BIBLIOTECA

ANTENAS (1982)

CONTEXTUALIZANDO EL ARTÍCULO 

Este artículo se escribió durante el otoño de 1982, después de experimentar con diversas antenas para la banda de 10 metros, en las frecuencias de 29,000 a 29,100 MHz. la única zona donde los EC podían transmitir. Más tarde se permitió hacerlo entre 28,900 y 29,100 MHz. ¡En AM! Sí, sí, se suponía que los EC sólo podíamos usar la Amplitud Modulada, no la BLU (SSB) Banda Lateral Única. Así estaban las cosas entonces. 

 

Se emplearon materiales muy sencillos, baratos y fáciles de encontrar en cualquier ferretería. Las pruebas demostraron que, siendo la antena el elemento esencial en una estación radiotransmisora de aficionado, ésta podía construirse de manera rápida y eficaz, estando al alcance de todos los radioaficionados, cualquiera que fuera su nivel técnico.

Se ha reeditado  tal como se publicó en la revista URE de hace 25 años, respetando el estilo y los dibujos originales, hechos a mano alzada. Así lo hacíamos y disfrutábamos los radioaficionados de aquellos tiempos.  

 

ANTENAS

Publicado en URE en diciembre de 1982 por EA3DDK

Acogiéndome a la idea aportada por xx7xxx, en la revista de agosto-septiembre y a la propia nota de redacción, ofrezco mi colaboración para lo que podría ser el inicio de una sección dedicada a los principiantes y veteranos poco versados en los grandes temas electrónicos, entre los cuales me encuentro yo. El tema elegido para esta ocasión es la siempre interesante experiencia deldiseño, cálculo y montaje de una antena muy sencilla y conocida que no por ello deja de resultar práctica y sumamente eficaz e increíblemente económica. Se trata, en este ejemplo, de la “V” invertida monobanda para 29 Mhz.  Empezaremos a trabajar haciendo primeramente acopio del material que vamos a utiliza: necesitamos cinco metros de hilo conductor que muy bien puede ser el empleado en las instalaciones eléctricas de las viviendas; es suficiente una sección de 1’5 a 2’5 milímetros de sección. También nos hará falta un trozo de tubo de plástico de PVC de unos 30 centímetros de largo y unos dos centímetros de diámetro, el cual cortaremos en cuatro pedazos iguales para así disponer de otros tantos “aisladores-separadores”. Finalmente cuatro sujetacables pequeñitos y unos trozos de cuerda que nos servirá para sujetar los brazos de la antena en el lugar adecuado. 

MONTAJE 

Cogeremos el hilo conductor cortado en dos trozos de 2’5 metros, lo ataremos a una barandilla por uno de los extremos y daremos un par o tres de tirones para que pierda elasticidad y evitar así que, una vez montada la antena, se alarguen los brazos por efecto del viento u otras inclemencias meteorológicas. A continuación los cortaremos a la medida según la fórmula simplificada: 142’5 / f (frecuencia en mhz.) el resultado de esta división nos dará la longitud de la media onda expresada en metros que, en nuestro caso particular será:  142’5 / 29mhz. = 4’91 metros de ½ longitud de onda Este resultado lo dividiremos por 2 para hallar la longitud de cada uno de los brazos que forman la  “V”, el resultado es de 2’46 metros por sección. 

Ahora cogeremos los cuatro pedazos de tubo y les practicaremos un taladro a 1’5 centímetros en cada extremos con un diámetro suficiente para que pase el cable que antes hemos cortado. (figura 1)

A continuación ensartaremos cada extremo de hilo conductor por uno de los taladros del respectivo “aislador” (figura 2) de forma que atraviese de cara a cara, y en los puntos A-A’ pelaremos el cable unos tres centímetros y, estos, serán los puntos donde soldaremos el conductor central y la malla del cable coaxial de 50 ohmios del tipo RG-58, que alimentará la antena.

  Para evitar que se suelte el cable del aislador, lo fijaremos con los sujetacalbes, también llamados “perrillos”, puestos en los puntos señalados por “B”. 

A continuación, uniremos los aisladores, cuyo cable ha sido pelado, mediante un alambre que pasaremos por el taladro que había quedado libre y, esta será la parte que ocupará el vértice de la “V” invertida. A los dos aisladores que aún les queda un extremo libre se les ensartará una cuerda o alambre a cada uno, que nos servirá para sujetar las puntas de los brazos a los amarres respectivos del suelo. Con todo ello a punto, lo montaremos según la figura 3.

