En esta oportunidad, presentaré una antena dipolo vertical con adaptación gamma para cubrir sin ningún problema la banda de 144 a 148 MHz.
Antenas Dipolo y Adaptación de Impedancia
Las antenas dipolo presentan una impedancia distinta a las líneas de alimentación de las que estamos acostumbrados, por lo que se requiere adaptarlas adecuadamente y para ello utilizaremos el gamma match.
Materiales principales:
- Tubo de aluminio o similar de 96 cms de longitud y 13.7 mm de diámetro
- Tubo de aluminio de 20 cm de 9.7 mm de diámetro para tubo de gamma match
- Trozo de cable RG-8 o RG-213 (alrededor de 20 cm).
- Conector para chasis SO-239 o mejor.
- Boom de aluminio o similar según requerimientos.
- Trozo de Plancha de aluminio de 1,5 mm o similar para barra gamma match.
Visa de conector SO-239 con tubo y barra gamma match unida a irradiante
En mi caso he usado un tubo cuadrado de 25 x 25 mm y he perforado para insertar y remachar el conector SO-239, el cual quedará hacia abajo para impedir el ingreso de agua lluvia. De allí se hace una perforación para que de manera holgada sobresalga el conductor central de un cable RG-8 o similar que va dentro del tubo de aluminio de 9.8mm de diámetro.
Para la adaptación de impedancia en ésta antena, se utiliza la propiedad capacitiva del aislante del conductor central que va soldado al terminal central del conector SO-239 y que el tubo de aluminio de 9.7mm actuará como una de las placas conductoras de ese capacitor.
Conductor central de cable RG-8 utilizando su propiedad dieléctrica.
La longitud total de éste trozo de cable es de 13 centímetros contando desde la base del boom cuadrado que estoy utilizando, por lo tanto sobresalen 10,5 centímetros para que quede en el interior del tubo gamma. En éste diseño, se debe cuidar el ingreso de agua lluvia y condensación, por lo que debe ir todo muy bien sellado y agregar algunas perforaciones en la parte inferior del boom para que pueda eliminarse cualquier acumulación de agua. Voy a utilizar una impresora 3D para fabricar un adaptador que selle y mantenga en su sitio los elementos.
Nótese la separación entre el tubo gamma y el boom, que debe ser de 10 mm.
Existen muchas maneras de montar un dipolo rígido con gamma match y voy a usar un boom metálico para poder adosarlo a un mástil o torre quedando conectado a tierra. Se puede utilizar material aislante, siendo la única condición que el centro del tubo irradiante se encuentre conectado a la malla del cable coaxial.
Conector SO-239 en la parte inferior del boom
En el siguiente dibujo se observa la separación entre el tubo gamma y el tubo irradiante que debe ser de 50mm. Aunque esta medida no es crítica, se sugiere que no debe ser mayor ya que con ello se van a incrementar las pérdidas por inserción.
Separación de tubo gamma a 10mm del boom. Para realizar los ajustes, se debe mover la barra de gamma match hacia arriba o hacia abajo hasta la menor ROE posible.
El conector SO-239 puede ir adosado en el boom de cualquier manera que sea cómoda y fácil de instalar, por lo que las fotografías son ilustrativas y sujetas a modificación o mejoramiento.
Barra de ajuste ROE gamma match
La barra de gamma match está confeccionada de plancha de aluminio de 1,5 o 2mm de espesor para fácil manipulación, y su misión es la de unir al irradiante con el tubo del gamma match. Puede adoptar muchas formas, pero se debe tomar en cuenta que el contacto eléctrico entre ambas partes sea el mejor ya que debemos disminuir lo máximo posible la resistencia eléctrica por falso contacto. Ello nos quitará rendimiento y generará pérdidas de potencia en transmisión.
Ajuste de la Antena
Al igual que en el caso de nuestro otro proyecto de fabricación de antena VHF 5/8 , podemos realizar el ajuste a través de un analizador de antenas o con un medidor de ROE y nuestro equipo VHF. En caso de usar esa opción, lo recomendable es usar equipos que desarrollen más de 10 Watts ya que
Situamos nuestro dipolo en algún mástil que nos permita bajarlo para trabajar cómodamente en posición vertical y situarlo por lo menos a 2 metros de altura para verificar las mediciones. Hay muchos medidores en el mercado que no poseen una precisión aceptable con potencias bajas, entregándonos información de falsos positivos, por lo que debemos tomar ésto en consideración.
Realizamos las conexiones con cable RG-8 o RG-213 o similar, ya que poseen menores pérdidas en VHF. En caso de utilizar cable RG-58 para efectos de calibración recomendaría no exceder los 5 metros del mismo.
Con analizador de Antenas
Situamos el analizador en 146 MHz y verificamos la ROE. Para poder lograr el punto óptimo de menor ROE, debemos aflojar ligeramente los tornillos de nuestra barra de gamma match y la situaremos más cercana o más lejana al boom hasta lograr la mínima ROE. Verificamos el comportamiento en 144 y 148 MHz.
