viernes, 11 de abril de 2008

¿Por que enfasar antenas?

No es que yo sea un experto en la materia, pero la verdad es que todo lo relacionado con la VHF y superiores me atrae, y fue al montarme mis cuatro antenas F9FT cuando recopile toda esta información que ahora expongo aqui. Solo tuve que hojear algunas viejas revistas de radio y encontre un articulo de EA3DXU, la pagina web de EA1ABZ, la visita a la instalacion de EA5CJ más algunos de sus consejos, y la valiosa información del RADIO HANDBOOK. Uno de los elementos que determinan la ganancia de una antena es su longitud; para una antena correctamente diseñada y optimizada, su ganancia aumenta en 2,2 dB cada vez que se dobla su longitud. Actualmente se fabrican antenas con 8, 10 y hasta 12 metros de longitud, que ya presentan importantes problemas mecanicos. Pero si queremos aumentar más la ganancia no nos queda otro camino que "enfasar antenas". Una antena yagi tiene lo que se llama area de captura, que podriamos asociar a una supeficie cuadrada por cuyo centro cruza el " boom ". La antena tiene la capacidad de recoger la energia radiolectrica que ataviesa por este cuadrado procedente del trasmisor. Cuando enfasamos dos antenas, colocamos las areas de captura una junto a la otra y según la distancia que exista entre ambas antenas, se plantearan los tres casos siguientes.

Caso A. Distancia demasiado próxima, se pierde superficie de captura debido a la superposición de las dos áreas. En este caso obtendremos menor ganacia de la esperada. 

Caso B Distancia óptima, las superficies de captura quedan una al lado la otra, sin que haya superposición. Obtendremos una ganacia máxima.  Caso C Distancia excesiva. Apesar de que la ganacia por superposicón de áreas de captura es la misma que en el caso B, la interferencia de las antenas reduce la anchura del lóbulo principal y provoca importantes lóbulos laterales que son muy negativos para la recepción.

El diagrama de radiación de la antenaoriginal tendra un lóbulo de 80º, demasiado ancho.

en la fsiguiente figura, el resultado del enfasamiento esta proximo, el lobulo es más profundo y estrecho, 50º

En la B la distancia es óptima, el lóbulo es más profundo y la mitad de estrecho que el de la antena original, 40º, y se aprecia la aparición de dos importantes lóbulos laterales, que en el caso de conseguir un enfasamiento óptimo quedarian por debajo de los 13 dB.

En la C la distancia es excesiva, el lóbulo muy profundo y demasiado estrecho, 20º, obserbandose la aparición de tremendos lóbulos laterales, que en conjunto hacen la recepción muy dificultosa.

Cuando enfasamos dos antenas obtendremos una mejora en la ganancia de 3 dB con respecto a la antena original, y esta mejora se obtendra cada vez que doblamos el número de antenas.

Si tenemos una antena arriba de la otra, tendremos una disposición óptima para concursos y trafico normal de tropo por disponer de un ángulo horizontal muy ancho. El inconveniente reside en que no podemos disponer de elevación y que este montaje no permite alcanzar los 3 dB teóricos obteníendose solo 2,5 ó 2,6 dB. Si el enfasamiento es en el plano horizontal, una al lado de la otra, la ventaja reside en la facilidad de colocación de un sistema de elevación y la mayor ganancia coseguida 2,7 ó 2,8 dB en contrapartida de lo estrecho de su lóbulo que dificulta la operación en concursos y trafico en general.

Hasta aqui el porque, pero empecemos con el cómo.

La formula para hallar la impedancia del transformador de cuarto de onda es igual a la media geometrica de las dos impedancias que se desea adaptar.

z0 =z1*z2 ; z0 =50*112,5= 75 Ω

Esto quiere decir que tendremos que hacer los transformadores con cable de 75 Ω para conseguir 112,5 por cada transformador en la T y dividiendolo entre dos nos dara una impedancia de 56 Ω .

Tambien se pueden construir adaptadores de impedancias a partir de cuadradillo de aluminio y tubos de latón. Como se observa es una cuestión de buscar la relacion correcta entre los dos diametros para conseguir la impedancia adecuada.

¿Por que enfasar antenas?

No es que yo sea un experto en la materia, pero la verdad es que todo lo relacionado con la VHF y superiores me atrae, y fue al montarme m...