  Cuando procedamos al montaje debemos tener en cuenta que:- El ángulo de la “V” no debe ser menor de 90 grados pues, si lo fuera, la radiación de ambas ramas tiende a anularse. En ángulos superiores a 120 grados, la antena se comporta como un dipolo.- Para longitudes de onda superiores a la banda de 20 metros, es necesario aumentar la sección del cable para hacerla más resistente mecánicamente.- Seguramente será preciso un ligero reajuste de la longitud de los brazos de la antena, según las características propias del lugar donde esté instalada.- Es conveniente disponer la antena de forma que sus extremos no puedan ser tocados accidentalmente ya que existe en estos puntos una tensión que puede llegar a ser peligrosa.

A RAQUETAZOS CON LA TEORÍA DE LAS ANTENAS

La BIBLIOTECA, será el lugar donde iré publicando viejos artículos técnicos, dirigidos especialmente a los principiantes, que escribí desde hace unos 25 años aproximadamente.

Una buena parte de ellos giran en torno a las antenas, el último reducto de experimentación fácil, divertida y práctica que les queda a la mayoría de radioaficionados. Otra parte será una miscelánea en la que se explicará distintas habilidades necesarias para disfrutar de la radioafición.

Por la construcción de este blog, es muy fácil copiar y pegar todo lo que aquí se escribe, sin embargo, el autor agradecerá que en las copias se haga constar la procedencia y la autoría de estos trabajos en los cuales se invirtió mucho tiempo e ilusión.  Gracias

A RAQUETAZOS CON LA TEORÍA DE LAS ANTENAS

(Este artículo fue publicado por primera vez en la revista URE en Marzo de 1986)

¿Por qué un dipolo para 29 mhz. debe medir 4,91 metros y no 6 ó 5 metros? ¿Por qué una media onda de 27 mhz. puede funcionar medio regular en 29 mhz. y, en cambio, un dipolo cortado expresamente para 3,5 mhz. no cubre toda la banda de 80 metros? ¿Cómo puede calcularse el tamaño de cualquier antena conocida su frecuencia de uso o viceversa? 

Intentaremos explicarlo todo de una manera amena y sencilla. Casi todo el mundo conoce la fórmula para calcular la longitud de una antena, pero ya son menos los que saben el porqué de su uso y procedencias. Para que se entienda usaremos como base un maravilloso ejemplo ideado por un gran maestro de la radioafición, EA3PI, (q.e.p.d.) que a mi modo de ver es el más gráfico y comprensible. 

Supongamos que tenemos un tubo de material transparente de una cierta longitud por el que discurre una pelota de tenis. Un extremo de dicho canuto está abierto y, ante él, estamos nosotros convenientemente provistos de una raqueta y prestos a soltar un raquetazo cada vez que la bola llegue a nuestro extremo. La otra punta del caño está tapada por una especie de membrana capaz de devolver la pelota con la misma fuerza y cadencia con que nosotros se la enviamos. 

Ya tenemos descrito nuestro equipo emisor, pero ahora, antes de continuar, vamos a sentar unas premisas:

a) La pelota simboliza a los electrones que constituyen la energía electromagnética que recorre la antena. Su velocidad es una invariable constante de 300.000 Kms por segundo.

b) Nosotros, raqueta en mano, representamos al emisor y  debemos actuar como tal golpeando a la bola con una frecuencia predeterminada y constante.

c) Y para que todo el sistema funcione correctamente es lógico suponer que el tubo deberá tener una longitud acorde con la velocidad de la pelota y la frecuencia de nuestros golpes. 

Volvemos a nuestro ejemplo práctico. Si nuestro terreno de juego (léase canuto) da la casualidad de que mide 4,91 metros y nosotros somos capaces de golpear con la raqueta nada menos que 29.000.000 de veces por segundo, podremos observar con verdadero placer que, cada vez que lanzamos un golpe a la pelotita, la acertamos de lleno en el centro del cordaje de la pala. 

