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Antena saltamontes por XE3RLR para 40 metros

A raíz de platicas y experiencias realizadas por XE1HIE Rafael de Guadalajara, Jalisco. donde él está construyendo una antena dipolo rotativo en forma de "V" para la banda de 40 metros, y utilizando tubería de fibra de carbono, como soporte del elemento iradiante para la construcción de un dipolo rotativo, según nos ha comentado, pués con ello logra tener un dipolo de media onda completa (cercana a los 20 metros de largo ) con un peso de antena menor a los 3 kg. Hemos intercambiando comunicados constantemente para analizar el comportamiento de su antena y como observación puedo decirles que tiene muy buena recepción a nivel nacional e internacional.

La antena está instalada a 1.80 metros de altura sobre el tejado, tiene dos tubos de 9 metros de fibra de carbono con un alambre conductor al centro, además de dos bobinas de carga en la base cada elemento, el ángulo de abertura de la "V", anda al rededor de 115 grados. Además la tiene acoplada con un transformador de impedancia de 18 ohms a 50 ohms. para obtener una R.O.E. DE 1:1 y así alimentarla con linea coaxial de 50 ohms de impedancia. Otra ventaja que tiene es tenerla montada sobre un rotor lo cual le permite aprovechar la directividad frente espalda con respecto a los costados. logrando una gran directividad frente espalda y muy baja en los costados. Pero al mismo tiempo tiene un lóbolo de radiacion vertical muy alto cercano a los 90 grados, excelente para comunicados nacionales y de media distancia.

Antena de fibra de carbono de 3 kg de peso a 1.80 metros de altura sobre techo

Diagrama de radiacíon de la antena en 3D

Diagrama de radiacíon de la antena en 3D

Diagrama de radiacíon de la antena en plano horizontal

Cabe aclarar que la antena que está probando XE1HIE no ésta totalmente terminada la tiene en pruebas para futuras modificaciones

 

Tabla comparativa de altura de antena, impedancia y ángulo de radiación vertical

En la presente tabla se puede apreciar como se comportaría la impedancia (en ohms) de la antena y también como va variando el angulo de radiación vertical (en grados), al variar la altura de la antena con respecto a su posición inicial (en metros de altura), podemos concuir que a medida que aumentamos la altura sube la impedancia hasta los 50 ohms entre los 10 y 12 metros o sea un cuarto de onda, para luego decreser nuevamente hasta llegar a los 33 ohms en los 23 metros de altura, a partir de los 24 metros la tendencia en nuevamente a crecer en impedancia, ahora con respecto al angulo de radiación vertical de la antena a una altura de 2 metros tiene un angulo de radiación muy alto pues irradia al máximo hacia los 90 grados lo cual es bueno para los comunicados nacionales, si la elevaramos a los ocho metros la antena empezaría irradiar en el orden de los 65 grados su mejor ganancia, hasta llegar a un ángulo de radiación muy bueno para comunicados internacionales si esa antena se elevara a los 24 metros bajaría el ángulo de radiación cerca de los 22 grados, como se podrá ver son las posibilidades que puede ofrecer la antena a diferentes alturas, por ahora está cerca de los dos metros sobre el techo y no importanando que tiene un lobulo de radiación vertical cercano a los noveneta grados , el lóbulo horizontal ofrece una muy buena ganancia al orientar la antena de estación a estación, será cuestión de seguir experimentando con esta bella antena muy cotizada por todos los que la hemos escuchado y analizado de alguna manera. espero que esta pequeña aportación les sirva para conocer como se comporta un dipolo a diferentes alturas. y con ello se demuestra que no por ser dipolo tiene que tener un balum 1:1, pues dependiendo de la altura habrá que fabricar el correcto transformador de impedancias para que no existan perdidas y desacoples, por no existir resonancia en la antena debido al cambio de la impedancia , originada por la altura sobre la que se encuentre sobre el suelo. Otro dato importante es que a menor impedancia se logra la mejor ganancia de la antena, y el diámetro de los conductores es importantisimo, para ganar unos decibeles o perdelos, así como el material con el que se fabrican, si ganamos 1 dB en usar una buena linea de alimentación, y ganamos otro dB por usar el diámetro correctamente, y ganamos otro más por altura, ya tenemos cerca de 3dB mas para competir, con otras antenas, la diferencia entre cobre y aluminio no es tan grande estariamos alrededor de 1/2 dB pero entre cobre y una varilla de acero inoxidable o fierro, si podemos perder 6 dB, ahora si logramos realizar un buen diseño de antena que nos genere unos 6 o 7 dB sería fantastico y podríamos competir contra las antenas direccionales que están acortadas mediante bobinas, donde se pierden 6 o 7 dB por acortamiento de los elementos.

