Principiantes |
Diego Doncel*, EA1CN |
ORIENTACIONES PARA EL RECIEN LLEGADO A LA RADIO
Antenas
Estas antenas van especialmente dedicadas a los radioaficionados principiantes, aunque también es posible que algún avanzado tenga curiosidad y se monte alguna de ellas.
Hoy día se pueden adquirir en el comercio antenas para HF de precio relativamente económico, pero hay que tener mucho cuidado con lo que se compra pues a veces se hace realidad el refrán que dice «Lo barato es caro», ya que puede ocurrir que al poco tiempo de tener instalada una antena recién comprada empieza a dar problemas; o bien, a «no comportarse como esperamos de su precio».
Hay, en lo que a antenas de HF se refiere, un lema fundamental se mire por donde se mire, y es la longitud de las antenas: han de ser grandes y largas, como mínimo de media onda para que rindan bien. Como esto a veces no es posible, se recurre a trucos que acortan la antena, aprovechando lo más posible sus prestaciones. Estos trucos son las bobinas de carga y las trampas de onda. Es por todo ello que una de las distracciones mejores para el radioaficionado es la construccion de antenas.
El principiante constructor de antenas debe tener muy presente algunos conceptos elementales antes de afrontar la construcción de una antena.
Una antena que aparece en una revista puede no funcionar exactamente como dice el articulista, aunque asegure maravillas de ella: todos no tenemos las mismas condiciones de altura, humedad, cercanía del mar; etc. Esto cambia mucho las condiciones de trabajo de una antena. Por ello es necesario experimentar.
Los materiales que a veces se utilizan no son exactamente iguales que los que se proponen, pudiendo alterar las condiciones de trabajo de las antenas. También por ello es necesario experimentar.
No deben utilizarse materiales conductores de distinta composición en la construcción de antenas, como hilo de cobre y tubo de aluminio o tornillos de latón, etc. Esto es a nuestro alcance muy difícil de conseguir (hilo de cobre, tornillos de cobre, etc.). Existe el fenómeno de la electrólisis [descomposición de dos metales en presencia de un gas (aire) al paso de la corriente eléctrtca], que sulfata los contactos que tan amorosamente hemos preparado en nuestra antena. La solución para poder utilizar dos metales distintos, en principio, consiste en aislar del aire dichos contactos tapándolos con silicona; pero ¡mucho ojo! la silicona de color gris que venden en el comercio es conductora, de forma que no podemos sellar un condensador de ajuste, por ejemplo, así que usaríamos silicona transparente. Naturalmente estos sellados son llevados a cabo una vez ajustada y terminada la antena.
Todas las antenas necesitan un mantenimiento periódico, una vez al año, por lo menos: el sol, el mar (¡qué les voy a decir yo a los de las costas que no sepan ellos!), el agua deteriora los matériales y hay que revisarlos. Las cuerdas de nilón o perlón hay que impregnarlas de barniz tapaporos y nunca fiarse de ellas más de un año.
Una cosa más como introducción: la práctica de antenas está muy unida a la paciencia y es muy importante considerar que para comparar dos antenas hay que hacer muchos contactos, simular las mismas condiciones de propagación, potencia. etc. Por eso, como ya dije en un artículo anterior [CQ Radio Amateur núm. 73, Enero 1990. pág. 55], la mejor antena es la que más satisfacciones nos da, sea como sea.
Para HF, y para experimentar, de lo más divertido son los dipolos. Un inconveniente es que sólo funcionan en la banda en que se corta, más o menos (por los armónicos). Un segundo inconvenente es la adaptación de impedancia (fácil solución con balun). Y por último, sus tamaños, pues son grandes, en general.
Un balun 1:1 para centro de antena puede construirse sin gran dificultad y también puede comprarse a bajo costo (atención que sirva para 3,5-30 MHz, no todos lo son). Hay muchas teorías sobre lo necesario o no de un balun 1:1 en un centro de dipolo, y yo no voy a discutirlas, pero unas veces los uso y otras no, y siempre me va bien.
Antena dipolo multibanda
Esta antena no tiene misterios ocultos. Sus dimensiones y caracteristicas eléctricas se muestran en la figura 1. Su construcción sólo plantea un pequeño problema: la bobina es de fácil construcción, un número de espiras sobre un tubo de plástico; el condensador ya es más problemático: 60 pF y que aguante mucha tensión (5 a 10 kV); conseguirlos es difícil, aunque pueden construirse como «sandwiches» de vidrio y papel de aluminio. He construido estas bobinas con cable blindado RG-58 y van muy bien. Referencias de estas bobinas han aparecido en CQ y en el Manual ARRL. Una imagen vale más que mucho rollo, de forma que véase atentamente la figura 2 para los datos. Yo la tengo construida con hilo de acero para vientos, de 2,5 mm; pero soy muy exagerado y a veces me paso, la antena pesa una barbaridad y tensarla es la mar de divertido. Tengo mis motivos para haberla hecho así: las anteriores (de alambre) me las había tirado un mal golpe de viento. Puede utilizarse cable flexible, trenzado, del mejor grosor que se pueda, sin exagerar; el sentido común enseñará qué tipo, podemos pensar en 2 mm tipo Pirepol.