Ahora bien, si por alguna causa aceleramos la frecuencia de nuestro incesante golpeteo, entonces nos daremos cuenta de que la bola, dada su velocidad inalterable y siguiendo siempre la misma distancia, da la impresión de llegar tarde a su cita y, solamente conseguiremos atizarle con la punta de la raqueta. Si por el contrario, ralentizamos la frecuencia de los golpes, como el resto del sistema no ha variado, veremos que la pelota parece que llega antes al punto de encuentro y sólo lograremos darle con el mango. Pero, curiosamente, bien o mal, podremos seguir jugando con el sistema, aunque no logremos el 100 por 100 del rendimiento, pues una parte de la potencia de nuestro golpe habrá sido transferido a la pelota, pero otra parte importante lo perderemos en calor, producto del esfuerzo vano que realizamos y que a la larga puede provocarnos un cansancio prematuro del brazo (válvulas o transistores del paso final). No obstante, dentro de unos límites razonables, podremos variar la cadencia de los golpes o la longitud del tubo sin ningún riesgo significativo siempre que la pelotilla en cuestión incida dentro del marco de la raqueta. La diferencia, entre el límite superior y el inferior, nos da lo que viene a llamarse “anchura de banda de una antena”. 

Sinteticemos. Si aumentamos la frecuencia, debemos disminuir la longitud; por consiguiente, si bajamos la frecuencia, debemos aumentar la longitud de la antena.  

Perspicazmente, nos damos cuenta de que en esta explicación hemos manejado tres factores: 

1º.- la longitud del tubo, o mejor dicho, de la antena.

2º.- la frecuencia de raquetazos del emisor.

3º.- la velocidad de la pelota, siendo esta constante, invariable e igual a la velocidad de la luz: 300.000 kilómetros por segundo. 

Luego, será fácil relacionar estos tres elementos en forma de una ecuación en la cual, conociendo la constante y uno de los factores, se puede hallar el otro. Así tendremos: 

Longitud de onda en metros = 300.000.000 metros/segundo / Frecuencia en hertzios 

o lo que es lo mismo: 

Longitud de onda en metros = 300 / frecuencia en Megahertzios.  

Ahora bien, como lo que generalmente nos interesa es la medida de la media longitud de onda, podemos reducir aún más esta fórmula: 

Media longitud de onda = 150 / frecuencia en Megahertzios. 

Pero esta fórmula aún es susceptible de otra corrección. La electricidad, al circular por un conductor físico, sufre una cierta disminución de su velocidad por efectos capacitativo e inductivo, e incluso por la propia naturaleza del material con el cual está construida la antena. Dicho en otras palabras, la electricidad y la  luz, al atravesar un medio material queda frenada por los rozamientos de sus electrones con los del cuerpo por el que circula. Por todo ello, rectificaremos la velocidad de la luz, multiplicando su valor  por una constante cuyo término medio es de 0,95, así obtendremos  la fórmula definitiva: 

Media longitud de onda = 142,5 / Frecuencia en Megahertzios. 

Algunos autores prefieren redondear y transformar la cifra 142,5 a 143, evitando así los decimales y facilitando la operación matemática.  Empleando estos conocimientos que acabamos de adquirir, podemos comprobar y descubrir por qué una antena cortada para la banda de 10 metros puede cubrir de 27 a 30 mhz. y, en cambio, otra ajustada para 3,6 mhz. tiene serias dificultades para resonar en los 300 kilociclos de banda asignados. 

L = 142,5 / 29 mhz. = 4,91 metros

L = 142.5 / 28 mhz. = 5,08 metros

L = 142,5 / 27 mhz. = 5,27 metros 

Comprobamos que en un megahertzio la diferencia de longitud de media onda sólo sufre una variación de 17 ó 19 centímetros, que representa un margen no demasiado excesivo. Sin embargo, en el caso de la banda de 80 metros, veremos que ocurre: 

L = 142,5 / 3,5 mhz. = 40,71 metros

L = 142,5 / 3,6 mhz. = 39,58 metros

L = 142,5 / 3,7 mhz. = 38,51 metros

L = 142,5 / 3,8 mhz. = 37,50 metros  

Vemos claramente que en sólo 100 kilociclos, la variación de longitud supone más de un metro de diferencia y, de un extremo a otro de la banda, la disparidad alcanza los 3,21 metros. En nuestro ejemplo del tubo y la raqueta debemos imaginar que si tenemos cortado el tubo para 3,5 mhz. y nosotros “funcionamos” a 3,8 mhz. cuando llegue la pelota ya habremos barrido todas las moscas a nuestro alrededor. 

Evidentemente, la tercera pregunta que proponíamos la principio de nuestro artículo  queda sobradamente contestada pues, conociendo la fórmula mágica, podremos calcular cualquier antena y saber, cuando la probemos, si es larga o corta según la frecuencia que usemos. 

Posiblemente, después de leer esto, ejercitaremos una sana y respetuosa duda cuando nos hablen de antenas de VHF que funcionan de “maravilla” en HF, o de acopladores milagrosos con salida de cable coaxial.