Please enable / Bitte aktiviere JavaScript!
Veuillez desactiver vos / Por favor desactiva el Javascript![ ? ]
ANTENAS CORTAS PARA ESPACIOS LIMITADOS | Radioaficion Ham Radio

ANTENAS CORTAS PARA ESPACIOS LIMITADOS

Share

ANTENAS CORTAS PARA ESPACIOS LIMITADOS

El problema de las antenas cortas es uno de los más importantes para los radioaficionados que no disponen de espacio suficiente para montar sus antenas. Pero se puede salir del paso si se dispone de algún material, como puede ser una larga varilla de fibra de vidrio, de, p.ej, 3 metros de largo, pues es posible montar sobre ella una antena para alguna de las bandas decamétricas, y que puede ser montada en el balcón del domicilio del radioaficionado.

La solución es montar una antena corta arrollada en hélice, esto es, realizada arrollando un alambre a lo largo de la varilla o tubo de material aislante que se disponga o se pueda conseguir. Pero se ha de tener en cuenta que todas estas antenas "cortas" necesitan un sistema de acoplamiento a la emisora a efectos de que tenga un buen rendimiento, dentro de las circunstancias.

Se puede arrollar el alambre en forma de espiras a lo largo de la varilla a efectos de conseguir un distribución de inductancia adecuada con lo que podemos obtener un antena acortada equivalente a 1/4 de longitud de onda. El diámetro de ese arrollamiento tiene que ser muy pequeño en relación con la longitud de onda utilizada a efectos de que no se tenga radiación radial en la antena. Medidas de 2,5 cm a 25 cm de diámetro son adecuadas para ello. El material de la varilla puede ser fibra de vidrio, tubo de PVC, caña de bambú tratada con algo de barniz, etc...

En cuanto a la longitud física de la antena, las dimensiones mínimas han de ser tales que el rendimiento de la antena valga la pena. Esta longitud mínima es difícil de determinar. Como norma hay que usar una antena lo más larga posible, y al menos que sea 0,05 de longitud de onda eléctrica (2,25 metros para la banda de 40, 4,50 m para 80 m, etc). La antena funcionará, además, sobre un sistema de 4 o más radiales. Se han obtenido buenos resultados usando radiales también bobinados de la misma forma que la antena y resonando a la frecuencia de la banda en uso.

¿Y cómo se bobina la espira?. No hay una fórmula que nos de la longitud del alambre que debemos bobinar sobre la varilla. La relación entre el largo del alambre que necesitamos para resonar a 1/4 de longitud de onda depende de varios factores, tales como diámetro del alambre, diámetro de las espiras, propiedades dieléctricas del material del tubo usado, etc...

La experiencia ha demostrado que una longitud de alambre de aproximadamente 1/2 longitud de onda enrollado a lo largo del tubo con una separación entre espiras igualada (la misma separación entre espiras) nos lleva a una antena que resuena bastante aproximadamente en 1/4 de long de onda. El tipo de alambre a usar tampoco está establecido en alguna regla específica, pero lo mejor es utilizar alambre lo más grueso posible, por ejemplo, de 2,5 mm en adelante. Al menos, las pérdidas (por la resistencia eléctrica del alambre) serán menores. Para potencias de hasta 100 W, el alambre número 16 (1,3 mmm) o de más diámetro puede ser adecuado. Una recomendación es que hay que mantener las espiras lo más separadas posible según permita el arrollamiento de la cantidad de alambre que vayamos a utilizar, eso maximiza la eficacia de la antena (manteniendio las separaciones entre espiras iguales).

A efectos de reducir el Q de la antena, es necesario construir un disco de metal o anillo de varilla de cobre para colocar en la parte superior de la antena (es el sombrero capacitivo que se usa muy a menudo en varios sistemas de antena). Al reducir el Q se aumenta el ancho de banda del sistema de antena y se evita la creación de altos niveles de tensión de radiofrecuencia en la parte superior de la antena (algunas antenas helicoidales se pueden poner a funcionar como bobinas Tesla, generadoras de altas tensiones cuando se usa alta potencia si no se usa un "stub" o disco en la parte superior y darnos mas de un susto). Puesto que el disco para reducir el Q añade capacitancia al sistema, tiene que estar colocado en su sitio antes de comenzar a sintonizar la antena.

