Manual Das Antenas

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  • Ademir Freitas Machado - PT9AIA

    MANUAL

    DAS

    ANTENAS

    MANUAL

    DAS

    ANTENAS1 Edio

    Para Radioamadores e Radiocidados

    Manual das AntenasCD fornecido gratuitamente com o livro

    No vendido separadamente

    Software de domnio pblico

    Programas obtidos na internet e

    distribudos gratuitamente, no

    esprito radioamadorstico.

    CD ROM com

    programas para

    clculos de

    antenas

    GRTIS

  • POR FAVOR, LEIA ISTO!

    Gostaria que voc soubesse que estou disponibilizando

    gratuitamente este livro, que custou-me um ano inteiro de trabalho

    na forma de pesquisa de vrios livros no idioma ingls, alm de

    horas trabalhando no CorelDRAW para fazer as ilustraes que voc

    v nesta obra.

    Desde 2008 at a presente data (julho de 2012) no consegu

    patrocnio para a publicao deste livro. Procurei as pessoas que

    deveriam interessar-se pela cincia e tecnologia em nosso pas (eles,

    os polticos!), mas a resposta sempre foi a mesma: um livro

    tcnico! S nos interessa livros culturais!. Sim, leitor, essa obra,

    indita em 2008, no serve para absolutamente nada. Desenvolver

    ou divulgar conhecimento tcnico no de interesse da nao.

    Sem recursos advindos de patrocnios, no tenho condies de

    continuar e at ampliar esse projeto, por isso, voc tem a liberdade

    de baixar e imprimir esse livro para seu uso pessoal. Mas gostaria

    que voc no vendesse esse material na forma de CD ou livro

    impresso. Tambm no autorizo modificaes no texto, como

    retirada da capa, nome do autor, etc. Claro, aceito correes,

    conforme consta no prefcio. Tambm, peo que voc no coloque

    este livro no Rapidshare, Megaupload ou outro local, pois eu mesmo

    posso fazer isso.

    Atualmente o livro est hospedado no 4shared, de onde voc

    pode fazer o download com a conscincia limpa. Para ter certeza que

    voc ter sempre o manual atualizado, acesse minha pgina no

    endereo: (www.pt9aia.blogspot.com.br).

    Voc pode e deve divulgar esse livro na net, inclusive o site

    onde est disponvel para download. O CD anunciado na capa no

    est disponvel.

    73 a todos.

    Ademir Freitas Machado - PT9AIA - [email protected]

    www.pt9aia.blogspot.com.br

    www.recicladourados.blogspot.com.br

  • Manual das Antenas

    Para radioamadores e radiocidados

    1 Edio

    Dourados - Mato Grosso do Sul

    2008 Edio do Autor

    1

    Ademir Freitas Machado - PT9AIA

    Atualizado em 24/08/2012

  • Apresentao

    Uma das maiores dificuldades encontrada pelos

    radioamadores brasileiros justamente conseguir material didtico

    que esteja em nossa lingua materna e que seja de fcil de

    compreenso.

    Sabemos que o mercado editorial oferece excelentes livros

    sobre antenas e outros assuntos relacionados ao radioamadorismo,

    mas esto na lingua inglesa e so de difcil aquisio, portanto, fora

    do alcance da maioria dos nossos colegas.

    Este livro, em formato de brochura (ou encadernado),

    procura suprir uma lacuna, mostrando de maneira simples e

    coloquial, como projetar as antenas mais simples e mais usadas

    atualmente pelos radioamadores. Muitas vezes, projetos so

    abandonados por apresentarem frmulas matemticas muito

    complexas e, o que pior, medidas em ps ou polegadas e suas

    fraes.

    importante ressaltar que as melhores frmulas

    matemticas no dispensam ajustes e reajustes, especialmente em

    se tratando de antenas. E sempre que experimentar uma, verifique

    suas medidas e parmetros, usando um bom analisador de antenas.

    No coloque potncia total do rdio numa antena nova, pois se algo

    deu errado, voc pode danificar seu equipamento.

    No somos especialistas em antenas e as descritas nesta obra

    foram projetadas por outros radioamadores ou simuladas nos

    programas citados no livro.

    Se voc encontrou erros grosseiros ou tem alguma sugesto

    construtiva, por favor contate-nos. Aceitamos idias para futuras

    atualizaes desta obra.

    Incluimos nesta obra um CD com vrios programas, que

    encontramos na internet. No observamos nenhuma restrio de

    seus autores quanto reproduo ou divulgao dos mesmos,

    exceto no caso de se auferir lucros com eles, o que no o nosso caso.

    Nossos agradecimentos ao Roland Zurmely PY4-ZBZ, ao lvaro

    PY2-FWA, ao Al Legary VE3-SQB, ao Fernando F. Almeida e ao

    Macoto Mori JE3-HHT, pelos timos programas que elaboraram

    para os radioamadores e aos colegas Gomes PY2-MG, Miguel PY2-

    OHH, Galieno Lobato PY4-JR, Igor Grigorov RK3-ZK e a tantos

    outros que nos inspiram a montar antenas e acessrios para a

    estao.

    A todos, um forte 73!

    Ademir Freitas Machado - PT9AIA/PX9D-1200

    2

  • Sumrio

    1 - Antenas - um pouquinho de teoria Pgina 05

    2 - Ressonncia, reatncia e impedncia Pgina 07

    3 - Dipolo inclinada para DX - antena sloper Pgina 10

    4 - Dipolo multibanda Pgina 11

    5 - Antena Windom Pgina 12

    6 - Antena G5RV Pgina 13

    7 - Outros dipolos multibanda e encurtados Pgina 14

    8 - W3DZZ Pgina 14

    9 - Dipolos encurtados de fio ou com tubos de alumnio Pgina 16

    10 - Dipolo encurtado com bobinas para 40 metros Pgina 16

    11 - Dipolo encurtado para 40 e 80 metros Pgina 17

    12 - Antena bazuca para 40 metros Pgina 17

    13 - Antenas direcionais Yagi-Uda e quadra-cbica Pgina 18

    14 - Modelos prticos de antenas Pgina 21

    15 - Antenas loop ou quadra-cbica Pgina 24

    16 - Antena loop para 10 metros Pgina 27

    17 - Algo sobre antenas quadra-cbica Pgina 28

    18 - Quadra Pfeiffer - quadra-cbica encurtada Pgina 30

    19 - Antenas verticais fixas e mveis Pgina 32

    20 - Antena vertical Marconi Pgina 34

    21 - Open Sleeve - antena vertical bi e tri-banda Pgina 36

    22 - Antena Open Sleeve para V/UHF Pgina 37

    23 - Antena J Pole para VHF ou V/UHF Pgina 38

    24 - Acessrios para antenas - algumas idias Pgina 40

    25 - Isolador central Pgina 41

    26 - Como emendar tubos numa gndola ou conectar o cabo coaxial Pgina 42

    27 - Sugesto de um gamma-match Pgina 43

    28 - Outros programas de computador para Radioamadores Pgina 46

    29 - Transformadores de impedncias ou gamma-match Pgina 48

    30 - Transformador de impedncias de 2:1 Pgina 50

    31 - Equipamentos de medida - medidor simples de ROE Pgina 51

    32 - Medidor de ROE com LED para QRP Pgina 53

    33 - Acopladores de antenas Pgina 54

    34 - Acoplador de antenas para QRP Pgina 55

    35 - Instrumentos indispensveis no shack Pgina 56

    36 - Outras sugestes de gamma-match Pgina 59

    37 - Monte uma antena Isotron* Pgina 60

    Manual das Antenas

    3

  • Manual das Antenas

    A melhor antena do mundo...

    ... aquela que voc pode colocar em seu QTH... Mas no exagere na economia! Uma

    antena de boa altura, mastro bem aterrado e cabo protegido contra as intempries, dar

    melhores resultados.

    A anteninha acima, para 10 metros, foi construda com tubos de alumnio,

    canibalizados de uma antiga antena para Faixa do Cidado. Apesar de ser uma montagem

    provisria (que j dura 5 anos), a mesma possibilitou contatos com a Europa com um rdio

    Faixa do Cidado de apenas 3 watts. Acho que os ventos ajudaram um pouco!

    Foto: Ademir Freitas Machado

    4

    BIBLIOGRAFIA

    Livros consultados para a elaborao desta obra:

    ARRL Antenna Book 19 Edio - www.arrl.org

    The Radioamateur Handbook 2005 - www.arrl.org

    Practical Antenna Handbook 4th Edition - McGraw Hill

    RSGB Radiocommunication Handbook 8th Edition (www.rsgb.org).

    Sites visitados:

    www.antentop.org

    www.py2mg.qsl.br

    http://paginas.terra.com.br/lazer/py4zbz

    www.qsl.net/ve3sqb

    http://f5ad.free.fr/Archives_liens_coupes/DL4SZ/20Antenne/20isotron.htm

    http://f5swn.free.fr/radio_ville2.html

    http://www.hari-ham.com/info/isotron.htm

    http://www.isotronantennas.com/isomn80.pdf

    http://www.isotronantennas.com/isomn40.pdf

  • ANTENAS - UM POUQUINHO DE TEORIA

    Neste livro, falaremos um pouquinho sobre antenas. No entraremos em

    detalhes sobre complexas frmulas matemticas, visto no ser este o objetivo deste

    trabalho. Existem obras fabulosas, facilmente encontradas na internet. A maioria

    est em ingls, mas como os termos so tcnicos, d para se tirar bom proveito. o

    que tenho feito, mesmo sem contar com um bom dicionrio. Os tradutores dos

    programas de busca da internet, como o Google e Yahoo so de grande valia. Uma

    dica; traduza para o espanhol primeiro e depois faa a converso para o portugus.

    Recomendo a leitura do livro Antenna Book, da ARRL - American Radio Relay

    League.

    Calculando o comprimento de uma onda (smbolo - lmbda)

    ou o comprimento fsico de uma antena

    Para calcularmos o comprimento de uma onda de rdio (ou de um dipolo),

    basta dividirmos a velocidade da luz (300.000 Km por segundo) pela freqncia

    desejada, em Hertz. No por coincidncia que a propagao da onda de rdio

    tambm a mesma da velocidade da luz, no espao aberto. Para efeitos de

    simplificao, cortamos os trs zeros e temos uma frmula padro (ou quase padro):

    300/F=1 (uma onda completa), sendo o smbolo grego (lambda)

    representando onda. Para os puristas, a velocidade da luz 299.792,5 Km/segundo.

    Exemplificando, queremos saber qual o comprimento (em metros), de onda de

    um rdio transmitindo em 7.100 KHz (ou 7.1 MHz). Temos ento:

    300/7.1=42,25 metros. Arredondamos e temos ento que nosso aparelho

    transmite na faixa de 42 metros.

    Tambm no por coincidncia que atravs da mesma frmula, podemos

    calcular o comprimento fsico de uma antena de onda completa, como um dipolo,

    long-wire, loop ou quadra.

    Mas os estudiosos descobriram (e tem polmica nisso!) que uma

    radiofreqncia ou uma onda de rdio, tem sua velocidade reduzida ao percorrer um

    condutor fsico, no caso, nossa antena de fio n 12 a 14 ou os tubos de alumnio da

    nossa Yagi. Calcula-se que o atraso da ordem de 5%. Recentemente, autores norte-

    americanos, usando programas de computador, calcularam que a reduo da

    ordem de 2 a 3%. Outros fatores tambm entram em cena, como o dimetro,

    resistncia, condutncia do elemento metlico. Quanto maior o dimetro, maior a

    componente indutiva e maior a reduo no seu comprimento fsico.

