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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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.
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-
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
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Poste de
madeira ou metal
Dipolo multibanda
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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^
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
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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
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u
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Tb
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pr
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Ya
g-U
da
aa
nen
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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.^
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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
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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!
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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
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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
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DADOS DA BOBINA DISCOS DE