 

 

Al tratar de optimizar la antena anterior nacio la idea de la antena saltamontes por su parecido a éste bichito y con el objetivo de minimizar perdidas se eliminan las bobinas y se cambian los ángulos de los elemetos para mejorar el patrón de radiación.y con el fín de apoyar a XE1HIE , Saludos cordiales Rafael XE1HIE. seguiremos experimentando que podremos mejorar sobre tu fabuloso proyecto, felicidades nuevamente Rafa.

CONCLUSIONES

A.- EL diámetro de los elementos irradiantes alarga o acorta físicamente la antena. por ejemplo: si tienes un dipolo con conductor de 1.6 mm tendrás una longitud para la banda de 40 metros de 20.25 o de 20.15 mts si usaras un conductor de 50 mm.

B.- También si aumentas un poco el díametro optimizas la ganancia en aproximadamente 1/2 dB al no haber perdidas por calentamiento en el conductor, y mejorar la eficiencia de la antena.

C.- Si aumentas demaciado el diámetro del conductor puedes lograr que el ancho de banda de tu antena sea mayor y por lo tanto mayor segmento en el que la R.O.E. esté en mejores condiciones, pero sacrificarias unas decimas de ganancia en tu antena.

D.- Al aumentar el díametro del conductor puedes elevar tambien dos o tres ohms la impedancia de la antena, dependiendo del tipo de antena.

E.- En ocaciones el salto de onda es corto o largo dependiendo de las condiciones de propagación, puedes sacarle provecho a esto, variando el ángulo de radiación de tu antena, si quieres hacer comunicados a larga distancia, busca antenas con bajo ángulo de radiación, o antenas con un elevado ángulo de radiación para comunicados a distancias cortas y medias, es por ello que tener dos antenas a difernte altura ayuda mucho en condiciones de dificiles, pues buscas utilizar la antena que tenga el salto de onda adecuado a larga o media distancia. a menor ángulo de radiación mayor serán los saltos de tus señales de radio por lo tanto cubrirás zonas a las que antes no llegabas. o por el contrario se quieres comunicar localmente manda tu señal 90 grados hacia arriba para lograr comunicados de corta y media distancia, las condiciones de propagación existen, solo es cuestión de buscar las condiciones para lograr el comunicado.

F.- El material para construir la antena, es importante, una antena de movil de de baja ganancia hecha de cobre podría darte una ganancia de buena si la construyes con cobre y un diámetro adecuado, o en aluminio podrías perder 1/2 Db debido al tipo de material, pero si es de fierro o acero inoxidable tu antena estará perdiendo mas de 6 dB de ganancia, por ello no es bueno tener antenas con puntas de acero, que gastan todos tus watts calentando la antena. si ese fuera el caso experimenta forrando tu antena con una malla de cobre y cubrela con tubo termocontratil para que no se vea antiestetica y verás la diferencia entre una versión y otra.

G.- Una vez que hayas decidido hacia que lugares quieres comunicar, después debemos decidir que antena utilizar, para consentrar la energía en esa dirección y no desparramar o desperdiciar enviandola a los lugares donde no nos interesa en esos momentos y que nos podrian inclusive generar interferencias desde las zonas no deceadas.

