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ANTENA DIPOLO G5RV MULTIBANDA | Radioaficion Ham Radio

ANTENA DIPOLO G5RV MULTIBANDA

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ANTENA DIPOLO G5RV MULTIBANDA

De todas las antenas sencilas que se pueden usar en estaciones de radioaficionados de HF, la dipolo G5RV es una de las mejores antenas. Presenta un buen compromiso entre rango de operación (es una antena multibanda) y calidad de señal.

La G5RV se llama así en honor a Louis Varney, G5RV, radioaficionado inglés que la diseñó originalmente como antena monobanda para trabajar en la banda de 14 Mhz (20 metros). Sin embargo, usando un sintonizador de antena, permite trabajar en otras bandas de radioaficionado, aunque con resultados inferiores que en la banda de 20 metros.

Consiste en un dipolo simple horizontal de tres medias longitudes de onda (o 1,5 longitudes de onda) en la banda de 14 MHz, alimentado por medio de una línea paralela abierta vertical ("línea escalera" o paralela de TV) de longitud fija, media onda en 20 metros. Esta línea paralela actúa de adaptador de impedancias en la banda de 20 metros, o de línea de acoplamiento en las demás bandas de trabajo que proporciona una baja impedancia en el extremo de la línea paralela, del orden de 50 a 80 ohmios, lo que permite la conexión de una línea coaxial de cualquier longitud y 50 (o 75) ohmios de impedancia hasta el transceptor, ya sea conectada directamente o a través de un balun (para simetrizar la conexión).

Esta antena permite operar en las bandas de radioaficionados de 10 a 80 (ó 160) metros con la ayuda moderada de un tuner (sintonizador).

Su rendimiento es óptimo en la banda de 20 m, para la cual Louis Varney la pensó. La elección de tres medias longitudes de onda a 20 metros para la longitud del dipolo tiene dos razones básicas: Por un lado proporciona a la antena un diagrama de radiación horizontal de cuatro lóbulos en cruz y con ganancia unidad, y por otro lado, el punto central de la dipolo es un punto de baja impedancia, lo que permite simplificar la conexión de la antena al equipo de radio. En este caso, la línea paralela de media onda a 20 metros que se conecta al punto de alimentación de la antena simplemente traslada la impedancia del punto de alimentación de la antena (punto central de ésta) al otro extremo de la línea, a la cual se conecta la línea coaxial (de baja impedancia) de cualquier longitud, hacia el equipo de radio.

En las demás bandas de HF su comportamiento es distinto y su rendimiento no es tan bueno como en 20 metros. Los diagramas de radiación cambian según la banda, así como la impedancia del punto de alimentación, y la línea paralela conectada al punto de alimentación de la antena actúa como adaptadora de impedancias y como sintonizadora de la antena, requiriéndose el uso de un tuner o sintonizador en el otro extremo de la línea paralela en la conexión a la línea coaxial de unión al equipo de radio.

De hecho la G5RV es una buena antena no sólo para el principiante, sino para cualquier radioaficionado que desee una antena multibanda de rendimiento medio.

Una multibanda es una antena sin la cual no debería estar una estación, y la G5RV proporciona una buena alternativa para aquellos que no deseen gastar mucho dinero en antenas verticales o dipolos multibandas con trampas sintonizadas.

 

CONSTRUCCIÓN

La G5RV tiene dos versiones: la versión de 10 a 40 metros y la versión de 10 a 80 metros. La primera puede ser una alternativa viable para aquellos que no poseen estructuras de soporte altas (superiores a 6 metros), y la segunda para aquellos que poseen una torre o un árbol de buen tamaño. También existe una versión que cubre las bandas de 1,8 a 28 Mhz.

En sí la G5RV se construye igual que cualquier dipolo: un aislador central que separa los dos brazos, y aisladores laterales que aíslan a los brazos de sus amarres. La línea de escalera (paralela) se conecta a la antena en el aislador central (puede resultar útil soldarla para evitar desconexiones accidentales en condiciones de mucho viento).