    Isto significa que uma antena, calculada segundo a frmula acima, na

    verdade, ser um pouquinho comprida, na ordem de 2 a 5% j citados.

    Ento, a frmula padro passa a ter o seguinte valor, j descontados os 5%:

    285/f=comprimento de 1 onda.

    Mas no caso de uma antena de fio fino, como uma loop de onda completa, a

    frmula passa a ser de 305 a 315/f. que neste caso, a antena ter uma leve

    indutncia e no ser puramente resistiva!

    Exemplificando, qual o comprimento fsico de um dipolo de onda completa

    em 7 MHz?

    Manual das Antenas

    5

  • 285/7=40,71 metros.

    E voc se pergunta: E porqu todo mundo usa a frmula 142,5 divididos pela

    freqncia? Simples, a metade dos 285, neste caso, para se calcular uma antena de

    meia onda ( ). Exemplificando:

    142,5/7 MHz=20,35 metros, exatamente a metade dos 40,71 encontrados no

    exemplo anterior!

    Segundo experincias, acima de 30 MHz, usando-se tubos de alumnio de 2

    polegadas, costuma-se aumentar o valor da frmula padro para 144,3 (fator K).

    Para quem quiser se aprofundar, existem programas de computador para se calcular

    corretamente uma antena, levando-se em conta todos os fatores. Cito alguns desses

    programas:

    MMana, de Makoto Mori JE3-HHT; Yagi-Uda Antennas, de VE3SQB e os

    programas da ARRL. Na internet, voc encontra outros programas do VE3SQB,

    incluindo para clculos de gamma-match e outros.

    No se esquea que os valores obtidos, no caso de um dipolo, ainda deve ser

    segmentado em duas partes, para se inserir o cabo coaxial no meio. Um dipolo, do

    exemplo acima, teria 10,1 metros para cada lado.

    E voc ainda se pergunta: E por qu todo mundo usa uma antena de meia onda

    ( )? Porque padro. Os rdios tem a sada de 50 e a antena de meia onda,

    apresenta no seu centro, esta impedncia. Voc deve ter concludo que a antena de

    onda completa teria 100 . Na prtica, os valores da antena de meia onda varia de 50

    a quase 80 e a de onda completa, de 100 a 120 . por isso que as antenas loop,

    quadra, Yagi e outras, usam um sistema para acoplar ou casar estas impedncias

    com a sada padro do rdio, que de 50 . Falaremos destes casadores depois.

    Um detalhe importante: a impedncia varia ao longo de uma antena dipolo,

    sendo o valor calculado para o centro dela. Se colocar o ponto de ligao (cabo coaxial)

    fora do centro da antena, alguns decmetros ou metros, a impedncia aumentar ou

    diminuir, chegando a 1000 (aproximadamente) nas extremidades. A antena

    Windom usa esse recurso para ressonar em vrias bandas. O lbulo de irradiao

    disforme, mas funciona!

    E para finalizar, uma onda completa ou meia-onda no tudo numa antena!

    Ela pode ter vrios comprimentos de onda (mltiplos) ou fraes de ondas

    (submltiplos). Ex: long-wire ou multi-banda, como a G5RV ou antenas para uso

    mvel.

    Manual das Antenas

    6

  • Ressonncia, reatncia, impedncia e resistncia

    As antenas, de qualquer tipo, so influenciadas por estas grandezas eltricas.

    O assunto bem complexo e quem quer se aprofundar, aconselho adquirir o ARRL

    Antenna Book. Podemos resumir estas grandezas, todas inter-relacionadas e inter-

    dependentes entre si.

    Ressonncia quando a antena tem o comprimento exato e funciona na

    freqncia para a qual foi cortada. A impedncia aquela que se espera e o sinal de

    RF flui sem restries para o ter e medida em ohms (). Exemplo, se sua antena

    foi cortada para 7.100 KHz, ela no ir funcionar bem em 8.000. Haver ROE, ou RF

    voltando pelo cabo para o rdio. A impedncia, neste caso, tambm ser bem

    diferente quando a antena usada em freqncia para a qual no foi cortada,

    aparecendo da outras grandezas complexas, como a reatncia, podendo ser

    indutiva ou capacitiva. Ex: R 50 +j123. R a parte resistiva medida em ohms. O

    smbolo +j indica uma reatncia indutiva. Se o sinal fosse -, seria reatncia

    capacitiva.

    Outra caracterstica das antenas que elas podem ser alimentadas por

    tenso ou corrente. No caso do dipolo alimentado no centro, dissemos que a

    alimentao em corrente e no caso de ser na extremidade, a alimentao em

    tenso. Veja o grfico abaixo.

    A propsito, no fique com a cara colada numa antena, quando algum

    transmite! Pode haver queimaduras por RF. Hoje no Brasil existem normas de

    segurana neste respeito.

    A senide representa uma onda completa

    A metade, meia-onda

    I=Corrente

    E=Tenso

    Formas de tenso e corrente que interage numa antena de meia onda

    ^^^^

    Manual das Antenas

    7

  • I = Corrente

    Linha de descida,

    alimentado no centro da antena

    ^

    E = Tenso

    Linha de descida,

    alimentado no canto da antena

    ^

    Tipos de antenas

    Dipolos de fio ou de tubos de alumnio. J explanadas acima. Veja o ngulo de

    radiao e seu lbulo (plano vertical e horizontal). O ganho de uma antena de 1

    elemento unitrio. Ela irradia em todas as direes (omni-direcional), com uma

    leve diminuio nas pontas. No Brasil, os radioamadores gostam de colocar o dipolo

    com as pontas para o Leste/Oeste, irradiando o mximo para o Norte/Sul.

    Uma antena dipolo pode ter suas extremidades dobradas em ngulos de 90,

    permitindo acomod-la em espaos reduzidos. importante fazer experincia

    antes, pois uma srie de fatores ir entrar em ao.

    Na figura a, como se veria a irradiao de um dipolo, vista de cima. Na figura

    b, como se veria observando a antena na linha do horizonte. No bem exato, mas d

    para se ter uma idia. Nas antenas direcionais, o lbulo concentra-se numa nica

    direo e pode ter um ngulo bem baixo em relao ao horizonte, o que bom para

    DX.

    Manual das Antenas

    8

  • Mxima irradiao

    Mxima irradiao

    ^^

    (Figura a)

    Manual das Antenas

    Se fosse possvel vermos o campo eletromagntico, veramos algo semelhante

    a uma bolha, levemente achatada nas pontas da antena e mais encorpada

    perpendicularmente ao fio da antena.

    BB(Figura b)

    9

  • Dipolo inclinada de meia-onda para DX (antena sloper)

    Presilha para

    prender o cabo

    no poste

    Cabo coaxial

    (deve descer em ngulo de 90)

    ^^

    ^Mxima irradiao

    Na figura acima, um tpico dipolo de meia-onda, inclinada, para DX

    Manual das Antenas

    claro que quanto mais alto for o poste e se possvel de madeira, melhor. A

    ponta da antena em direo ao solo, deve estar o mais longe possvel, da a

    necessidade de um mastro de bom comprimento. Neste tipo de antena, importante

    afastar pessoas e animais da antena, a menos que voc esteja com 0,001 Watt de

    potncia!

    muito comum os radioamadores usar este tipo de antena aproveitando a

    prpria torre.

    10

  • Usando os clculos j mostrados, voc pode construir uma antena deste tipo.

    Haver interao entre os dipolos e a sintonia fica difcil em rdios com sada

    vlvulas, por isso a famosa frase em qualquer artigo sobre antenas: requer

    pequenos ajustes para melhor funcionamento.

    No seria m idia usar um acoplador de antenas ou o casador 1:1 constitudo

    do prprio cabo. Veja seo sobre transformadores e acopladores de antenas.

    O desenho no est em escala. Os fios de cobre podem ser encapados, n 14, no

    caso do dipolo para a primeira faixa (80 ou 40 metros). Os outros dipolos podem ter

    dimetro menor, como fio n 16.

    importante soldar bem na orelha do isolador central. Se der algumas voltas

    para fixar melhor, solde e no se esquea do comprimento de cada perna do dipolo. Se

    ficar comprida, descasque as pontas e enrole. A literatura no d informaes sobre

    a distncia de cada dipolo, mas os caninhos isoladores de PVC costumam ter uns 30

    cm de comprimento. Alguns livros recomendam usar a antena em V invertido.

    A extremidade de cada dipolo pode ser colada com cola plstica para manter-

    se fixa no lugar. Lembre-se: mais fcil encurtar um fio do que estic-lo!

    Cabo coaxial

    Balun 1:1

    Corda de nylon

    para servir de suporte

    aos fios

    ^

    ^

    ^

    Manual das Antenas

    outra sugesto para estaiao do dipolo multibanda

    Cabo coaxial

    Balun 1:1

    Corda de nylon

    para servir de suporte

    aos fios

    ^

    ^

    ^

    Tubos de PVC

    11

    Poste de

    madeira ou metal

    Dipolo multibanda

  • Antena Windom

    uma antena alimentada a 1/3 (aproximadamente) do centro do dipolo. Seu

    comprimento total de 130 ps, o que equivale a 39,6 metros. Conta-se 14,3 metros a

    partir de uma extremidade e ligue a o cabo coaxial. A outra perna da antena ter

    25,3 metros. necessrio usar um acoplador ou transformador de impedncias na

    relao 4:1.

    Funciona de 80 a 10 metros e tem um ngulo de irradiao bem complexo.

    Procure na internet por windom que voc encontrar farto (e polmico) material a

    respeito desta antena, inventada por volta de 1930. Note que na prtica, seu

    comprimento total equivale a um dipolo para 80 metros, mas modelos comerciais

    apresentam verso longa e encurtada.

    Algumas publicaes mostram a antena sendo alimentada por uma linha de

    200 ou 300 ohms e depois o cabo coaxial de 50 ou 75 ohms. Na verdade, a impedncia

    nominal da Windom 243 ohms.

    Cabo coaxial

    Casador 4:1

    14,3 metros 25,3 metros

    Manual das Antenas

    12

    A antena Windom foi

    descrita originalmente por

    Loren G. Windom - W8GZ

    (foto) em 1929 na revista

    QST Magazine

  • Antena G5RV

    Uma senhora antena, muito apreciada por colegas que querem ganho,

    versatilidade e operao de 80 a 10 metros. um dipolo alimentado por uma seo de

    linha aberta de 300 (fita de televiso) de determinado comprimento e o restante,

    um cabo coaxial de 50 . Um excelente artigo, talvez o melhor sobre esta antena, foi

    publicado na revista Antenna-Eletrnica Popular de janeiro de 1983, por Ney Thys,

    PY1DWN.

    Outro material de qualidade foi publicado na pgina do Alexandre, PY4EU,

    por Galieno Lobato. Inclusive, as medidas so para fitas de 300 ou 450 . Neste

    caso, veja que as medidas da antena variam, podendo inclusive, faz-la na verso

    encurtada.

    Esta antena funciona maravilhosamente bem em 20 metros, com baixa ROE.

    Nas outras bandas, inclusive as novas (l se vo 20 anos...) necessrio usar um

    acoplador de antenas, tipo T. Alguns acopladores no funcionam bem com esta

    antena. Veja que existem vrias configuraes de acopladores. Um detalhe

    importante, que quem j experimentou avisa desde j: cuidado com baluns,

    especialmente os de ferrite. Se quiser, experimente, mas como diz o nosso colega

    Galieno em seu excelente artigo, no invente moda!

    Como funciona a G5RV:

    Em 80 metros, comporta-se como um dipolo de meia-onda parcialmente

    dobrado no centro. Tem alta ROE.

    Em 40 metros, funciona como duas meias-ondas em fase. O rendimento bom,

    apesar de ROE presente.

