Radio Club Concepción

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Construcción de Antena VHF 5/8

Patricio J. CE5PJM

Sep 2, 2020
Antena 5/8 VHF CE5PJM CE5JA

Frente a la cuarentena obligatoria que estamos viviendo en la provincia de Concepción, me he visto en la obligación de entretenerme con algunos proyectos dentro del campo de la radioafición, que espero ir publicando a medida que los vaya terminando.

La presente publicación es para mostrar la construcción de una antena 5/8 para la banda de 144-148 MHz, VHF de 2 metros.

¿Cuál es la mejor antena para VHF?

 

Comienzo por esa pregunta porque bajo mi punto de vista no hay mejores ni peores antenas mientras funcionen de la manera en que fueron concebidas, dependiendo también si necesitamos direccionalidad o no, pero a modo general una antena para VHF debe tener su lóbulo de radiación lo más bajo posible ya que como sabemos las frecuencias superiores a 30 MHz pueden atravesar las capas de la ionósfera, por lo que toda la radiación dirigida al cielo no nos será útil sino queremos comunicarnos con la Estación Espacial Internacional, satélites o rebote lunar por nombrar las comunes. Por lo tanto, una antena omnidireccional debe cumplir con esa condición y podemos encontrar muchos diseños novedosos en internet que cumplen con ello.

Manos a la obra

Las antenas llamadas de 5/8 (cinco octavos) reciben esa denominación debido a que el elemento irradiante presenta un 62.5% de la longitud de onda de la frecuencia deseada y es mayor en tamaño a la de ½ o de ¼ de onda. Esa diferencia nos otorga una ganancia adicional y por su construcción también nos ayuda a eliminar las cargas electroestáticas gracias al cortocircuito para corrientes DC que nos provee el adaptador de impedancia que debemos construir.

La construcción depende del criterio y de la experiencia de cada cual, siendo en mi caso la utilización de materiales que tengo destinado a éstos menesteres y que pueden ser perfeccionados, ya que no soy ningún experto en la materia sino un aficionado no muy paciente en algunas tareas que requieren maestría.

Los diámetros de los elementos no son críticos, pueden ser más pequeños pero habría que retocar las longitudes de los mismos y podría afectar al ancho de banda de la antena.

Los materiales utilizados son:

  • Tubo de aluminio de 14mm de diámetro (13.7 mm real) y de longitud 1,3 metros.
  • Tubo de aluminio de 12.7 mm de diámetro y de longitud no mayor a 10 cm (para ajuste de longitud).
  • Para los planos de tierra pueden utilizarse tubos de 10 mm de diámetro, o del material disponible ya que no es crítico y de una longitud de 50 cm cada uno, siendo en total 2 metros de tubo cortado en cuatro secciones.
  • Plancha de aluminio de 10 x 10 cm o del material que se desee.
  • Recomendación de uso de tornillos y tuercas de acero inoxidable. He utilizado para los planos de tierra pernos M3 de 20 mm de largo para tubos de 10 mm.
  • Alambre 50 cm de cobre desnudo de 2,5 mm de espesor.
  • Opcional conector hembra SO-239.
  • Tubos aislantes de PVC o mejor aún PPR ya que tiene una excelente protección a radiación UV al igual que el teflón.
  • Soldador eléctrico, soldadura, remaches (si se desea) y conectores tipo arandela.

Construcción

 

Teóricamente el irradiante tendrá una longitud de 1,28 metros para la frecuencia central calculada en 146 MHz, siendo la fórmula:

(velocidad de la luz miles de kms por segundo / frecuencia central en MHz) x 0,625 = longitud en metros

En el caso nuestro los valores serían:

  ( 300 / 146) x 0,625= 1,28 metros

Siempre es recomendable aumentar la longitud para ir regulando a la menor ROE posible, como también usar un tubo de menor diámetro en su interior para ir alargando o acortando y dejarlo ajustado con una abrazadera.

Son cuatro los planos de tierra de 50 cm que equivalen a ¼ de longitud de onda y que irán horizontalmente en nuestra placa metálica. Allí se pondrá el conector SO-239 (idealmente protegido de la lluvia) en nuestra placa asegurando que exista un buen contacto eléctrico. Hacemos las perforaciones para colocar un tubo metálico para fijar la placa y en mi caso he usado remaches.