Cada brazo, en la versión de 10 a 40 metros, mide 7,77 metros. La línea de escalera para esta misma versión tiene 5,55 metros de largo. Para la versión de 10 a 80 metros, las medidas simplemente se duplican: 15,55 metros cada brazo y 11,10 metros la línea escalera.

esquema antena G5RV

Fig.1: G5RV VERSIÓN DE 10 A 80 M. PARA LA VERSION DE 10 A 40 M, DIVIDIR POR DOS LAS DISTINTAS LONGITUDES (DIPOLO Y LINEA PARALELA)

La impedancia en el extremo inferior de la línea de 300 es de 50 a 60 ohmios. Un balúm 1:1 se recomienda para la adaptación a la línea coaxial de 50 ohmios y para la supresión de interferencias a los equipos de radio y televisión. Sin embargo, también puede conectarse directamente un cable de alimentación coaxial de 52 ohmios, también funcionará.

La alimentación de la antena también se puede hacer directamente sobre la línea paralela si se usa un sintonizador o tuner que disponga de los terminales necesarios para conexión de líneas paralelas.

La antena es ligeramente corta en la banda de 80 metros, y la línea de 300 ohmios actúa como una especie de elemento adaptador en esta banda, y como un transformador de impedancias en las otras bandas. Hay que ajustar la línea de 300 ohmios (su longitud) para la mejor ROE en la banda de 15 ó 20 metros (bandas muy críticas). La ROE deberá ser de 2:1 o mejor a lo largo de cualquiera de las bandas de trabajo, y puede obtenerse un valor de 1,3:1 para la frecuencia más resonante en cada banda.

Pueden usarse cables apantallados de conductores paralelos en lugar de la línea paralela ordinaria, pero la longitud de la línea será distinta debido al factor de propagación del cable. En este caso se deberá de ir cortanto y probando.

Es una antena buena para trabajar con potencias de hasta 400 watios.

 

AJUSTE Y NOTAS FINALES


La antena G5RV no se puede usar en su rango completo sin ayuda de un tuner. El ajuste de la antena se realiza mediante un tuner (sintonizador), ya sea automático o manual. El uso de un sintonizador manual quizás sea preferible, ya que permite una mayor flexibilidad en cuanto al punto de ajuste.

La G5RV suele dar muy buenos resultados. Al ser un dipolo tiende a ser un poco más ruidoso y un poco menos direccional que otras antenas (especialmente si se coloca en posición V invertida), pero este sacrificio lo compensa el amplio rango de bandas que permite trabajar la antena, y además su bajo costo y facilidad de instalación.

Cerca de los límites de su rango de uso (en especial en 40 u 80 metros, según la versión de la antena) la G5RV exhibe cierta oposición a la resonancia, aunque se utilice un tuner, y que pueden originar altas tensiones en el extremo de la línea si se usan potencias algo altas. Por ello conviene ajustar la antena en estas frecuencias con mínima potencia de transmisión e ir aumentando la potencia gradualmente. Debe observarse que a partir de ciertas potencias (a partir de 40 ó 50 watios) no se produzcan arcos y chispas dentro del tuner, que obliguen a reiniciar los ajustes. Tampoco conviene tocar mucho las partes metálicas del tuner, pueden sobrevenir quemaduras por RF.

 

LA G5RV MÁS A FONDO

La antena G5RV, con su sistema especial de alimentación, es una antena multibanda alimentada en el centro capaz de funcionar con buenos resultados en HF, desde 3,5 a 28 MHz. La antena se diseñó como una antena de 3/2 de longitud de onda de hilo largo alimentada en el centro para 14 Mhz, en donde la sección de acoplamiento de línea abierta de 11,285 m funciona como un transformador de impedancias de relación 1/1 (es una sección de adaptación). Esto permite el uso de línea coaxial de 50-80 ohmios que "verá" una adaptación de impedancia muy cercana en esa banda con baja ROE en la línea de alimentación. La longitud de la antena en su parte plana horizontal de 102 pies se deriva de la formula:

L (pies) =492*(n-.05)/f(MHz) = (492 x 2,95)/14,15 = 102,57 pies = 31,27 mts

Donde: n es el número de medias ondas del alambre de la antena (la parte horizontal).

Debido a que el sistema completo se lleva a resonancia por medio del uso de una red de adaptación, la antena se corta a 102 pies.

Como la antena no usa trampas o anillos de ferrita, el tramo horizontal (la parte del dipolo) se va agrandando progresivamente en longitud eléctrica a medida que la frecuencia aumenta. Por eso mismo, desde los 14 MHz para arriba, la energía radiada por la antena en el plano vertical es en un ángulo adecuado para trabajar DX.