H.- La impedancia de la antena es importante la mejor recepción se logra trabajando en 75 ohms de impedancia, pero en cambio la mejor trasmisión se logra cerca de los 30 ohms, pero el dilema es que tenemos radios con impedancias de 50 ohms, será interesante hacer pruebas con estas impedancias de antenas, desde luego para ello tendrías que hacer sus respectivos transformadores de impedancia para que cuando lleguen al equipo sean los 50 ohms y nos los 75 o 30 ohms, cabe señalar que la mejor ganancia de una antena se encuentra en impedancias bajas inferiores a los 30 ohms.

J.- La impedancia de la antena cambia de acuerdo al tipo de antena que utilizas, un dipolo puede andar de 45 a 75 ohms, y una antena de cuadro puede variar la impedancia de 200 a 30 ohms, las antenas yaguis generalmente andan abajo de los 50 ohms, pero lo más importante que puede hacer variar la impedancia de tu antenas es la altura a la que la instales, si tienes un antena con 100 ohms de impedancia te dará 2.0 de R.O.E. al igual que si tienes una de 25 ohms también te dará un R.O.E. de 2.0 de estacionarias , para esos se utilizan los balum un balum 1:1 será usado unicamente en antenas que a esa altura tengan 50 ohms, si tienes 75 ohms en antena usa un balum 1.5 a 1, si tienes 100 ohms usa un balum 2 a 1, si tienes 200 ohms usarás un balum 4 a 1, pero si tienes 25 ohms usarás un balum 1 a 2 que sería lo contrario de la conexión de un de 2 a 1.

K.- Abriendo o cerrando tu dipolo o cambiando el ángulo de abertura de los elementos es otra forma de cambiar la impedancias.

L.- Por último te diré que una antena pequeña fisicamente la puedes alargar electricamente por medio de una bobina, para compensar ese faltante que te faltaría de antena, si tu decides poner la bobina cerca del punto de alimnetación de un dipolo esa bobina será mas pequeña que se la pusieras en la parte media de cada brazo y será mas grande a medida que te acerques a las puntas. Por el contrario si lo que quieres es acortar tu antena porque fisicamente es muy larga en lugar de bobina usaras un capacitor ya sea fijo o variable existen muchas formas faciles de diseñarlos.

M.- Recuerda que entre menos acortes tu antena tendrás menos perdidas por bobinas o por capacitores, elegir una linea de coaxial correctamente y con la longitud correcta evitaras otros dicibeles de perdidas, en resumen la mayoría buscamos ganancia en antenas y descuidamos las perdidas que producen cada elemento que compone nuestra estación.

 

 

 

 

 

 

Antena saltamontes por XE3RLR para 40 metros

 

En proceso de mejoras estamos investigando duro, para concluir ésta antena.

 

 

 

 

 

Lóbulo de radiación de la antena a 1.80 mts de altura sobre el suelo

 

Lóbulo de radiación de la antena a 1.80 mts de altura sobre el suelo

Lóbulo de radiación de la antena a 1.80 mts de altura sobre el suelo

 

 

 

 

 

 

 

Tabla de caracteristicas de la antena a medida que cambiamos la altura

 

 

 

Al elevar la antena a 22 mts subio la impedancia de 12 ohms a 50 ohms

Se invirtio la ganacia del ángulo 89° a 23 °

la polarización sigue siendo horizontal

 

Diagrama a 22 mts de altura la misma antena

 

 

Esta gráfica se ve la diferencia de los lóbulos de radiación de la misma antena a 1.8 mts de alura y a 22 mts de altura

 

 
 

 

 

 

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Fecha inicio: 7/mayo/2002.

Actualizado February 12, 2016

Hoy es :

QSL INFORMATION XE3RLR : Javier Gómez Villalpando, email: [email protected]

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