DCA = Double Cross Antenna

 

Por PY4ZBZ     em 27-02-2016     rev. 05-04-2017

 

A antena foi criada por Gerald Martes, KD6JDJ. Artigo original aqui.

 

A DCA é uma antena de cobertura hemisférica e polarização circular à direita (RHCP). 

Como não tem ganho (1,9 dBi), é ideal para captar os sinais dos satélites meteorológicos como os NOAA em APT e Meteor em LRPT,

ou qualquer outro satélite que usa polarização RHCP e potencia razoável, sem precisar de rotor.

As figuras seguintes mostram o diagrama de irradiação da DCA, feito com MMANA:

 

Atendendo a muitos pedidos, explicarei a seguir algumas duvidas freqüentes.

Para 137 MHz, as medidas são as seguintes:

Elementos feitos com tubos de alumínio com 9,5 mm (3/8 de polegada) de diâmetro.

Cada dipolo tem comprimento ponta a ponta de  971 mm, não importando o espaço central para ligação do cabo.

O espaçamento entre dipolos opostos (1 e 2 e/ou 3 e 4) é de 546 mm (ou 273 mm do mastro central).

 

A foto seguinte mostra a disposição relativa dos dipolos 1, 2, 3 e 4, que são todos inclinados 30 graus, no sentido anti horário, em relação a vertical (olhando para cada dipolo e tendo o mastro ao fundo dele):

 

A figura seguinte mostra o esquema de interligação dos quatro dipolos com o cabo de descida. 

Todos os cabos tem impedância característica de 50 ohms

Cada dipolo, na configuração da DCA, tem 50 ohms de resistência de irradiação.

 A ligação dos cabos de cada dipolo é tal que são ligados em serie dois a dois (o que equivale a dois conjuntos com 100 ohms cada) e esses dois conjuntos serie são ligados em paralelo, perfazendo novamente 50 ohms, onde são ligado ao cabo de descida até o receptor. Observe cuidadosamente as conexões:

 

Importante : os condutores A e B tem um comprimento L qualquer, mas IGUAL , e os condutores C e D tem o comprimento igual a L mais 1/4 de onda no cabo.

Para cabos com isolante polietileno solido, fator de velocidade 0,666 , 1/4 de onda no cabo em 137 MHz vale 362 mm.

Por exemplo, se A e B tiverem L = 2m cada, C e D deverão ter 2,362 m cada.

E se A e B tiverem 1 m cada, então C e D deverão ter 1,362 m cada.

Na foto acima, é possível ver a voltinha de 1/4 de onda dos cabos C e D, para que as suas extremidades fiquem perto das dos cabos A e B e facilitar as conexões.

Os cabos A e B podem ter comprimento QUALQUER, porém IGUAL! Para que os dipolo 1 e 2 estejam alimentados em fase. Não precisa ser múltiplo de nada, pois como cada dipolo tem 50 ohms, cabo de 50 ohms de qualquer comprimento sempre apresentará 50 ohms na sua entrada. Os cabos C e D DEVEM ter 1/4 de onda a mais que A e B para introduzir 90 graus de defasamento (retardo) relativo entre dipolos 3 e 4 com os dipolos 1 e 2.

Outro detalhe : No artigo original do autor da DCA, Martes, são usados pontos cardeais apenas para ficar bem claro a posição RELATIVA dos dipolos. Ou seja, se o dipolo 1 estiver para norte, então o 2 deve estar para sul, o 3 para oeste e o 4 para leste ! Só isso ! Uma vez instalada no mastro, essa disposição pode ser qualquer, ou seja, o dipolo 1 não precisa estar para o norte, pois a antena é ONIDIRECIONAL no plano H.

 

O artigo aqui explica o funcionamento da antena DCA.

 

Obs.: Outras antenas com polarização circular usadas para satélites meteo são a Lindenblad, a Turnstile e a QFH.

A Lindenblad tem o inconveniente de ter um nulo no zênite, ou seja, não tem cobertura hemisférica.

A turnstile tem diagrama hemisférico mas tem o inconveniente de só gerar polarização circular em direção ao zênite, gerando apenas polarização linear horizontal em direção ao horizonte.

A QFH (Quadrifilar Helix) é equivalente a uma turnstile retorcida de forma a gerar polarização circular hemisférica, não apenas para o zenite.

Na turnstile, o defasamento de 90 graus entre os dipolos é feito por uma linha de 1/4 de onda. Na QFH, em vez de dois dipolos, usam-se dois loops, sendo um deles um pouco maior e o outro um pouco menor que uma onda, ficando assim um deles capacitivo com -45° e o outro indutivo com +45°, com 90 graus entre os dois.

 

A DCA (e a QFH) gera polarização circular em todas as direções de sua cobertura hemisférica !

 

Veja aqui uma comparação das 4 antenas, Lindenblad, Turnstile, QFH e DCA.

 

73 de Roland.