    Em 30 metros, comporta-se como duas meias-ondas em fase, sendo o

    funcionamento parecido ao de 40 metros.

    Em 20 metros, ROE relativamente baixa. Funciona como uma long-wire de

    trs meias-ondas. Pode-se usar um cabo coaxial de 75 ohms. nesta faixa que a G5RV

    mostra todo o seu potencial.

    Em 17 metros, funciona como duas ondas alimentada em fase.

    Em 15 metros, funciona como long-wire de 5 meias-ondas. Alta ROE presente.

    Em 12 metros, funcionamento praticamente igual a banda de 15 metros.

    Em 10 metros, funciona como duas long-wire de trs meias-ondas alimentadas

    em fase. Alta ROE presente.

    Como se v, o uso de um acoplador fundamental para se tirar o mximo

    proveito, visto que os modernos transceptores baixam automaticamente a potncia

    na presena de alta ROE (proteo para os transistores de sada).

    Na tabela abaixo esto as medidas fornecidas pelo Galieno Lobato, PY4JR

    SEO CASADORA

    QRG DIPOLOS

    FITA TV FITA 450

    COMP.

    TOTAL

    DIPOLO

    160/10 M 31.08 M 17.40 M 20.68 M 62.16 M

    80/10 M 15.54 M 8.70 M 10.34 M 31.08 M

    40/10 M 7.77 M 4.35 M 5.17 M 15.54 M

    20/10 M 3.88.5 M 2.175 M 2.585 M 7.77 M

    Manual das Antenas

    13

  • Antena G5RV, na medida original apresentada na ANEP de 1983

    O Galieno Lobato deu uma interessante dica para quem usar a fita de TV de

    300 : fazer furos no centro da fita, com o cuidado extremo de no se interromper os

    condutores. Isso faz com que a fita fique o mais prximo possvel de uma linha

    aberta, j que o material plstico, que funciona como dieltrico, ser bem reduzido.

    Outros dipolos multibandas e encurtados

    Nesta parte do livro, vamos entrar num campo fascinante da dura arte de

    construir antenas: as antenas encurtadas, multibanda ou monobanda, usando traps

    ou bobinas (s vezes paralelo com um capacitor)

    W3DZZ

    famosa e multibanda, mas no to pequena assim, pois seu

    comprimento chega a 108 ps, ou pouco mais de 32 metros e requer um fio de cobre

    de 2 mm de dimetro. Ainda assim, a antena menor que um dipolo para 80 metros.

    Veja nos desenhos os detalhes para sua construo. Deve-se ressaltar que um

    bocado difcil fazer ajustes nas bobinas, por isso alguns fabricantes norte-

    americanos vendem as bobinas prontas. Os capacitores devem ser de alta voltagem,

    de 5 KV ou mais. Melhor usar de 20 KV. Lineares de 1 Kilo? Risco por sua conta!

    Manual das Antenas

    14

    Cabo coaxial 75 ohms

    qualquer comprimento

    Linha aberta 300 ohms

    10,34 metros, descendo

    em linha reta para o shack

    15,54 m 15,54 m

  • ^ ^

    6,7 m (22 ps) 10,05 m (33 ps)

    Dimenses aproximadas da W3DZZ

    Detalhes da construo da bobina. O capacitor fica no interior do tubo de

    PVC, soldado entre as duas extremidades do enrolamento. Ao final, usa-se um tubo

    de maior dimetro, encapando todo o conjunto. Pode-se usar um verniz resistente

    s intempries. Ateno: Deve-se usar o corpo do PVC ou um isolador no centro para

    sustentar a bobina, caso contrrio, o capacitor vai romper!

    A ROE bem alta nas faixas de 20 a 10 metros e a antena no funciona nas

    bandas novas. Em 80 e 40 metros, a impedncia fica em torno de 60 ohms. Ajuste a

    antena em 40 metros. Nas outras bandas altas, imprescindvel a utilizao de um

    acoplador de antenas.

    60 pF

    5 KV

    60 pF

    5 KV

    Manual das Antenas

    Tubo de PVC de 1,5 pol. de dimetro, 6 cm de comprimento aproximadamente (testar). Fio

    n 16 encapado, 16 espiras. Espao entre espiras igual ao dimetro do fio. A indutncia da

    bobina de 8,5 H.

    Outras medidas para esta bobina encontradas na internet: 19 espiras de fio de 3 mm de

    dimetro. Dimetro da bobina: 50 mm e comprimento da bobina, 80 mm. Caso a primeira no

    funcione bem, teste as medidas da segunda.

    Os programas para clculos de indutores incluidos neste livro ajudaro o leitor a construir e

    ajustar estes tipos de bobinas (traps) para antenas multifaixas ou encurtadas.

    15

  • Dipolos encurtados, de fio ou com tubos de alumnio

    Um dipolo encurtado, usando bobinas, s mesmo para quem tem pouco espao

    para sair em 40 metros. Mas tem algo interessante neste tipo de antena, conforme se

    observa nos desenhos mostrados abaixo: pode-se fazer um dipolo rotativo! Isto

    significa girar a antena para que os lbulos irradiem com mais intensidade na

    direo desejada, conforme aprendemos na descrio do funcionamento dos dipolos.

    H uma grande matemtica envolvida, mas um artigo do colega portugus

    Luiz Duarte Lopes, CT1EOJ publicado na revista QST de outubro de 2003 e com a

    ajuda de um programa disponibilizado por ele, pode-se com certa facilidade calcular

    todos os parmetros para a confeco das bobinas. Neste caso, no usa capacitores.

    Mais ainda, com um pouco de trabalho, pode-se construir uma excelente

    antena Yagi de 2 elementos, que compensaria em muito as perdas obtidas numa

    antena encurtada por bobinas, j que a Yagi-Uda concentra o sinal numa nica

    direo. Numa futura atualizao deste livro, ensinaremos como calcular o

    encurtamento de uma antena dipolo.

    Dipolo encurtado com bobinas para 40 metros

    Fica claro pelas experincias realizadas, que o melhor rendimento se

    consegue quando as bobinas ficam mais para a extremidade da antena. Alguns

    preferem us-las no centro de cada perna do dipolo. Veja o resultado final, usando-se

    fio encapado n 12.

    Bobina: 25 H (33 espiras de fio de cobre esmaltado

    n 12, sobre PVC de 1 3/4 polegada de dimetro - cerca

    de 4,6 cm). O enrolamento d uns 7 cm de comprimento.

    ^

    ^^

    1,70 m

    10 cm

    7 cm

    3,48 m 8 cm

    Comprimento total da antena: 10,64 m

    Sugesto de como

    fazer a bobina. Pode-se

    colocar um isolador no

    centro, para fixar

    e dar firmeza

    Manual das Antenas

    16

  • Dipolo encurtado para 40 e 80 metros

    Este um desenho clssico, divulgado na internet por vrios colegas.

    Costuma ser usado na forma de V invertido, economizando o precioso espao

    daqueles que moram nos grandes centros urbanos. O comprimento total pouco

    maior que um dipolo para 40 metros. Veja os detalhes no desenho abaixo.

    ^ ^

    1,40 m 10,31 m

    Bobina: 197 espiras de fio de cobre esmaltado

    n 18, sobre PVC de uns 10 ou mais

    centmetros, de 25 mm de dimetro.

    Manual das Antenas

    Antena Bazuca 40 metros

    Tambm um dipolo muito apreciado por funcionar em toda a faixa com baixa

    ROE, devido ao dimetro do fio usado (coaxial). Isso torna-a uma antena banda

    larga.

    A dificuldade talvez seja a terminao do dipolo, j que tenso mecnica

    grande, devido ao peso e a tendncia do cabo coaxial se expandir com o calor.

    A parte do cabo coaxial (13 m) incluindo a alma e a malha emendada a um fio

    de cobre de um bom dimetro.

    Detalhes para a construo desta antena podem ser obtidos no programa

    coaxial dipoles, do colega VE3-SQB.

    No centro da antena, a malha (s a malha!) cortada nuns 2,5 cm ou mais e

    cada ponta emendada ao cabo coaxial de descida para o rdio.

    ^

    Coaxial 50 para o rdio

    Malha ligada ao fio

    central do coaxial (alma)

    e ao restante do fio de

    cobre.

    21,9 m

    13,92 m

    17

  • Antenas direcionais Yagi-Uda e Quadra Cbica

    Para quem quer contatos a longa distncia, ou chegar longe com o mnimo de

    potncia, como no QRPismo, obrigatrio o uso de uma antena de alto ganho e de

    considervel relao frente/costa. Vamos ver alguma teoria das antenas Yagi. Note

    que os programas atuais calculam todos os parmetros otimizados. No h com o

    que se preocupar: s arrumar os alumnios e montar a sua.... Fcil demais? E !

    Veja os desenhos abaixo:

    D^iretor

    Irradiante

    Mximo ganho

    Veja este outro desenho. Consegue ver alguma diferena?

    ^

    Refletor

    Irradiante

    Mximo ganho

    Esta a diferena: O irradiante sempre leva o cabo coaxial. O elemento

    parasita quando maior que o irradiante, este o refletor. Quando leva um elemento

    parasita menor que o irradiante, ele chamado de diretor. Pode ter vrios diretores,

    mas quase sempre um nico refletor! Como uma seta, a antena sempre irradia na

    direo do elemento menor. Se usar apenas dois elementos, o irradiante ser sempre

    o maior

    A regra a mesma que estudamos: o refletor sempre 5% maior que o

    irradiante e o diretor 5% menor que o irradiante. Pode haver pequenas diferenas

    Manual das Antenas

    18

  • nesta porcentagem, a ttulo de otimizao, conforme se observa o resultado dos

    programas para clculos de antenas Yagi-Uda.

    Segundo clculo padro, o comprimento da gndola (boom) de do

    comprimento de onda. No h rigidez neste clculo, mas ele influi na impedncia da

    antena e na diretividade. Pode-se at ligar um cabo de 50 ou 75 sem problemas,

    mas com certeza algo sair perdendo. Quando optimizada, a impedncia pode ficar

    de meros 5 ohms a centenas de ohms. O comprimento da gndola pode variar de 0,15

    a 0,30 comprimento de onda.

    Veja abaixo o resultado para o clculo de uma Yagi de 2 elementos para 28

    MHz:

    Refletor 5,19 metros aproximadamente.

    Irradiante 4,94 metros aproximadamente.

    Separao entre os elementos 2,12 metros, aproximadamente.

    O uso do gamma-match ou transformador de impedncias sempre bem

    vindo. A vantagem do gamma que ele permite uma ampla margem de ajuste, o que

    no acontece com o transformador padro, a menos que se conhea a impedncia no

    centro da antena e, utilizando a frmula padro, calcular o transformador no

    comprimento de onda correto. Acredite, fique com o gamma-match!

    A propsito, por qu usar carssimos tubos de alumnio se voc pode usar um

    fio de cobre encapado para fazer sua direcional Yagi? A armao da antena, inclusive

    gndola, pode ser tubos de PVC fino. Os fios que formam os elementos irradiante,

    refletor ou diretores, so afixados com fita isolante, de preferncia, de alta fuso.

    Pode-se usar abraadeiras.

    Na figura abaixo, uma sugesto da sua Yagi de fio e PVC para VHF.

    ^

    ^

    ^

    ^^

    ^^Cruzeta de PVC

    Fio de cobre

    Caninho de PVC

    Cabo coaxial

    Fitas adesivas

    ou abraadeiras

    Manual das Antenas

    19

  • Abaixo, detalhes para a montagem do gamma-match. O tubo de alumnio que

    recebe o condutor central do cabo coaxial, costuma ter meia polegada de dimetro.