A pesar de que la adaptación de impedancia para línea paralela de 75 ohmios o coaxial de 50 ohmios en la base de la sección de acoplamiento es buena para 14 MHz, el uso de una línea de 50 ohmios aún resulta con una ROE de 1,8/1 para esa banda. Para las otras bandas es necesario en uso de un sintonizador de antena como red de adaptación. Eso es debido a que la antena, mas la sección de adaptación, presentará una carga reactiva a la línea de alimentación en esas bandas.

Antena G5RV

Resumiendo:

La antena en 3,5 MHz funciona como una media-onda acortada en la parte horizontal con cerca de un total de 17 pies (5,185 mts) de la longitud total de la sección de acoplamiento. El diagrama de radiación de la antena es igual que el de un dipolo de media onda en esta banda.

A 7 Mhz la parte superior, más 16 pies (1"= 0,305 mts) de la sección adaptadora, conforman una antena parcialmenete doblada hasta 2 medias ondas en fase (colineal). Debido a esto el diagrama de radiación es algo más agudo que el de un dipolo. La adaptación se degrada algo debido a la inevitable reactancia introducida por la longitud usada de la sección de adaptación. Por supuesto, fácil de sintonizar por medio del sintonizador de antenas.

En 10 MHz funciona como una colineal de 2 medias ondas. Es muy efectiva, pero la rectancia presente en el punto de alimentación requiere un buen sintonizador de antena. El diagrama de radiación es muy parecido al de 7 MHz.

En la banda de 14 MHz es donde la G5RV realmente resalta. Opera como una antena larga de 3/2 de onda, alimentada en el centro con multi-lóbulo, y ángulo bajo de radiación de 14 grados, muy adecuado para DX, y por lo tanto para DX en la banda más popular. La antena presenta una carga de 90 ohmios sin prácticamente reactancia presente. Aun usando línea coaxial de 50 ohmios la ROE es de cerca de 1,8/1, muy fácil de sintonizar con el sintonizador de antenas.

En 21 MHz se comporta como un antena de 5/2 long. de onda. Como una antena de hilo largo alimentada en el centro, pero debido al multi lóbulo, bajo ángulo de radiación, y su carga como impedancia resistiva todo sintonizable con el acoplador de antenas, la G5RV se comporta como una buena antena para DX.

En 24 MHz actúa como un hilo largo de 5/2 de onda, la carga es resistiva casi como en 14 MHz. Aquí también el diagrama de radiación es multi lóbulo con un ángulo bajo de radiación.

En 28 MHz actúa como una antena de 3 long. de onda, como un hilo largo alimentado en el centro.

El cálculo de la parte adaptadora vertical es de una sección eléctrica de media onda para 14 MHz, determinada por la fórmula:

L = (492 x Vf)/f(MHz)

en donde Vf es el factor de velocidad de la sección adaptadora. Para hilo abierto, Vf=0,97 , línea paralela=0,90 y línea paralela de TV=0,82 , por lo que de acuerdo al hilo que se use se tendrán las siguientes longitudes:

Hilo abierto = 34 ft (10,37 mts)
Línea paralela = 30,6 ft (9,333 mts) (línea de escalerilla)
Línea TV (300 ohm) = 28 ft (8,54 mts)

Esta sección de adaptación se conecta al centro de la antena y tiene que bajar verticalmente por lo menos 20 pies (6,1 mts) o más. Se la puede doblar, atar a un poste, o lo que sea, y conectarlo con un cable coaxial para llegar hasta el cuarto de radio y conectarlo al sintonizador de antena.

Algunas antenas comerciales colocan un balum para proporcionar la necesaria adaptación balanceado-desbalanceado que se produce entre la línea de bajada paralela y el cable coaxial. PERO un balun puede que no sea una buena opción dada la alta reactancia en la carga presente en la base de la sección de acoplamiento. De acuerdo a esto se recomienda NO USAR UN BALUN CON LA G5RV. Podemos caer en saturaciones del balun, distorsiones de la onda de RF, etc. Lo mejor es siempre el uso de un buen sintonizador de antena.

La G5RV más normal es la diseñada para funcionar de 80 a 10 metros (que también funciona en la banda de 6 metros). Las medidas para 3 tipos diferentes de antenas G5RV se dan a continuación:

Parte superior 1,8-28 MHz 3,5-28 MHz 7,0-28 MHz
  62,22 31,1 15,55 metros
Línea de acoplamiento (parte vertical) segun la clase utilizada:
línea abierta 20,52 10,37 5,18 metros
línea escalerilla 19,03 9,6 6,47 metros
línea TV (300 ohms) 17,36 8,69 4,39 metros

 

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