Una vez se ha terminado de bobinar el elemento se monta encima del sistema de radiales que se vaya a utilizar. Se conecta la alimentación entre el hilo de la bobina y el sistema de radiales y se usa un dip-meter acoplado poniéndolo cerca de las primeras vueltas para ver donde resuena la antena. Añadir o quitar espiras hasta que la antena resuene a la frecuencia deseada. Si no se dispone de dip-meter habra que usar baja potencia y un medidor de ROE para obtener lo mismo.

Es posible predecir el valor absoluto de la impedancia de alimentación para un arrollamiento vertical. Ese valor dependerá de la longitud y diámetro del elemento, el sistema de antena utilizado y el tamaño del disco colocado en el extremo superior. En general ese valor es muy bajo y del orden de 3 a 10 ohmios.

Una red del tipo mostrado en la figura superior se puede usar para adaptar la impedancia a 50 ohmios. Los valores se dan para operación a 7 MHz. El valor Ql (Q de carga) de los inductores de la red es bajo para obtener un ancho de banda razonable de la antena. El centro para el diseño se consigue basado en una resistencia de radiacion de 5 ohmios. Si se conoce el valor exacto, se pueden usar las siguientes ecuaciones para precisar los valores de los componentes de la red de acoplamiento.

XC1 = Q * Rl

XC2 = 50 * raíz cuadrada de ( Rl / 50-Rl )

XL1 = Xc1 + raíz cuadrada de ( Rl * 50 / XC2 )

En donde:

XC1 = Reactancia capacitiva de C1
XC2 = " " C2
XL1 = Reactancia inductiva de L1
Q = Q de carga de la red de adaptación
Rl = Resistencia de radiación de la antena

Por ejemplo: Para hallar las constantes de una red para una antena que tiene una impedancia de alimentación de 5 ohmios a 7 MHz, y Q = 3:

XC1 = 3 * 5 = 15

XC2 = 50 * raíz cuadrada (5 / 50-5) = 50 + raiz cuadrada de 0,111
= 50 * 0,333 = 16,666

XL1 = 15 + raíz cuadrada (250 / 16,66) = 15 + 15 = 30

Por lo tanto, C1 = 1500 pF y L1 = 0,7 µH. Los condensadores se pueden hacer con combinaciones serie y/o paralelo de condensadores de mica del tipo de transmisión, o parecidos. L1 se puede hacer con una bobina de acuerdo a como se calculan las mismas (ya sabeis; a ser posible, igual diámetro que longitud de la bobina). Para potencias de hasta 100 W se pueden utilizar trimmers de compresión en C1 y C2 debido a que el voltaje RMS para 100 W (a través de 50 ohmios) es de unos 220 voltios nada más. Esto sugiere el uso de pequeños condensadores variables conectados en paralelo con condensadores de valor fijo para C1 y C2 para ajustar sus valores. Se puede conseguir así una ROE de 1:1 sin necesidad de conocer exactamente la impedancia de alimentación de la antena. En el uso normal, C1 no hace falta como parte de la red de acoplamiento. Se ha incluido aquí para alcanzar un valor práctico de L1.

antenas cortas

Con este "invento" se puede conseguir un rendimiento comparable al de antenas de un tamaño completo de 1/4 de longitud de onda verticales. El mayor problema es el ancho de banda de que se dispone. Todas las antenas cortas diseñadas así o de otra forma, son dispositivos de banda estrecha.

A 7 MHz y en este caso, se obtiene un ancho de banda de 50 kHz para valores extremos de 2:1 de ROE, pero como cada cual se ajusta la antena para la zona de la banda de trabajo de su convenencia (en mi caso, 7075 MHz), me permito tener una ROE 1:1 en esa frecuencia, y algo mayor, 2:1 a 7100 y 7050 Khz, con lo que mis conversaciones en 40 mts estan aseguradas!!.

El desarrollo de cualquier antena corta debe de realizarse según se ha explicado aquí. La falta de sitio en el domicilio del radioaficionado que tiene estos problemas de espacio impedirá seguramente montar un sistema de radiales adecuado para la antena descrita. El plano de tierra en el balcón que puede utilizar para la antena puede ser desde la barandilla del propio balcón, o cualquier trozo de hilo colgando o como sea, sin molestar a los vecinos, !claro!..., a lo mejor se puede hasta usar el tendedero de ropa del balcón.

Nota: Nada impide usar dos elementos como estos y tener un dipolo acortado para la banda que se quiera. La alimentación también se hace a través de una red de acoplamiento.

original de Antonio, EA5EC

Related Articles