    Este tipo de gamma-match tambm serve para antena Quadra Cbica, mas o

    comprimento dos elementos bem maior e h uma sutil diferena em sua

    construo.

    ^^

    ^

    Suporte (isolante)

    Abraadeira de metal

    para ajuste de ROE

    Malha no centro do

    irradiante

    C L

    S

    Faixa L S C

    20 m

    15 m

    10 m

    48 pol

    36 pol

    24 pol

    6 pol

    5 pol

    4 pol

    200 pF

    120 pF

    80 pF

    Com certeza haver diferenas nos dados fornecidos por programas de

    computador. A maioria das antenas Yagi no traz o capacitor, quase sempre um

    varivel de pequenas dimenses (miniatura). Faa um teste usando o segundo

    modelo mostrado neste livro. J os montadores de quadra-cbica preferem usar um

    tubinho de cobre, encontrado em oficinas de automveis (ou acessrios para

    geladeiras), e no centro, usar o fio 10 encapado. A ligao feita por uma garra

    jacar. Aps encontrar o ponto de menor ROE, solde o fio.

    Note que alguns programas no do detalhes, mas se voc montar o gamma-

    match para uma Yagi-Uda, sem o capacitor varivel, a alma do cabo coaxial fica

    dentro do tubo de alumnio (que funcionar como capacitor!) e sua ponta, sem

    ligao. O ajuste feito atravs de uma abraadeira, que corre sobre o tubo de

    alumnio e o elemento irradiante. Isto importante!

    Por outro lado, o esquema apresentado no programa do colega VE3SQB,

    ocorre o inverso: o fio central do cabo coaxial ligado no caninho de alumnio (stub),

    na parte externa e o fio central (gamma rod), ligado ao irradiante. O fio central

    continua isolado e ele quem corre dentro do tubo de alumnio! Na nossa opinio,

    mais fcil para entrar gua e de difcil ajuste final...

    Se voc usar o gamma-match para uma quadra cbica, usando o capacitor

    varivel, a barra do acoplador gamma ligada diretamente ao elemento da antena,

    atravs de um fio curto-circuitante. Veja o desenho com as diferenas dos gamma na

    seo deste livro que fala sobre os acopladores ou transformadores de impedncias.

    Observe que nas montagens da quadra-cbica, a malha do cabo coaxial de 50

    vai exatamente ao centro do elemento irradiante.

    Manual das Antenas

    20

  • Manual das Antenas

    Esta uma antena clssica e funciona

    muito bem, conforme j comprovamos na

    prtica, alm de ser de fcil montagem.

    A gndola ou boom, pode ter de 2 a 7 cm de

    dimetro e 1,80 m de comprimento, podendo ser

    tubo quadrado. Se quizer, voc poder isolar os

    elementos da gndola, atravs de uma

    mangueira ou outro material isolante. Alguns

    colegas dizem que fica menos ruidosa a antena

    feita assim. Poderia tambm, e com vantagem,

    usar a gndola de PVC.

    Os elementos em forma de delta so dois

    fios de 1 mm, tendo a distncia (entre 22 a 25 cm)

    ajustada ao longo do elemento irradiante para a

    menor ROE.

    Diretor 3 - 85 cm

    Diretor 2 - 90 cm

    Diretor 1 - 92 cm

    Irradiante - 96 cm

    Refletor - 100 cm

    MODELOS PRTICOS DE ANTENAS

    Direcional de 5 elementos para VHF

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    50 cm

    30 cm

    40 cm

    50 cm

    irradiante

    22 cm

    22 cm

    Transformador 4:1

    descrito neste

    livro.

    gndola

    ^

    22 c

    m

    21

  • Manual das Antenas

    9 a

    c

    (as

    e d

    e R

    E2

    97

    m

    jut

    O)

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    40 cm

    ^

    ^

    55 cm

    45 cm 45 cm

    1m

    87

    ,5 c

    m

    Direcional de 3 elementos para VHF

    coaxial 50 gndola

    (PVC)

    irradiante

    irradiante

    Os elementos dessa antena so feitos de fio de

    cobre 8 ou varetas de ao. O cabo coaxial de 50 pode

    ser ligado diretamente nas pontas dos dois braos que

    compem o irradiante. A gndola tem 1 metro de

    comprimento, aproximadamente.

    Observe que o desenho no est rigorosamente

    em escala.

    22

  • Manual das Antenas

    Acima, programa para clculo de Yagi-Uda de 2 a 21 elementos. Abaixo, programa

    para clculo de gamma-match. Mas ateno: h uma diferena entre uma vrgula e um

    ponto. Se o programa der a mensagem run timer error e fechar, algo foi digitado errado ou

    faltou preencher algum campo! Nota: Use sempre uma vrgula e no ponto para separar

    nmeros, no caso da frequncia em MHz.

    23

  • Manual das Antenas

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    Isoladores

    Isolador central

    Cabo 75 ohms

    de 1/4 onda

    (balun)

    Antenas loop e quadra-cbica

    A rainha das antenas. Esta frase bem comum e tem razo: uma quadra-

    cbica um verdadeiro canho, quando bem projetada. O problema justamente

    sua construo fsica, que envolve materiais at pesados.

    Uma quadra cbica na verdade uma antena loop com dois ou mais

    elementos. Por isso, vamos falar um pouquinho sobre a antena loop e como calcul-

    la. Embora bi-direcional, por ser uma antena de onda completa, d um ganho

    razovel e muitos radioamadores norte-americanos tem verdadeira paixo por este

    tipo de antena.

    Como vimos no incio, a loop uma antena de onda completa. Portanto, usa a

    frmula padro de 315 dividido pela freqncia que nos interessa. A impedncia fica

    em torno dos 120 e pode assumir vrias formas, desde tringulo, quadrada ou

    conforme for seu terreno. Se usar mais um elemento parasita, torna-se uma quadra-

    cbica.

    Uma sugesto sempre afast-la ao mximo do solo. Ajuda muito. Se assumir

    a forma de um quadro, cada lado do quadro ter de onda. O cabo pode ser ligado na

    lateral (polarizao vertical) ou embaixo (polarizao horizontal). Alguns colegas

    fazem-na na forma de um retngulo. Parece que casa melhor a impedncia e d um

    bom ngulo para irradiar na linha do horizonte.

    Um detalhe: a loop pode ficar de p na vertical, ou ser montada na

    horizontal, o que chamamos de quadra-deitada. Irradia para o cu, mas como o

    sinal sobe como um canho, tambm desce com fora total num raio de 1000 Km!

    Interessante para os 7 e 3,5 MHz. Para bandas altas, melhor usar dois elementos,

    formando uma quadra-cbica.

    Abaixo uma antena loop, de 1 onda completa.

    24

    Irradia nestas direes

  • Coaxial 75 ohms.1/4 onda

    (para uma banda escolhida)Coaxial 50 ohms

    Acoplador Transceptor

    Agora, um pouco de clculo. Queremos esta antena para operar nos 10

    metros, freqncia de 28 MHz.

    Frmula padro para loop de fio fino: 315/28=11,25 metros. Este o

    comprimento total do fio, ou seu permetro. Basta dividir o valor por 4 (cada lado da

    antena) e teremos o comprimento: 2,81 m de cada lado.

    Pode-se usar o gamma-match, calculado com o programa de computador ou

    usar o transformador de impedncias, que um pedao de cabo coaxial de 75 RG

    58, de de onda. Temos ento 285/28=10,17 dividido por 4. Obtemos 2,54 metros

    aproximadamente. As frmulas levam em conta o fator velocidade do cabo coaxial,

    normalmente em torno de 0,66% que deve ser multiplicado pelos 2,54 metros

    obtidos. Isto significa que o transformador ter no final 1,7 metros. Se aps a

    montagem da antena e do gamma ainda a ROE for alta, experimente reduzir o

    comprimento do gamma. Veja que o restante da linha de 50 ohms, seno, voc

    estaria apenas fazendo uma emenda no cabo coaxial! Nota: o casador acima de 2:1,

    pois casa os 120 da antena com os 50 do cabo coaxial .

    Claro que se voc tiver um destes fabulosos analisadores de antenas, seu

    trabalho ser infinitamente facilitado, podendo testar o gamma antes de sold-lo

    antena.

    A antena loop tem um quadro apenas. Se acrescentar mais elementos

    (quadros), tornar-se- uma cbica de quadro e a impedncia ir variar de 25 a mais

    de 300 , por isso, o gamma-match em srie com um capacitor varivel, para ajuste

    grosso. O transformador neste caso tem a proporo de 4:1 usando-se o cabo coaxial

    de 50 ou 75 , embora muitos usam o que foi descrito acima.

    J pensou em usar uma loop multibanda? fcil de fazer e os quadros

    recebero a mesma ligao do cabo coaxial. Visto que cada quadro requer um

    casador de comprimento fsico apropriado, o ideal usar um acoplador entre o rdio

    e o cabo coaxial. Voc poderia, por exemplo, calcular o gamma para uma das bandas

    especificamente e casar as outras com o acoplador de antenas, caseiro ou

    comprado pronto.

    Abaixo uma idia sobre uma loop multibanda, polarizao horizontal.

    Manual das Antenas

    25

  • Que tal uma quase loop, de tamanho reduzido para 20 metros? Alguns

    colegas tem experimentado, inclusive na forma de multibanda, a loop de quadro

    aberto, de meia onda. Na verdade seria um diplo de meia onda dobrado em forma de

    um quadro. Ao contrrio da loop, o extremo aberto, ou seja, isolado. A impedncia

    da antena bem reduzida. Alguns colegas sugerem usar o transformador 1:1 e o cabo

    coaxial, descer pelo centro do quadro.

    Teoricamente, pode-se inclusive usar um elemento refletor, tornando-a

    direcional.

    possvel montar essa antena multibanda, com uma ligao nica de cabo

    coaxial, como mostrado nas pginas anteriores, sobre a quadra-cbica multibanda.

    H uma certa polmica sobre esta antena, por isso, que tal experimentar?

    Neste exemplo: dipolo para 14,2 MHz: Usando a frmula padro, temos 10,03 metros ou 5

    metros cada perna do dipolo. Dobre em formato de U e temos a loop de quadro aberto, de meia

    onda.

    Um detalhe importante: este tipo de loop, incluindo a Moxon, irradia em direo ao ponto

    de ligao do cabo coaxial (feed-point), ao contrrio da loop de onda completa (e quadra-cbica).

    Esta antena pode ser instalada na vertical ou na horizontal, deitada, mas sempre irradia

    em direo ao feed-point (ponto de ligao do cabo coaxial)

    Cabo 50 ohms qualquer comprimento,

    descendo na horizontal at o centro

    do quadro e depois verticalmente.

    2,5 m1

    ,25

    m

    1,2

    5 m

    Isola

    dor

    1,2

    5 m

    1,2

    5 m

    2,5 m

    Manual das Antenas

    26

    Mxima irradiao em

    direo ao feed-point!

    Loop de quadro aberto, de meia-onda (ou dipolo dobrado)

  • Manual das Antenas

    Esta antena loop para 28 MHz de fcil construo e, pelo seu formato

    retangular, permite a ligao de um cabo coaxial de 50 diretamente antena.

    Por via das dvidas (e a est o segredo!) faa um transformador de

    impedncia enrolando o cabo coaxial, formando 3 espiras de uns 30 cm de dimetro.

    O fio para essa antena o de n 12 AWG e o ganho pouco mais de 2 dB sobre

    um dipolo, o que no nada desprezvel, dando 1:1 de ROE em 28.400 KHz.

    Se no amarrar as pontas em rvores ou postes de madeira, voc pode

    construir uma cruz de bamb ou PVC para suportar a antena, como se faz com uma

    quadra-cbica.

