de Tx no supere el tope del instrumento, y luego, al invertir la llave selectora, pueda leerse la potencia reflejada, que siempre será menor, y deberá bajar a un mínimo en la lectura si se acopla correctamente la antena.

               Si bien se pueden realizar marcas para tener como guía para saber los valores medidos, este tipo de instrumento está destinado a tener una referencia aproximada de magnitudes y no a realizar mediciones precisas de potencia, ya que las posición del potenciómetro variará considerablemente las lecturas. Asimismo, las escalas que figuren en el instrumento seguramente estarán expresadas en valores de uA, o mA, y no en potencia de RF. 


        En el proyecto de la foto, el instrumento utilizado lo extraje de un multímetro en desuso, el cual tenía rotas algunas partes, pero cuyo instrumento se encontraba aún funcionando. Separando el cuadrante de la parte inferior, donde se encontraba la llave conmutadora de escalas, procedí a calar una ventana en el gabinete donde luego fijé el instrumento con pegamento epoxi.

           La ubicación de la llave conmutadora y el potenciómetro de ajuste quedaron cerca del cuadrante del instrumento por las cuestiones de mantener cortas las conexiones críticas del conjunto del roímetro.


           La estética general del equipo no fue tomada demasiado en cuenta, tomando en consideración que el mismo tenía por objeto la demostración  didáctica e instrucción en cursos;  para lo cual la tapa superior ofrecía la facilidad de abrir sin dificultad el gabinete, dejando operativo y a la vista el circuito del acoplador.

 


Transmatch Vertical

         Este proyecto se basa en un clásico acoplador del tipo "T"; la particularidad del mismo es su montaje, realizado sobre un rectángulo de acrílico, de unos 5 cm. de ancho por 40 cm. de largo, con el objetivo de poder adosarlo a la base de un irradiante vertical, y realizar los ajustes en esa ubicación.

          La idea fue desarrollar una antena multibanda de rápida instalación, como puede ser una caña de pesca con un alambre a modo de irradiante y que pueda reducirse a un mínimo volumen para su translado. Evitando la complejidad de antenas con trampas, los irradiantes del tipo "random wire" o cables de largos variables, son la opción mas simple y efectiva, pero requieren del uso de acopladores; en este proyecto el acoplador puede integrarse a la antena; la ventaja que se obtiene es que desde el conector la salida está ajustada a los 50 Ohms, y no deberían presentarse problemas de irradiacion del coaxial hasta el equipo.

Próximamente ...... algunas otras fotos y modificaciones del proyecto

 

 

 

 

 

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