Debe cortarse algo más que las medidas dadas y luego ajustarlas. He probado una antena como ésta con las trampas realizadas con bobina y condensador en una isla de Galicia (Sisargas) y de un año a otro incluso varían sus dimensiones al prepararla. A mi me gusta mucho, y en mi situación portable es la que uso exclusivamente.
Las trampas resuenen en 7.100 kHz, de forma que por abajo de esta frecuencia los extremos quedan fuera de servicio. Su ajuste preciso se realiza con un grid-dip (un forofo de las antenas de HF debe tener uno). Funciona bien en todas las bandas. Se la ajusta para resonar én 40 metros (secciones interiores> y en 80 metros para el ajuste de las secciones externas. En las otras bandas funciona bien, aunque uso siempre acoplador con todas mis antenas, por mi manía de filtrar, acoplar bien, eliminar espurias y no hacer gimnasia de tejado.
Como centro de antena puede usarse un trozo de metacrilato, PVC o un balun 1:1 comercial o de construcción casera. Los contactos se sellan con silicona o se recubren con vaselina. Las trampas, una vez terminadas, se pueden envolver en cinta aislante autovulcanizable y/o embadurnar de tapaporos para que las espiras no se muevan. En los extremos de la antena, aisladores de huevo (muy aconsejables porque su rotura impide que la antena se caiga) o de metacrilato, teflón, etc. La antena puede ponerse extendida, en V invertida o incluso los extremos pueden doblarse en zig-zag para que quepa en el tejado, huyendo siempre de antenas de TV sin problemas con 500 W, por lo menos.
Yo prefiero no excederme en datos constructivos por lo dicho anteriórmente, a veces no se encuentran los mismos materiales y, además, así se ejercita la imaginación de cada cual. Algunos principiantes me escriben preguntando si funcionaría tal antena así o asá y yo siempre contesto: habría que probar.
Antena para tres bandas
El modelo de antena que aquí se explica ha sido muy probada por mis buenos amigos gallegos en las islas Sisargas. Su construcción es muy sencilla y bastante flexible y resistente al viento (me consta). Es muy curioso que las dimensiones de esta antena varían más de un 20% de usarla en la isla a usarla en tierra. Ahora bien, he probado a reducir el ángulo que forman los dos radiantes con el central y todo han sido problemas, de modo que la recomiendo tal y como viene dibujada en la fígura 3. Para su construcción úsese una antena de 27 MHz relativamente robusta (las modelo «Ringo» no van bien), acortada a 5 m. Los otros radiantes sirven para 10 y 15 metros. Deben ponerse por lo menos dos radiales de 1/4 de onda por banda, distribuidos lo más uniformemente posible alrededor de la base. Las dimensiones de los radiales se ponen justo de sus medidas y no se tocan (5, 2,5 y 3,75 m). El ajuste se hace en los radiantes, empezando por la banda más alta (10 metros). Aquí pongo yo un punto de atención: la antena puede llegar a tener una ROE suficientemente baja en las tres bandas, pero no merece la pena subir y bajar cientos de veces por dejarla 1:1, esto a veces es obsesión para muchos (no para mí). Piénsese que una relación 2:1 supone sólo un 20% de pérdida (¿importa mucho?, qué cada uno lo dccida). La varilla soporte horizontal es de 1 m de longitud y puede ser de fibra o tubo de PVC delgadito. Se ensambla todo con cuerda de nilón formando un conjunto que asemeja el mástil de un barco; no tensar en exceso para que sea flexible al viento. También puede haceme un ensanche de banda añadiéndole otra pareja de radiantes más uno a cada lado.
El principiante debe comprender que una resistencia de 50 W en paralelo con 1K representan casi 50 W. Algo así ocurre con estas antenas. La impedancia del radiante lateral a 14 MHz es muy alta, comparada con 50 W (aproximadamente) que tiene el central a esa frecuencia, por ello el paralelo resulta casi los 50 W. Sin problemas con 100 W, por lo menos. Sugiero un taladro, si no existe, en la parte baja del tubo central para que el agua salga (puede helarse y estallar el tubo, lo digo por experiencia).
Otro dipolo multibanda
Quizás la antena más popular entre los dipolos es la G5RV. Esta antena tiene algunas variantes que se adaptan a las necesidades de cada cual. Juan José, EA4DDE, me describió la adaptación que de ella ha hecho EA4DGG, y me ha parecido tan bonita que os la describo. Con ella EA4DDE ha hecho Japón y Corea en 40 metros aparte de gran cantidad de contactos. No me extraña.
