LA TECOLOTITA

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AÑO 9 NÚM. 71 ABRIL 1999


EDITORIAL

¿Qué tanto debemos saber sobre teoría electrónica de la radio comunicación? Es una pregunta que nos viene a la mente a todos los que somos radioaficionados. Hay un temario de conocimientos que la Secretaría de Comunicaciones ha elaborado con las preguntas más indispensables para las categorías vigentes en México.

Sin embargo los temas a veces son complicados para el promedio de conocimientos de los radioaficionados. La mayoría trata de evitarlos porque son los que requieren conocimientos de Matemáticas y es una materia que se dificulta a muchos.

Los exámenes de aptitud de la SCT se aprueban con un número de aciertos en las respuestas, pero muchas veces no se contestan las preguntas que contienen cálculos matemáticos.

Sin embargo, nos resulta muy grato recibir sugerencias y preguntas, por ejemplo: cómo diseñar elementos de una antena con trampas, donde se tienen que calcular por supuesto, las trampas y esto lleva implícito el uso de fórmulas. Para el cálculo de valores donde se tiene que utilizar algún programa de computadora, por ejemplo: el NEC ó alguno afín a este, se supone que el usuario del programa tiene conocimientos matemáticos.

Por este conducto, queremos felicitar a todos los colegas que tienen inquietudes sobre el diseño por computadora, de antenas, bobinas, trampas, circuitos electrónicos y toda esa gama de temas que la radiocomunicación lleva consigo. Los invitamos a que nos expresen sus dudas y trataremos de ayudarlos a resolverlas, que es mejor que darles las respuestas simples. Siempre es mejor resolver uno mismo sus dudas recurriendo a la fuente primaria de ese conocimiento, en la mayoría de los casos esa fuente son los libros de texto y las revistas especializadas.

Los conocimientos de segunda o tercera mano, a veces no son tan confiables y siempre es mejor ir a la fuente. No se dejen intimidar por las matemáticas, las fórmulas que se usan en radio a pesar de que parecen complicadas, son en realidad sencillas.

Por Adolfo Romero, XE1RM
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ARTÍCULO TÉCNICO


Antenas Multibanda con Trampas

Entre las antenas direccionales con elementos múltiples, nos encontramos algunas que usan trampas. Las que no tienen trampas son fáciles de calcular de manera directa aunque sea tedioso modelarlas con elementos de diámetros que van, desde grueso, digamos 2" en su parte central, hasta quizá 0.5" en su parte extrema. Estos cálculos son a menudo evitados por algunos radioaficionados, quienes prefieren las sencillas fórmulas para las antenas sin trampas.

El proceso para modelar antenas con trampas empieza precisamente con el cálculo de las trampas. Considerando un dipolo cortado para la banda de 20 metros con 2 trampas insertadas para la banda de 15 metros en cada pierna de la antena. Al centro están las conexiones para el alimentador

Figura 1

Una trampa consiste de una inductancia y una capacitancia, normalmente resonando justo a la frecuencia más baja de la banda o un poco abajo de dicha frecuencia; la banda que debe considerarse en este caso es la de 15 metros, se usan trampas para esa banda.

El factor limitante de una trampa es la pérdida resistiva de la bobina, las pérdidas en los capacitores, especialmente en altas frecuencias son muy pequeñas. Una trampa es un circuito "tanque" es decir: un capacitor en paralelo con una bobina, la resistencia de que hablamos es la que tiene la bobina y se simbolizan estos elementos según la Figura 2.

Para los cálculos de una trampa necesitamos convertir el circuito complejo de resistencia en serie con la bobina de la Figura 2. A) a la de la Figura 2. B) que es un circuito donde los 3 componentes están en paralelo. (R-L-C)

Para hacer un cálculo real, necesitamos algunas de las siguientes combinaciones de datos:

A) La inductancia y el Q de la bobina, la capacitancia y la frecuencia que nos interesa.

B) Las reactancias inductivas y capacitivas, la resistencia y la frecuencia que nos interesa.

C) Las reactancias capacitivas e inductivas, el Q de la bobina y la frecuencia de interés.

Usando las medidas efectuadas por WB0DGF en las trampas comerciales para 15 metros de una antena, consideramos que la bobina tiene 3.3 H con un Q en el rango de 235. Para que resuene en la banda de 15 metros, la bobina requiere una capacitancia de 17.4 pF

Con el Q de la bobina calculado 235, de aquí el valor de 25330 de la Fórmula 1, la resistencia de la bobina requiere que nosotros encontremos la reactancia de la bobina a 21 MHz. Usando la siguiente fórmula, encontramos que la reactancia está cerca de 436 ohms.

XL(ohms) = 6.28 x F(Hz) x L(H) (2)

Dividiendo la reactancia por Q, conseguimos una resistencia cercana a 1.9 ohms. Para convertir la serie R-L en una combinación R-L en paralelo, usaremos las ecuaciones siguientes:

Rp = (Rs x Rs + Xs x Xs) / Rs  y  Xp = (Rs x Rs + Xs x Xs) / Xs      (3)

Estas equaciones dieron aquellos valores Xl= 436 ohms y R = 100K ohms. Los valores correspondientes de L nos los da el inverso de la equación (2).

Lh = XL (ohms) / 6.28 x F (Hertz) (4)

El valor de la inductancia en paralelo será de 3.3 microhenrys. Ahora nosotros tenemos nuestra trampa con el paralelo R-L-C para la operación en 15 metros.

Continuará en el próximo número.
Por Adolfo Romero, XE1RM

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