    Antena loop retangular para 10 metros

    coaxial de 50

    para o TX

    3,65 m

    1,82 m

    Varetas de bamb

    ou PVC

    ^ ^

    ^

    balun

    isolador central

    (2 cm ou mais)

    27

    Um detalhe importante

    sobre as antenas loop ,

    conforme uma orientao do

    co lega PY4ZBZ, Roland

    Zurmely: um loop quadrado

    fino de uma onda inteira de

    comprimento em espao livre,

    apresenta uma impedncia de

    100-j350 ohms. Precisa ser

    aumentado em mais ou menos

    5% para ficar resistivo e ento

    com mais ou menos 120 ohms e

    um ganho 1,12 dB maior que o

    dipolo de meia onda. Ou seja, o

    comprimento total L do fio loop

    quadrado ser de L=315/F (L

    em metros e F em MHz). O

    fator 315 nada mais que:

    300+5%=300x1.05=315.

    Leve em conta esta

    informao ao calcular sua

    loop!

  • Manual das Antenas

    Antena quadra-cbica

    Os clculos so os mesmos fornecidos acima para a antena loop. Apenas

    acrescenta-se um elemento refletor ou diretor, com o comprimento 5% maior ou 5%

    menor, respectivamente. No caso de dois elementos, o irradiante ser o elemento

    maior, de preferncia. Pode-se usar o transformador 4:1 ilustrado neste livro, feito

    com um pedao de cabo coaxial de 50 (seo casadora em forma de U), de de

    onda ou o gamma-match capacitivo, feito com um capacitor varivel e um pedao de

    fio, que ir curto-circuitado atravs de uma abraadeira, conforme clculos tambm

    fornecidos. A vantagem deste ltimo que permite um ajuste fino para a menor

    ROE. Voc pode mont-la multibanda, ligando um cabo coaxial para cada faixa e

    com casador previamente calculado.

    ^

    ^

    Transformador 4:1

    descrito neste

    livro. Pode-se

    usar o gamma

    match capacitivo.

    Veja que o programa

    do colega VE3SQB

    usa o transformador

    2:1. Obviamente, a

    impedncia varia

    de acordo com o

    comprimento da

    gndola e o nmero

    de elementos, por isso,

    no um valor fixo,

    conforme mostramos

    neste livro!

    Varetas de

    bamb.

    Distncia da

    gndola:

    0,15 a 0,2

    comprimento

    de onda

    Dados para o gamma-match, semelhante ao da Yagi

    Faixa L S C

    20 m

    15 m

    10 m

    30-40 pol

    25-30 pol

    15-20 pol

    2 pol

    1,5 pol

    1 pol

    250 pF

    120 pF

    75 pF

    28

  • No mesmo programa, clculo para o casador de impedncias, escolhendo-se

    o tipo de cabo coaxial. Uma facilidade nossa disposio!

    Manual das Antenas

    Programa para clculos de antenas Quadra-Cbicas

    29

  • Quadra Pfeiffer - Quadra Cbica encurtada

    Que tal construir uma quadra-cbica para 40 metros.... rotativa?! possvel, pois o

    colega Andrew Pfeiffer K1KLO desenvolveu uma maneira de encurtar uma antena quadra,

    a ponto de uma para 40 metros ter o quadro menor que uma cbica comum para 10 metros.

    A mudana consiste em se fazer o quadro em forma de uma cruz de Malta.

    Duplicando ou triplicando os quadros, a reduo drstica. Para detalhes, procurem na

    internet, que encontraro um manual fornecido pelo autor, com todas as dimenses da

    antena. Vale a pena uma experincia, pois a maioria dos radioamadores desconhece este

    tipo de antena.

    A possibilidade de se ter uma quadra-cbica para 40 metros bem atraente. A

    matemtica para a construo do refletor e/ou diretor a mesma que estudamos at agora.

    Pensamos inclusive na possibilidade de usar os casadores construdos com cabo coaxial de

    75 ohms, descritos neste livro. Neste caso, o quadro da antena seria aberto para receber o

    casador (malha e fio central).

    Procure na internet e veja uma verso desta antena realizada por David K. Shortess,

    W7PTL. Est no site da ARRL.

    ^

    ^

    ^

    Fio n 14

    Ponto de

    ligao do

    cabo (gamma)

    Isoladores

    Manual das Antenas

    30

  • Quadra normal

    Quadra Pfeiffer

    Comparativo entre uma quadra normal e a Quadra Pfeiffer (cruz de Malta ou

    quadra maltesa), para a mesma banda. Duplicando a cruz, a reduo maior ainda e

    a forma da antena ser praticamente circular.

    Seria mais ou menos essa a

    forma de uma Quadra Pfeiffer

    para a banda de 40 metros.

    Manual das Antenas

    31

    Outro formato da Quadra Pfeiffer

    divulgado por David K. Shortess, W7PTL

  • Freqncia N espiras Fio n AWG Dimetro bob Comp. enrolamento

    7200 KHz 26 16 6,3 cm 5 cm

    14200 KHz 16 14 5 cm 5 cm

    21250 KHz 8 12 5 cm 5 cm

    ^^

    Quadra Cbica normal

    Quadra Pfeiffer

    Relao entre o

    tamanho final de uma

    quadra normal para 40

    metros e uma quadra

    Pfeiffer. Uma observao

    importante: o permetro

    do fio (comprimento total

    do fio) maior que numa

    quadra ou loop comum.

    Vale pena experimentar,

    pelo tamanho. O autor

    garante que no h perda

    de eficincia da antena,

    apesar de seu reduzido

    tamanho.

    Antenas verticais, fixas e mveisVisto que so, mecanicamente falando, difceis de serem construdas, a

    maioria dos colegas radioamadores prefere compr-las pronta, como o caso de

    antenas para veculos.

    Elas consistem, basicamente, de uma antena de meia-onda ou menor, sendo

    que a massa metlica do veculo faz o aterramento. Usa-se uma bobina para

    encurtar ainda mais o tamanho fsico da antena, da que seu rendimento costuma

    ser precrio.

    Sugesto: cortar uma antena tipo Maria-Mole para PX e inserir no meio a

    bobina. Esta pode ser inclusive de um pedao de cabo de vassoura, por ser mais leve.

    Faz-se um furo em ambas as pontas. O difcil costuma ser soldar a bobina de cobre

    nesse tipo de metal, normalmente ao. Pode-se prender com uma presilha ou

    abraadeira.

    Para operao fixa, liga-se uma perna do dipolo a bobina onde vai o centro do

    cabo e a parte da malha, liga-se a radiais de meia-onda. Ou faa um bom terra.

    Abaixo, detalhes para a construo de uma antena mvel para 40, 20 e 15

    metros, seguindo a receita publicada no fabuloso livro Equipamentos e Antenas

    para Radioamadores e Faixa do Cidado, da editora Antenna. O artigo original de

    autoria do colega Nelson Franco F. de Almeida, PY6JD e foi publicado na Eletrnica

    Popular n 5 volume XXIII h mais de 25 anos.

    Tabela para a construo da antena mvel da pgina ao lado

    Manual das Antenas

    32

  • 1,6

    0 m

    9 c

    7m

    8 c

    m

    TOTAL: 2,65 m

    Como o dimetro da bobina bem

    maior que um caninho de PVC, pode-se

    fazer um molde de papelo, enrolar a

    bobina e fix-la com alguma cola

    plstica, como Araldite. Depois de seca,

    retire o papelo e voc ter uma bobina

    larga, que poder ter as extremidades

    soldadas ou seguras por abraadeiras de

    rosca.

    Mesmo que a vareta de metal fique

    um pouco adentrada no tarugo de

    madeira, para dar firmeza estrutura,

    faa um teste de ressonncia da antena,

    afastando a vareta superior. Em ltimo

    caso, altere o nmero de espiras.

    Curiosamente, o nmero de espiras para

    cada faixa, aumentada na proporo de

    mais 10. Aumente ou retire uma ou duas,

    para fins de ajuste fino.

    Outra sugesto, no testada,

    montar a verso para 40 metros e curto-

    circuitar as espiras com uma garra

    jacar. Isto far com que a antena

    ressone numa frequncia mais baixa.

    Pode haver perdas, mas voc ter uma

    antena mvel multibanda.

    No se esquea que se usar a mola

    conforme mostra o desenho, ela dever

    ser isolada do chassi do carro ou terra.

    Manual das Antenas

    33

    Nota: a matemtica envolvida em antenas encurtadas

    para uso mvel a mesma aplicada s antenas

    encurtadas dipolo, conforme aparece neste livro.

    Procure a tabela de indutncias no ARRL Handbook e

    voc ter todos os detalhes para a confeco da bobina,

    como dimetro do fio, comprimento do enrolamento,

    nmero de espiras e, o que mais importante, a

    indutncia da bobina em microhenries.

    Esquema eltrico da antena

    vertical bobinada

  • Abaixo, uma vertical tipo Marconi. A ligao central do coaxial vai na parte

    de cima e a malha, aos radiais. No caso de uma vertical de 1/2 onda, o elemento que

    recebe a malha do coaxial, costuma ir ao terra (um bom terra!). Colegas norte-

    americanos costumam usar a prpria torre como antena vertical.

    O clculo da antena o padro. No caso de se usar radiais, o nmero deles 4,

    sendo que cada radial dever ter de onda, descendo na forma de um V invertido.

    Neste caso, pode-se ligar o cabo coaxial de 50 diretamente. Os radiais retos (na

    horizontal) dar a antena uma impedncia de 30 , aproximadamente. Veja

    desenho, que no est em escala.

    Antena vertical Marconi

    ^^

    ^

    ^

    1/4 onda

    Coaxial 50 ohms

    Poste madeira, etc

    Quatro radiais inclinados a 45 de onda cada um. Veja que os radiais esto

    ligados entre si e malha do coaxial e isolados do elemento irradiante (vertical).

    A propsito, no se esquea que as pontas dos radiais devem ficar o mais

    longe possvel das pessoas para evitar exposio radiofreqncia. Especialmente

    se voc adepto das 2x813!

    Na outra pgina, programa para clculo de antenas verticais, de todos os

    formatos, do colega canadense VE3-SQB.

    Manual das Antenas

    34

    Isoladores

  • Programa para clculo de vrios tipos de antenas verticais

    Do mesmo autor, sub-programa (coil calc) que calcula as bobinas para

    verticais encurtadas. Nos desenhos mostrados acima, onde a antena tem de onda,

    pode-se usar um casador de impedncia de 1:1.

    Manual das Antenas

    35

  • Esta antena foi baseada num artigo do livro eletrnico Idias e Projetos para

    QRP, do colega russo Igor Grigorov RK3-ZK e pode ser vista (com muitas outras

    coisas interessantes) no site www.antentop.org.

    O criador Dmitry Fedorov, UA3-ARV e segundo os dados, pode operar em

    duas ou trs bandas simultaneamente. uma antena interessante, pois o mesmo

    design usado para a construo de antenas dual-band em VHF/UHF.

    Abaixo os desenhos da antena e a tabela com os dados para a sua construo.

    O cabo coaxial de 50 ohms. A malha ligada nos elementos parasitas e a alma (fio

    central do cabo) ligado no elemento irradiante, que obviamente deve estar isolado

    dos demais. Sugesto: monte os elementos numa chapa em forma de L, isolando a

    vareta irradiante.

    No so fornecidas frmulas matemticas nem detalhes para o ajuste de

    freqncias, mas o comprimento diferente para cada ressonador com certeza ir

    alterar o ponto ideal de operao da antena. Na figura 1 e 2 o dimetro do elemento M

    de 25 mm e S de 10 mm. Na figura 3 e 4 os elementos S tem 1,5 mm de dimetro e

    M continua com 25 mm.