La bajada de esta antena necesita para su adaptación de cable de 300 W. La posible dificultad de encontrarlo o de construirlo en escalerilla motiva la argucia de utilizar cable coaxial. La idea es fantástica. No se necesita acoplador.
El centro de la antena está construido con tubo de PVC de 63 mm y dos tapones para esa dimensión, todo ello pegado con pegamento de fontanería o tornillos rosca chapa; el interior está relleno con silicona transparente (figura 4).
Dentro del «centro de antena» hay una placa de PVC o metacrilato donde, con unos tornillos van sujetos los cables que forman el dipolo (cable multifilar de 2,5 mm) y los coaxiales de bajada (RG-58). Los coaxiales pueden atorarse dentro del centro abrazándolos individualmente para que no hagan peso hacia abajo con unas abrazaderas de cremallera para sujetar cables. La longitud de bajada es de 10 m de doble coaxial, separados unos 2 cm más o menos (figura 5). Quiero ahora hacer mucho hincapié para los principiantes en que, cuando se unen entre sí dos cosas (antena y equipo) que tenen la misma impedancia (por ejemplo, 52 W) la longitud del cable coaxial no importa, si es de 52 W. Yo nunca me he creído eso de «múltiplos impares de cuartos longitud de onda».
Colineal para 2 metros
Muchos conocen esta antena pues tras su publicación hace algunos años fue muy construida. Yo obtuve su diseño de otra idea de un radioaficionado veterano (EA4ZW) que la publicó allá por el 1979. Es posible que una colineal no sea muy cara comercialmente y quizá no merezca la pena meterse a construir una con posibilidades de averias con el tiempo, pero distraerse construyendo antenas es francamente relajante y los resultados buenos, aparte el orgullo de lo construido por uno y todo eso.
La antena, como se trata de una colineal, está formada por dos antenas verticales enfasadas por una bobina. Las antenas son una de 1/4 de onda y otra de 1/2 onda, la bobina entre ambas se encarga del enfasamiento (figura 6).
He construido varias de ellas, utilizando como base muy distintas opciones que ahora mencionaré. Las tres partes que forman la antena son: un tubo de algo más de 50 cm, para respetar al final la dimensión de 49 cm desde la unión con la bobina, que está formada por 203 mm de hilo de cobre de 1 o 1,5 mm bobinado regularmente sobre un soporte de PVC de unos 20 mm de diámetro de 50 cm de longitud. Por su parte superior penetra una varilla o tubo de aluminio dejando ver unos 97 cm. Esta longitud es ajustable a mínima ROE. Se ajusta muy bien en un par de pruebas, no es difídl. Los cuatro radiales forman ángulos de 90º y miden 50 cm. Se alimenta con cable RG-8, a ser posible. El tubo de la parte inferior es de mangos de fregona y el de la parte superior de antenas de TV de canal 2. Esta antena tiene un gran ancho de banda, de forma que puede usarse sin problemas en toda la banda de 144 a 146 MHz. Su ganancia es bastante buena con respecto a una de 1/4 de onda.
Ideas de construcción
Todas las ideas que se exponen a continuación se han probado con mayor o menor éxito.
Compré una antena Televés Ref. 1000 (unas 5.000 ptas.), retiré de su base el circuito separador, monté una placa de circuito impreso virgen en su interior para aguantar los radiales y los corté a 50 cm; también corté el radiante por los 50 cm y lo uní con el superior con la bobina descrita, el tubo es de PVC de 20 mm y el ajuste entre el tubo y el radiante es perfecto con goma de gas butano y unas abrazaderas. La bobina se impermeabilizó del exterior con cinta aislante autovulcanizable Scotch, los contactos están sellados con silicona.
Otra idea es obtener una plancha de aluminio o chapa doblada a 90º y sujetar el tubo de 50 cm de la base a un casquillo de bombilla oportunamente relleno de resina de poliéster (figura 7). O también construir o hacerse construir un tubo roscado de nilón que soporte el conector por un lado y el tubo por otro.
El colega Juan José, EA4DDE me escribió aportando la idea de una caja BJC con tapa de aluminio (figura 7b).
Animo mucho a montar o experimentar. Obsérvese que no suelo mencionar decibelios de ganancia, porque a mi modo de ver, esto sólo es importante en las directivas (como relación frente/espalda) y, naturalmente, en las directivas de VHF y UHF donde puede ser muy importante.
Hay que procurar que las uniones sean fiables, huir de empalmes y conexiones chapuzas. Es muy interesante recordar que una mala unión rectifica las señales de radio, produciende muchas y ricas interferencias perjudiciales.
73, Diego, EA1CN