Con un equipo VHF
Con la ayuda de un medidor de ROE, situaremos nuestro equipo en 146MHz y efectuaremos la medición de ondas estacionarias. Debemos ajustar a mínima ROE subiendo o bajando la barra del gamma match.
De acuerdo a las mediciones he tenido una ROE máxima de 1.2:1 a 148MHz, pudiendo ser mejor pero en general no soy de los que busca la perfección.
En caso que no nos sea posible bajar la ROE a medida que subimos la frecuencia, debemos aumentar la separación del tubo gamma en relación al boom (originalmente es de 10mm) y mover la barra hasta lograr una ROE menor a 1.2:1. Si hemos logrado el objetivo, medimos la distancia en que nos quedó el tubo gamma en relacion al boom. Supongamos que hemos medido 30mm, lo que significa que tenemos un excedente de cable gamma (cable central de RG-8), y podríamos cortar 10mm para ir probando nuevamente. Se debe tener presente que siempre el tubo de aluminio del gamma match debe quedar a 10mm de altura del boom a pesar que hayamos cortado secciones del cable central del gamma.
Lóbulo de Irradiación de la Dipolo
Esta antena tiene una irradiación del tipo omnidireccional de polarización vertical con un ángulo de elevación de unos 3.6 grados aproximadamente, con una ganancia teórica de 6dBi. Esto quiere decir que es una antena que saca provecho a la propagación a nivel de suelo así como lo requiere la banda VHF, pero no es la gran cosa frente de otras antenas más fáciles de construir, pero una de sus virtudes es la posibilidad de crear matrices de antenas y el principio fundamental de las antenas Yagi-Uda, por lo que estamos a un paso de poder fabricar una.
Espero que les haya sido de su agrado el presente artículo y si tienen tiempo, voluntad, necesidad y materiales, les sugiero manos a la obra porque no se arrepentirán.
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Felicitaciones..!!!
He decidido armar un repetidor utilizando. 2 antenas de este tipo, ya que al no ser muy largas es fácil separar las rx de tx, sin embargo agradecería algunos consejos.
Hola Pablo, muchas gracias por tu pregunta. La dipolo rígido es una excelente alternativa para un repetidor, especialmente si son dos antenas instaladas verticalmente en paralelo (adaptando impedancias con líneas de transmisión) con una separación de 1/2 a una longitud de onda lo que permite que su lóbulo de radiación sea lo más bajo posible. Lo ideal es que esas antenas formen parte de la recepción y al mismo tiempo de la transmisión con la ayuda de un duplexor ajustado a la frecuencia para que el ancho de banda sea lo más acotado posible a la frecuencia de recepción para disminuir las pérdidas de ganancia de la etapa receptora, la cual se verá afectada al momento de la transmisión.
Puedes buscar en internet información detallada al respecto y espero que te haya servido como una pequeña ayuda.
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Muchas gracias, he estado buscando información del ajuste gamma y la verdad es que en este sitio pude aclarar mis dudas. Estoy entrando en la radioaficion y de a poco nutriéndome sobre la construcción de antenas que me fascina bastante. Bueno mi pregunta es. Ya que no tengo como analizar el ROE, Si usted pudiera tantear el ROE siguiendo a la perfección las indicaciones, ¿Cuál seria?
Estimado Alejandro. La verdad es que se complica un poco ajustar la ROE sin instrumentación adecuada, pero también hay que tener cuidado al comprar un medidor ya que existen alternativas económicas especialmente del mercado asiático, los cuales no aportan en absoluto valores reales.
¿Cómo ajustar la ROE sin instrumentación en VHF?, para ello deberíamos utilizar un equipo móvil (no un portátil) que en lo posible sea de alguna marca afamada. Las pruebas pueden ser realizadas con 15 Watts y verificar en la pantalla del equipo las líneas que indican la potencia en que si la ROE sea mayor a 3:1, disminuirán alrededor de la mitad. Para ello se desplaza el ajuste gamma a la posición superior para que intencionalmente caiga la potencia alrededor de la mitad y poner una marca en el gamma en su parte superior. Luego hacer el mismo ejercicio llevando el gamma a la posición más inferior hasta que la potencia de transmisión baje y marcar esa posición. Por lo tanto, la posición óptima vendría a ser la central de las marcas realizadas. Eso se acerca bastante a lo ideal, siendo lo recomendable verificar con instrumento para ajuste fino.
¿Por qué debe ser realizado con un equipo de marca y no uno de origen oriental?
La mayoría de los equipos orientales de VHF y UHF no poseen medidor interno de ROE, por lo tanto desarrollarán la misma potencia sin variación en su indicador en pantalla independientemente si el nivel de estacionarias sea altísimo. Ahora bien, en teoría, en esos casos es posible verificar la ROE de manera indirecta la cual es medir la corriente de consumo del equipo al momento de transmisitir. Se selecciona una potencia de 15 Watts y se realiza el mismo procedimiento anteriormente señalado y la mínima ROE correspondería al instante en que la corriente de consumo sea menor.
Para esa medición se requiere de un amperímetro y cables apropiados de por lo menos unos 20 Amper.
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