 

El irradiante va con un tubo de PVC a unos 2 cm de distancia de la punta con respecto al plano de tierra.

El alambre de cobre debe tener arandelas en sus extremos y debe conectar la tierra del conector SO-239 hasta llegar al terminal que conecta la base del irradiante.

En la fotografía se observa alambre esmaltado pero tuve que remover el aislante para ser utilizado. Debe observarse que se debe describir una circunferencia y en los extremos iría conectada la tierra y el terminar del irradiante.

Nótese el detalle de alambre adaptador de impedancia

El alambre va conectado desde el chasis de conector SO-239 hasta el tubo irradiante.

 

Cabe señalar que las fotografías son de una antena 5/8 para UHF pero mantiene exactamente las mismas proporciones, aunque claramente las dimensiones difieren.

Hay que crear un círculo completo de alambre de cobre que no toque ninguna parte de la antena debiendo flotar libremente. No es necesario que sea un círculo perfecto, pero que sea lo más simétrico posible.

Una vez finalizado éste trabajo debemos soldar un cable apropiado que puede ser del mismo alambre utilizado entre el terminal “vivo” del conector SO-239 conectado a la mitad del recorrido de nuestro círculo. Podemos sobreponerlo sin soldarlo aún en el alambre, ya que ahora procedemos al ajuste.

 

antena vhf 5/8

La línea verde nos muestra el cable soldado desde el terminal central del conector SO-239 y que es sobrepuesto en la mitad del círculo de cobre. Éste cable es el al moverlo mas cercano al irradiante o mas lejano a él lo que nos ayuda en conseguir la menor ROE posible.

Ajuste de Antena

 

Lo que debemos hacer primero, es llevar la altura del irradiante hasta los 128 cm que corresponden a nuestro cálculo y usaremos un medidor de ROE junto con nuestro equipo o en su defecto un analizador de antena.

Procedimiento con analizador de antena

 

Explorar entre el rango de 144 a 148 MHz para encontrar el punto de mínima ROE, siendo lo ideal en la frecuencia central de 146 MHz. Si no es así, debemos disminuir o aumentar la longitud de la antena. Luego de hacer coincidir la mínima ROE en 146 MHz, procedemos a ir moviendo de lugar el cable de conexión a través del círculo e ir verificando el punto donde logremos una ROE lo más cercana posible a 1:1.

Procedimiento con medidor de ROE

 

En ésta situación es recomendable un equipo que nos dé más de 5 Watts, idealmente 10 Watts ya que muchos medidores de ROE pueden entregar lecturas falsas, por lo general tendientes a valores muy bajos cuando la potencia de transmisión no es capaz de sobrepasar la sensibilidad mínima del instrumento.

Debemos situarnos en 144 MHz y anotar el valor de ROE, luego en 146 y 148 MHz. De esa manera podemos ver si la antena está larga o corta dependiendo de esas lecturas. Luego nos situamos en 146 MHz e iremos reduciendo o alargando el irradiante hasta la mínima ROE y finalizar moviendo el cable de ajuste en algun lugar de la circunferencia de cobra hasta alcanzar la mínima ROE también.

Estos procedimientos nos garantizan que la antena es resonante a la frecuencia y además disminuiremos las pérdidas de transmisión.

No está demás decirmque los períodos de transmisión son muy cortos ya que son evaluativos y al momento de ajustar o mover algo, no se debe transmitir ya que podemos dañar nuestro equipo.

Me demoré alrededor de 4 horas en poder finalizarlo, y con una ROE muy cercano a 1:1, además que fue muy notoria la diferencia en ganancia de recepción con una muy similar de tipo magnético a la misma altura.

Si busca una antena omnidireccional de una ganancia de alrededor de 6dBi y que no sea tan engorrosa para adaptar su impedancia, puede entonces que sea una de las antenas que merece ser fabricada y puesta a prueba.

Más adelante, una dipolo para VHF con adaptación gamma.

73´s

CE5PJM

 

Categorías: Proyectos

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