    S1 S1S2

    M M

    D1D1

    D2

    ^

    ^

    ^

    ^^^

    Figura 1 e 3 Figura 2 e 4

    Banda em

    Metros

    Comprimento

    de M em mm

    Comprimento

    de S1 em mm

    Distncia de

    D1 em mm

    Comprimento

    de S2 em mm

    Distncia de

    D2 em mmFigura

    20, 15, 10

    14, 10

    20, 15, 10

    14, 10

    1

    2

    3

    4

    5168

    3630

    5149

    3432

    3407

    2527

    3451

    2567

    220

    220

    220

    210

    2573

    2661

    200

    200

    Manual das Antenas

    Open-Sleeve - antena vertical bi-banda ou tri-banda

    36

  • Sugesto de como construir a antena, usando uma cantoneira metlica.

    Repare que o elemento irradiante isolado da cantoneira. Se usar conector coaxial

    fmea (para VHF/UHF), o irradiante ligado s no furo central, seno ficaria em

    curto com os demais elementos. No h problema da cantoneira ser aterrada

    atravs de um mastro metlico.

    Esta antena tambm conhecida como Open Sleeve Jnior e uma

    combinao de duas antenas J e tima para operao de satlites. O leitor poder

    encontrar detalhes sobre o funcionamento desta antena na pgina do Roland

    Zurmely, PY4ZBZ (http://paginas.terra.com.br/lazer/py4zbz). Caso este endereo

    esteja obsoleto por ocasio da publicao deste livro, digite o indicativo do Roland

    no site de busca do Google, que voc o encontrar com facilidade.

    Antena Open Sleeve para V/UHF

    Manual das Antenas

    14 cm

    A

    B

    C

    COMPRIMENTO DOS ELEMENTOS

    E DISTNCIA ENTRE ELES

    Elemento A - 48,9 cm de comprimento.

    Elemento B - 15,9 cm de comprimento.

    Elemento C - 146 cm de comprimento.

    Distncia entre A e B - 3,65 cm

    Distncia entre A e C - 11,4 cm

    Elementos metlicos de 9,5mm de

    dimetro.

    37

  • Antena J-Pole para VHF ou V/UHF

    Esta uma antena muito apreciada pelos europeus e semelhante, seno

    igual, a antena descrita acima, a Open Sleeve. Abaixo os dados obtidos com o

    programa do VE3-SQB. Por ser uma antena pequena, as cruzetas podem ser de PVC

    ou outro material isolante.

    Repare nesta antena que a posio da ligao do vivo do coaxial ao stub ou

    elemento que faz s vezes de acoplador, tem grande influncia.

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    ^

    T e curva de PVC

    Feed ou ponto de ajuste

    Stub ou vareta

    que recebe o vivo do coaxial

    Gap ou espao entre

    elementos para

    perfeita ressonncia

    da antena

    Elemento irradiante

    (mas recebe a malha do coaxial)

    Manual das Antenas

    38

  • Programa para clculos da antena J-Pole

    Este programa permite o clculo da antena J-Pole monobanda ou tribanda.

    As medidas podem ser em centmetros ou polegadas.

    Manual das Antenas

    39

  • ACESSRIOS PARA ANTENAS - ALGUMAS IDIAS

    CABO COAXIAL

    (para o rdio)

    ISOLADOR CENTRAL (ACRLICO OU MATERIAL ISOLANTE)

    ANTENAANTENA

    Neste caso, observe que o cabo coaxial entra pelo furo inferior, passa para a

    parte de trs e entra novamente pelo furo superior, ficando de cabea-para-baixo,

    evitando a entrada de gua. Muitos preferem usar uma bolinha de silicone para

    vedar a ponta do cabo coaxial, mas arriscado a se soltar e entrar gua no cabo,

    danificando-o ou, no mnimo, alterando suas caractersticas eltricas.

    No desenho abaixo, a vista de perfil.

    Isolador Central visto de perfil

    e cabo coaxial, passando pelos

    furos.

    ^

    ^

    ^

    Manual das Antenas

    40

  • Isolador central

    D uma volta por cima e fixe

    na parte debaixo com presilha

    Quase qualquer coisa que no seja metlico pode ser usado como isolador

    central, como pedao de madeira, tubos de PVC, mangueira de borracha e at mesmo

    uma corda de fibra vegetal. Numa emergncia, quase tudo serve, at mesmo um

    boto de palet (ou da farda!) serve como isolador em uma antena!

    Numa emergncia, j vimos um dipolo com o isolador central encoberto por

    uma sacolinha de plstico, para no entrar gua dentro do cabo.

    Neste desenho, a conexo feita por um conector coaxial fmea, devidamente

    aparafusado numa placa acrlica ou outro material isolante. Uma das pernas vai

    soldada no pino central do conector e a outra perna num dos parafusos do conector.

    Ao final, deve-se vedar a conexo do cabo coaxial com uma fita de alta fuso, evitando

    a entrada de gua. bem provvel que, devido ao peso do cabo, o conector acabe

    ficando de cabea-para-baixo. Neste caso, a parte de trs (o pino central) deve

    receber algum tipo de resina isolante. Poderia ficar dentro de uma caixinha de

    plstico.

    Manual das Antenas

    41

  • Como emendar tubos numa gndola ou conectar o cabo coaxial

    Observe que no desenho abaixo, trata-se de um elemento irradiante,

    separado no meio por um material isolante. Os elementos no encostam na gndola,

    caso contrrio seria um curto! Se fosse o caso, poderia ser usado o gamma-match,

    como veremos adiante. A chapinha em L que sustenta o conector tambm de

    material no condutivo, seno, faria contato com a gndola.

    A partir deste desenho, fica fcil imaginar um gamma-match para esta

    antena. Neste caso, os elementos podem estar encostados na gndola, exceto o fio

    central do conector, j que a seria ligado o stub ou alma de um cabo coaxial grosso,

    que serviria como capacitor.

    No desenho abaixo, uma maneira de ligar o cabo diretamente no irradiante,

    caso se use uma seo casadora de 75 ou mesmo cabo de 50 . O suporte L de

    material no-condutor, que isola o conector da gndola, se esta for de metal. No caso

    de Yagi para VHF, use tubos de PVC para a gndola, no precisando se preocupar

    com a isolao da chapinha L.

    Sugesto de como ligar cabo num elemento irradiante.

    Com alguma mudana, tem-se um gamma-match.

    Voc encontra clculos para o gamma-match neste livro.

    Manual das Antenas

    Idia da abraadeira para emendar duas varetas de alumnio

    tubo mais fino (ponta da antena) tubo mais grosso

    42

  • ^^

    ^

    ^

    u

    aio

    Tb

    od

    e

    lum

    n

    s m

    tli

    c,

    vP

    re

    ilh

    ae

    a

    m

    el

    es

    o d

    um

    ga

    a-m

    atch

    Su

    gt

    e

    mm

    pr

    at

    as

    Ya

    g-U

    da

    aa

    nen

    i

    Manual das Antenas

    43

    Nota: O tubinho de alumnio (stub)

    tambm pode correr sobre o cabo

    coaxial, expondo parte dele, caso

    no se consiga um ajuste fino de

    ROE. Vede para no entrar gua.

  • Desenho eltrico de um gamma-match. O capacitor pode ser varivel ou feito

    a partir de um tubo de alumnio com a parte central do cabo coaxial (mais comum).

    Este prprio para Quadra Cbica, onde o fio central vai ligado ao capacitor e este,

    ao irradiante atravs de um pedao de fio previamente calculado.^

    ^

    ^

    ^

    Suporte (isolante)Abraadeira de metal

    para ajuste de ROE

    Malha no centro do

    irradiante

    C

    L

    S

    Faixa L S C

    20 m

    15 m

    10 m

    48 pol

    36 pol

    24 pol

    6 pol

    5 pol

    4 pol

    200 pF

    120 pF

    80 pF

    Manual das Antenas

    Barrinha curto-circuitante

    para ajuste. Depois, solde

    Acima, o sistema mais comum, adotado para acoplamento de uma antena

    Yagi-Uda, de dois ou mais elementos. Como dito anteriormente neste livro, se voc

    tiver uma idia de qual a impedncia apresentada, voc poderia usar o cabo coaxial

    de 75 como transformador. A vantagem do gamma-match o ajuste preciso para a

    menor ROE, o que pode no acontecer com o transformador coaxial j cortado.

    Um detalhe: o stub (L) tem 0,04 ou 0,05 comprimento de onda. A separao do

    stub ao irradiante de aproximadamente 0.007 comprimento de onda. Est bem

    prximo dos dados fornecidos pelo programa Gamma 2002 do VE3-SQB.

    44

    ^

    ^

  • Outra forma de fixar um elemento na gndola, no caso de diretores ou

    refletores de uma Yagi. Pode-se isolar o elemento, com um cano de PVC, ou no, de

    acordo com seu projeto.

    Usando-se tubo quadrado, fica at mais fcil fazer os furos, centralizar e

    suportar os elementos. Os parafusos so para fixar melhor os elementos. sempre

    bom usar um estai na gndola, para evitar que esta envergue e quebre no meio.

    O desenho no est em escala, mas bom usar um estai de corda de nylon. At

    mesmo elementos de grande comprimento, como no caso de Yagi monobanda para 40

    ou 20 metros, podem levar um estai, evitando que envergue muito ou quebre, j que

    os tubos de alumnio comuns tem um ponto de ruptura bem inferior aos tubos de

    duralumnio (liga composta com outros metais duros).

    Poderia usar apenas um tirante, ao invs de dois. Existem frmulas para se

    calcular a resistncia dos tubos de alumnio ao vento. comum usar tubos de menor

    dimetro e ir encaixando nas extremidades. Isto tambm serve para pequenos

    ajustes de ressonncia da antena.

    Manual das Antenas

    45

  • Outros programas de computador que

    facilitam a vida dos radioamadores

    Programa do colega Fernando F. Almeida, que calcula bobinas (indutncias).

    Ideal para clculo de traps para antenas encurtadas.

    Na internet encontramos vrios programas elaborados por radioamadores

    para facilitar o exerccio da atividade. Como visto neste livro, so programas para

    clculos de antenas, transformadores de impedncias, gamma-match. Outros

    facilitam o tedioso trabalho de se calcular uma bobina para um projeto de um dipolo

    encurtado ou uma vertical.

    Abaixo alguns programas que podem ser encontrados nos sites citados. Como

    os endereos da internet variam ao longo do tempo, basta digitar o indicativo do

    autor do programa nas pginas de busca, que voc os encontrar.

    Manual das Antenas

    46

    ATENO: RECEBEMOS RECENTEMENTE UM E-MAIL DO COLEGA AL

    LEGARY VE3-SQB INFORMANDO QUE SEUS PROGRAMAS (YAGI POR

    EXEMPLO) CALCULAM OS DADOS DAS ANTENAS PARA QUE OPEREM COM UM

    CABO COAXIAL DE 50 OHMS, LIGADOS DIRETAMENTE NA ANTENA!

  • Acima, excelente programa do colega PY2-FWA, para clculos de bobinas. Note que vem com

    uma tabela de dimetro de fio e o nmero no cdigo AWG. Facilita a vida dos enroladores de bobinas e

    experimentadores!

    Acima, programa elaborado por Roland Zurmely, PY4ZBZ/F5NCB, que calcula os

    parmetros, cabo, transmissor, antena. Muito bom e intuitivo. Pode-se usar para calcular baluns

    (casadores de impedncias) usando cabos coaxiais nacionais, que diferem em muito dos importados.

    um excelente programa.

    Manual das Antenas

    47

  • Muito prtico de se fazer, enrolar uma parte do cabo coaxial, (comprimento

    dado na tabela, em metros) o mais prximo possvel da antena, formando algumas

    espiras. o balun de 1:1 de corrente. Veja a tabela abaixo:

    Faixa individual, muito eficiente

    Faixa Cabo RG 213 (grosso) RG 58 (fino)

    80 m 6,68 metros 8 espiras 6,1 metros 6 a 8 espiras

    40 m 6,68 metros 10 espiras 4,58 metros 6 espiras

    30 m 3,65 metros 10 espiras 3,5 metros 7 espiras

    20 m 3,5 metros 4 espiras 2,45 metros 8 espiras

    15 m 2,45 metros 6 a 8 espiras 1,82 metros 8 espiras

    10 m 1,82 metros 6 a 8 espiras 1,22 metros 6 a 8 espiras

    Balun multibanda, usando todos os tipos de cabo coaxial

    80 a 10 metros 3,4 metros 7 espiras

    80 a 30 metros 5,47 metros 9 a 10 espiras

    20 a 10 metros 2,45 metros 6 a 7 espiras

    E agora, qual o dimetro das espiras? Uma sugesto: marque com um pedao

    de fita adesiva onde termina o comprimento do pedao, segundo a tabela. Enrole

    aproximadamente o nmero de espiras ou voltas. Depois, s ir afrouxando ou

    apertando as espiras at coincidir o nmero delas segundo a tabela.

    Os nmeros foram baseados no Antenna Book da ARRL e a medida em ps foi

    convertida para metros.

    Para a antena

    Para o rdio

    Espiras feitas com o

    prprio cabo coaxial.

    Manual das Antenas

    Transformadores de impedncias ou gamma-match

    48

  • Acima, um balun 1:1 com ncleo de ar. Depois de tudo soldado, coloque o miolo

    num cano de PVC de maior dimetro, com ganchos de metal para suportar a antena.

    No final, coloque um conector coaxial. D uma aparncia profissional. Na tabela,

    dados para se usar um ferrite, mas este tipo no recomendado para potncias

    acima de 100 Watts. Experimente o modelo com ncleo de ar. Funciona em toda a

    banda de HF.

    Abaixo, um tpico balun de 4:1, construdo com um pedao de cabo coaxial de

    75 ohms. A parte em forma de U tem o comprimento de onda. O restante,

    qualquer comprimento, tambm de 75 . Pode-se usar cabo de 50 , mas serviria

    para casar impedncias de 200 ohms da antena.

    300 ohms

    U=1/2 onda

    Cabo coaxial de 75 ohms

    Casa antena de 300 ohms

    Se usar cabo coaxial de 50 ohms

    serve para casar antena com

    200 ohms de impedncia

    As malhas esto interligadas

    ^

    BALUN 4:1

    Manual das Antenas

    Diagrama de um

    balun 1:1 de ferrite

    1 2 3

    11 2233

    para o TX

    para a antenaBalun 1:1 de ar

    12 espiras trifilar

    Fio n 12 esmaltado

    Forma tubo de 25 mm de

    dimetro (PVC)

    Balun 1:1 com ferrite

    16 espiras trifilar

    Fio n 16 de cobre

    encapado

    Ferrite 10 ou 12 mm de

    dimetro e comprimento

    de 6 a 12 cm (corte o

    excesso)

    1

    2

    3

    11

    22

    33

    Balun 1:1

    Balun protegido por um

    tubo plstico (PVC)

    49

  • Transformador de impedncias 2:1

    Como exemplificado nas partes sobre loop e quadra-cbica, um pedao de cabo

    coaxial de de onda de 75 pode casar uma loop de 120 de impedncia a um

    cabo coaxial de tamanho indeterminado, at o rdio. Os programas de computador

    mostrados acima, fazem isso automaticamente, levando-se em conta o tipo de cabo

    coaxial. Experimente usar o fabuloso programa do Roland Zurmely, PY4ZBZ, que

    calcula os parmetros cabo, antena, transmissor. Na prxima atualizao deste

    livro, daremos detalhes de como transformar impedncias abaixo de 50 usando

    dois cabos de 75 ou 50 em paralelo.

    Para a antena - 75 ohms 1/4 onda Rdio - 50 ohms, qualquer comprimento

    Manual das Antenas

    28,5 MHz 1,77 metros

    28 MHz 1,77 metros

    27 MHz 1,83 metros

    24,9 MHz 2,06 metros

    21,15 MHz 2,36 metros

    18 MHz 2,74 metros

    14,1 MHz 3,54 metros

    Segundo dados que obtivemos com o programa para clculos da antena

    Quadra Cbica, os comprimentos para as mesmas faixas, usando-se um cabo coaxial

    grosso, tipo RG 213, permaneceram iguais.

    Com certeza haver diferenas quando se usar outros tipos de cabo coaxial,

    pois o fator velocidade pode ser 0,66% no cabo comum ou 0,82% no cabo para celular.

    Nunca deixe de multiplicar os 1/4 de onda no cabo pelo seu fator de velocidade!

    Lembre-se sempre que este tipo de gamma usa exclusivamente cabo coaxial de 75

    de impedncia e ligado em srie com o cabo de 50 que desce para o TX.

    A qualidade da emenda tem muito a ver com a sade de sua nova antena.

    Uma dica: tora o fio central, enrole um fio mais fino em volta da emenda e solde

    tudo. Isole o fio central com uma cola de silicone e passe uma camada de adeviso (fita

    crepe). Abra a malha como se fosse um chapu chins e entrelace as duas partes.

    Enrole um fio fino em volta e solde tudo, com o cuidado de no derreter o cabo

    plstico do interior.

    Quer mesmo saber? Gaste um pouco mais e use uma emenda coaxial (conector

    coaxial duplo fmea...)

    TRANSFORMADOR 2:1 POR FAIXA

    cabo RG 59 (fino) de 75

    50

  • Equipamentos de medidas - medidor simples de ROE

    Embora no sejam muito caros, sempre bom construir um e ver como

    funciona. Os componentes no esto numerados no esquema, pois os valores so

    iguais para cada tipo.

    O segredo fazer a placa de circuito impresso com as linhas captadoras de RF

    bem finas, pois teoricamente o aparelho poderia funcionar com baixa potncia

    (QRP). Outra dica substituir os resistores de carvo de 470 por trim-pots no

    mesmo valor e calibr-los com um multmetro digital, o que garantir um ajuste de

    escala mais preciso.

    A calibrao dar um certo trabalho, mas o resultado final valer pena.

    Depois de montado, conecte um pequeno transmissor (pode ser um PX) num

    dos lados do medidor e no outro, uma carga fantasma de 50 . Na falta, poderia at

    ser sua antena, desde que voc saiba que ela tem ROE 1:1.

    1 Coloque a chave HH (ou outro tipo) numa posio. Assuma que seja a

    posio ADJ (ajuste ou cal).

    2 Pressione a tecla do microfone, estando em Amplitude Modulada.

    3 O ponteiro avanou para o final da escala? Se sim, acione o potencimetro

    para que ele chegue ao final e no ultrapasse o ltimo marco da escala. Se o ponteiro

    colou para trs, deve-se inverter a posio do rdio/antena. A chave HH est

    invertida. Inverta a posio da marca ADJ/ROE.

    4 Coloque a chave HH agora na posio ROE. Aperte o mike e veja o resultado.

    5 Mea a ROE. Se o ponteiro do instrumento nem se mexeu, sinal que a ROE

    est 1:1 e o aparelho calibrado.

    6 Se houve algum avano do ponteiro, h um desequilbrio nos valores dos

    resistores de 470 . Se voc usou trim-pots, recalibre cada um deles,

    cuidadosamente, at obter os 1:1.

    Agora, como calibrar o medidor para saber o valor exato da ROE, se ela for

    acima de 1:1? Existe um macete simples. No lugar da carga no-irradiante

    (fantasma), use agora um resistor de 75 (ROE 1,5:1); 100 (ROE 2:1); 150 (ROE

    3:1) e 300 (ROE 6:1). Isto significa enganar o medidor, apresentando ROE de 2 a 3,

    limite mximo para a sade de seu rdio.

    No se esquea de que neste caso, voc ir transmitir com baixa potncia, 1

    watt, ou ento, os resistores de carvo (associao srie/paralelo) devem ter pelo

    menos 50 watts de dissipao. O tempo para isso deve ser de poucos segundos, seno

    o resistor vira fumaa. E os transistores de sada do rdio tambm...

    Tpico refletmetro

    (medidor de ROE)

    Manual das Antenas

    R1

    R2C1

    D1 D2

    C2

    C3M1

    POT1

    CH1

    AJT ROE

    51

  • 2 diodos de germnio OA96 ou 1N60

    2 resistores de 470 ohms*

    1 Potencimetro linear de 20 K ohms

    3 capacitores cermicos NPO de 10.000pF (10nF, 103Z ou 0,010 uF)

    1 medidor de 100 uA (VU-meter)

    1 chave HH duas posies

    LISTA DE COMPONENTES - ESQUEMA NA OUTRA PGINA

    Acima, um desenho sem escala, para que o leitor tenha uma idia de como

    projetar sua placa impressa. O comprimento das linhas de captao de RF mede de 7

    a 10 centmetros e devem estar prximas um milmetro da linha principal. A largura

    da trilha do meio pode ter uns 3 milmetros, ( onde vai os pinos dos dois conectores

    coaxiais) e as laterais, dois milmetros. Porm, as linhas de captao devem seguir

    este desenho, retilneo. Alguns circuitos usam um pedao de cabo coaxial como linha

    de captao. No se esquea que o conector coaxial tambm vai aterrado massa,

    atravs da caixa metlica.

    Na outra pgina, um refletmetro para QRP LED.

    Uma dica: se no achar medidores tipo VU-Meter, compre um multmetro no

    camel, de uns 10 reais, e aproveite o galvanmetro! No experimentamos, mas pode

    dar certo (acho que a dica vai inflacionar o preo dos multmetros Made in

    China!).

    Manual das Antenas

    47

    0

    47

    0

    10nF

    10nF

    10nF

    1N60

    1N60

    Pot 20K

    Chave HH

    VU 0-100uA

    TX ANT

    AJT ROE

    52

  • Manual das Antenas

    Medidor de ROE com LED para QRP

    Este refletmetro (medidor de ROE) foi publicado na pgina do Miguel Barti,

    PY2OHH, um dos maiores entusiastas do QRPismo brasileiro. Sua pgina referncia

    nacional (e internacional) sobre o assunto.

    Apesar de simples, o medidor bem funcional, sendo para transmissores de baixa

    potncia, menos de 1 Watt. Os resistores de 100 so de metal film e dissipao de 2 watts

    cada um. Os resistores de 47 tambm so de 2 watts.

    Testamos a montagem com a placa de circuito impressa da foto, improvisada, e

    funcionou muito bem.

    Quem quiser detalhes sobre o assunto, inclusive um extenso e bem explicativo texto,

    deve procurar a pgina do Miguel, digitando seu indicativo em algum site de busca da

    internet.

    COMO FUNCIONA

    E como funciona! Veja os

    ajustes, segundo informaes do

    Miguel: Conectar um trx QRP na

    entrada colocar a chave na posio

    SWR e a outra chave na posio

    calibrar.

    Ajustar o potencimetro at

    o Led apagar, passar para a chave

    da posio de calibrar para medir,

    aplicar sinal. Se a estacionaria for

    1:1 o Led ficar apagado. Caso

    houver estacionaria o Led acender.

    Quanto maior a diferena entre os

    pontos de Led apagado maior ser a

    estacionaria.

    No nosso caso, eliminamos

    as duas chaves liga/direto, com

    excesso da medir/calibrar.

    P a r a b n s M i g u e l p o r e s s a

    preciosidade!

    53

  • Manual das Antenas

    Acopladores de antenas

    Quem usa rdio valvulado no gosta muito deles, pois requer sintonias

    infindveis ao custo de emisso das preciosas vlvulas. Mas , inegavelmente, um

    acessrio essencial estao do radioamador, especialmente se usa vrios tipos de

    antenas.

    Existem vrias configuraes de acopladores, para alta ou baixa potncia e o

    mais recomendado o modelo T, conforme o diagrama abaixo, embora provoque

    considerveis perdas na potncia final irradiada. Sua vantagem so os valores dos

    componentes, que podem ser encontrados no comrcio eletrnico.

    Veja que o smbolo dos resistores apenas uma ilustrao eltrica, pois o que

    existe mesmo so os dois capacitores variveis, de alta isolao e um indutor,

    construdo segundo frmulas matemticas.

    Um excelente programa (TLW) fornecido junto ao livro Antenna Book da

    ARRL para clculos de indutores e capacitores dos vrios tipos de acopladores de

    antenas.

    Uma das maneiras mais simples curto-circuitar as espiras usando uma

    garra jacar, aps achar o ponto ideal para cada faixa. Mas ateno: altas

    voltagens e corrente de RF estaro presentes nas ligaes dos capacitores e indutor.

    Os capacitores variveis devem ser para mais de 1500 volts de isolao.

    Teoricamente, deveriam ter mais de 8 mil volts de isolao. Tambm corre-se o risco

    de haver um arco entre os capacitores e a caixa metlica do acoplador.

    Nos Estados Unidos, pode-se adquirir um indutor varivel com motor

    controlado eletronicamente. Uma facilidade para os montadores dolarizados.

    C1 - 180pF C2 - 500pF

    L - 11,5 uH

    505

    entradasada

    Valores tpicos para um acoplador de antena T

    TX ANT

    Tpico acoplador em pi

    54

  • Manual das Antenas

    Acoplador de antenas para QRP

    Este circuito anda circulando por a - pginas da internet e boletins de grupos

    de PX e radioamadores, mas poucos sabem sua origem verdadeira: um artigo na

    revista Eletrnica Popular de fevereiro de 1980, de autoria do Jaime G. Moraes Filho.

    Por ser fcil de montar e bem eficiente, mostramos o desenho e os dados para

    sua construo.

    Deve-se levar em conta que, pelo tipo de capacitor usado (ou trimmer), s serve

    para transmissores de baixa potncia.

    Por abranger um espectro que vai dos 20 a 70 MHz, ideal para rdios Faixa

    do Cidado com sada de at 5 watts, ou para quem gosta dos 10 metros, tambm

    usando os modernos rdios PX para esta faixa. O bom que estes aparelhos tem

    controle de potncia, que vai de 1 a 25 watts.

    S para fins didticos, voc pode experimentar um nmero maior de espiras e

    tentar em outras faixas, como um QRP para 40 metros, por exemplo. Outra idia

    seria enrolar mais algumas espiras e curto-circuitar as ltimas, com uma garrinha

    jacar. Uma regra simples: quanto mais espiras, mais baixa a freqncia. Quanto

    menos espiras, mais alta a freqncia de ao do acoplador, mas isso requer

    alteraes nos valores dos capacitores.

    Os conectores coaxiais e os dois trimmers esto ligados ao terra atravs da caixa

    metlica. Lembre-se: se usar os trimmers, baixa potncia!

    L-1

    C-1 C-2

    DADOS CONSTRUTIVOS DO ACOPLADOR

    L1 - 5 espiras auto-suportadas de fio esmaltado n 14 AWG (1,6

    mm) em forma de 12,5 mm (1/2 polegada).

    C-1 e C-2 - Trimmer ou capacitor varivel de 3 a 30 pF.

    Dois conectores coaxiais.

    55

  • Manual das Antenas

    Estes aparelhos dispensam comentrios. Basta dizer que so alguns dos fantsticos

    projetos do Jos Maria Gomes, PY2MG, disponibilizados para os radioamadores j

    montados e devidamente ajustados.

    Os colegas radioamadores (ou PX) interessados nestes produtos, devem entrar em

    contato com o Gomes, atravs do e-mail que aparece em sua pgina na internet:

    www.py2mg.qsl.br

    Instrumentos indispensveis no shack

    Ao lado, sistema digital do medidor

    Acima, medidor de ROE montado

    Ao lado, um medidor de ROE

    e wattmetro digital

    Medidor de indutncias

    e capacmetro digital,

    indispensvel

    nas montagens de transceptores.

    56

  • GAMMA-MATCH - OUTRAS SUGESTES

    ^

    ^^

    ^

    ^

    Suporte fixo (isolante)

    Abraadeira de metal

    (mvel) para ajuste

    de ROE

    Malha no centro do

    irradiante

    L

    S

    Mostramos atravs deste desenho, uma outra maneira de se construir um gamma-

    match. Note que neste sistema, o tubinho de alumnio, fixado diretamente ao vivo do

    cabo coaxial.

    Dentro do tubinho de alumnio, corre um cabo coaxial, sem a malha, ligado a uma

    abraadeira, que tambm ligada ao elemento irradiante da antena.

    No livro no foi comentado, mas importante que o tubinho esteja mais prximo ao

    centro do dipolo. Se no final no se conseguir uma ROE 1:1, talvez seja necessrio

    aumentar o comprimento do tubinho e do cabo em seu interior.

    Dados bsicos do gamma-match:

    Comprimento do tubinho de alumnio: 0,05 comprimento de onda.

    Distncia do elemento irradiante: 0,007 comprimento de onda.

    chapa de metal 1 mm

    corte H feito com

    serra-metal

    gndola

    ferro tubular quadrado

    Como prender um suporte na gndola (boom) de

    uma antena quadra-cblica ou loop

    Manual das Antenas

    57

  • Em primeiro lugar, bom que se diga que Isotron marca comercial e

    registrada do colega radioamador Ralph Bilal, WD0-EJA, proprietrio de uma

    fbrica de antenas chamada Bilal Company, nos Estados Unidos.

    O que caracteriza este tipo de antenas e suas variantes, que a antena

    propriamente dita uma bobina e um capacitor de grandes dimenses. Tem seus

    adeptos e seus crticos. A verdade que as antenas Isotron tem realmente suas

    vantagens e desvantagens.

    Sobre as vantagens, podemos dizer que especialmente projetada para

    aqueles colegas que tem espao reduzido ou simplesmente precisa de uma antena

    invisvel. O modelo caseiro, que tem sido divulgada pela internet, cumpre bem esse

    papel: pode ser instalada num balco de um apartamento e no chama a ateno de

    ningum. Alguns at pensam em se tratar de um pra-raio inico, devido os dois

    discos que formam o capacitor. O ganho unitrio, mas quem tem usado a antena

    em campo aberto, aponta outra vantagem: por ser pequena e leve, pode-se usar um

    mastro comum, leve ou instalar no topo de uma torre. Os adeptos so entusiastas em

    mostrar cartes QSL de contatos intercontinentais realizadas com as Isotron,

    comercial ou caseira.

    Outra vantagem que mesmo para bandas baixa, como 40 e 80 metros e

    mesmo 160 metros, o que aumenta o comprimento da bobina e separao dos

    discos.

    A desvantagem seria a ausncia de ganho e o local onde seria instalada. Se

    ficar escondida, numa sacada de prdio, com certeza haveria alguns obstculos que

    prejudicariam qualquer tipo de antena. bvio!

    Outra desvantagem que ningum usaria este tipo de antena para

    competies e DX em 160 metros, mas pode ser a nica soluo para sair na faixa.

    CONSTRUINDO A SUA ANTENA

    Dados obtidos na internet mostram grandes discrepncias em relao ao

    nmero de espiras da bobina, o que indica logo de incio que a montagem de uma

    Isotron quase sempre emprica.

    O material necessrio: dois discos metlicos de 13 (ou at 20) centrmetros de

    dimetro (largura) que formaro o capacitor com isolador a ar. Pode-se improvisar

    uma placa de circuito impresso, uma tampa de alumnio emprestada da Xtal ou, o

    que melhor ainda, dois discos metlicos retirados de velhos HD de computador. O

    material brilhante e d uma resistncia mecnica muito grande. O brilho pode at

    atrapalhar, pois praticamente um espelho. Uma cobertura de tinta fsca resolve.

    Os atuais HD encontrados em sucatas so de dimetro menor, de uns 9,5 cm.

    Os antigos tem os 13 cm (big-foot), e so os utilizados nas montagens que vimos.

    O ncleo da bobina um cano de PVC de 32 mm (1 1/4). O fio de cobre

    encapado de 2,5 mm, espiras unidas. A tabela anexa indica a quantidade de espiras

    e fornecemos tambm dados obtidos com a nossa Isotron. Como na matemtica, o

    dimetro da bobina pode variar, mas requer ajustes no nmero de espiras de fio. O

    mesmo acontece com os discos, cujo dimetro tambm pode variar, mas necessitar

    correes na separao entre s.

    Monte uma antena Isotron*

    Manual das Antenas

    58

  • DICAS PARA AJUSTES

    Quem j montou avisa: o ajuste um pouco tedioso e a antena de banda

    estreita. Deve-se passar o fio pelo centro do cano de PVC, ou na melhor das

    hipteses, mant-lo fixo, pois se ficar solto dentro, provoca variaes nos ajustes. A

    idia usar um taboque (um tipo de rodelinha) de madeira, borracha ou outro

    material, que tenha um furinho no centro, por onde passar o fio de ligao do disco

    superior massa do conector coaxial. O desenho d uma idia clara do que estamos

    falando.

    O fio fixado nos discos atravs de parafusos, a menos que voc consiga

    soldar o metal do disco.

    Outra sugesto manter uns 2 cm de distncia entre a bobina e o primeiro

    disco. No seria m idia dar um espao maior entre as primeiras espiras da bobina,

    pois isso serve para ajustar o ponto de ressonncia da antena. No disco superior,

    bom deixar uma certa folga de fio acima do disco, caso voc precise aumentar a

    separao entre os discos. Nesse caso, o fio acaba sendo esticado.

    O primeiro ajuste deve ser feito afastando ou aproximando o disco superior do

    disco inferior. A princpio, o espao entre os dois discos equivalente ao dimetro de

    cada disco! Depois deste ajuste, afaste as primeiras espiras de fio da parte inferior

    da bobina. Se a ROE ainda for alta talvez seja necessrio retirar espiras.

    sempre bom lembrar que uma bobina com mais espiras, ressona em

    frequncia mais baixa. Menos espiras, ressona em frequncia mais alta. Nada como

    um impedancmetro ou ponte de rudos para ajustar antenas!

    O ambiente ao redor da antena tem influncia em seu funcionamento e

    consequente ajuste.

    E para finalizar, se aquele vizinho chato que vive reclamando de

    interferncia lhe perguntar o que aquilo em cima de seu telhado, voc pode dizer

    que uma antena especial para captar ondas telepticas de seres extraterrenos. Ele

    vai pensar que voc doido e nunca mais vai torrar sua pacincia!

    L C

    Malha do coaxial

    Alma do coaxial

    A antena na verdade um circuito LC sintonizado, conforme mostra seu

    diagrama eltrico. Este modelo de antena divulgado pelo colega francs F5-IXU

    e no deixa de ser aparentada da polmica antena EH.

    ESQUEMA ELTRICO DA NOSSA ISOTRON

    Manual das Antenas

    59

  • DADOS DA BOBINA DISCOS DE