Calculadora de Antena de Alambre (Cable)

El siguiente programa calculará las longitudes necesarias para construir varias antenas de cable populares. Todo lo que necesita hacer es ingresar la frecuencia de resonancia deseada (centro) en el formulario a continuación, luego haga clic en "Calcular". Las longitudes correctas para los distintos modelos se mostrarán en la tabla. (Para comprender mejor las variables, asegúrese de leer las notas de la aplicación y estudiar los dibujos siguientes). Esta calculadora calculará con precisión los valores para todas las antenas de HF: 1.8 - 30 mHz. 

 

Entrar frequencia in mHz.   

V invertida, ángulo de inclinación (horizontal).

 
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  Dipolo horizontal   
Dipolo 1/2 largo de onda

Para un rendimiento óptimo, el dipolo de 1/2 onda debe instalarse a un minimo de 1/2 longitud de onda sobre el suelo (teorico).

Cada pata  
 
  V Invertida   
V invertida de 1/2 onda  Sobre terreno nivelado, la altura mínima para el vértice (punto de alimentación) de una V invertida está determinada por el ángulo (pendiente descendente) de las patas en V. ASEGÚRESE de agregar la altura sobre el suelo de los soportes de los extremos. La extensión horizontal de Vee será la distancia desde el punto final al punto final, más los puntos de amarre.
V invertida, cada pata 
Altura Vertical mínima 
Propación Horizontal mínima
 
  Quad Loop   
Loop de 1 largo de onda completo     La altura mínima para las esquinas superiores del "Quad Loop" es la longitud de un lado más la altura de los postes de soporte inferiores. El "Quad Loop" se alimentan con mayor frecuencia en el centro de la pata horizontal inferior.
Cada lado   
Distancia del punto de alimentación desde la esquina inferior    
 
  Delta Loop   
Loop de 1 largo de onda completo La altura mínima de montaje para el vértice de un Delta Loop es la altitud más la altura de los postes de soporte. El Delta Loop debe ser un triángulo equilátero (para mayor eficiencia), la extensión horizontal mínima es igual a la longitud de un lado más la distancia a los puntos de amarre (postes de soporte). Asegúrese de leer la discusión sobre Delta Loops inclinados, a continuación.
Cada lado   
Distancia del punto de alimentación desde el ápice
Distancia del punto de alimentación desde la esquina inferior
Minimum Vertical Height 
 
 

 

Dipolo y V Invertida

     La fórmula básica para determinar la longitud de una antena dipolo o V invertida de alambre de media onda con alimentación central es:

468 ÷ frecuencia (mHz) = Longitud (pies)

     Esta fórmula toma en consideración el "efecto final" capacitivo de los aisladores que acorta el requisito de longitud física para la longitud eléctrica equivalente. La antena en V invertida será más corta entre un 2 y un 5% dependiendo del ángulo con respecto a la horizontal.

     La impedancia del punto de alimentación de un dipolo en el espacio libre es cercana a 75Ω. Los dipolos se pueden alimentar directamente con cable coaxial de 50 Ω o 75 Ω, o con un balun 1: 1 en el punto de alimentación. El ligero desajuste al usar un cable coaxial de 50 Ω se puede combinar fácilmente con un sintonizador de antena (antenna tuner). Más importante aún, para una distribución de corriente simétrica y una radiación de línea de alimentación reducida  siempre se debe usar un balun en el punto de alimentación.

     Debido a la proximidad a tierra al final de cada extremo, la impedancia del punto de alimentación de una V invertida es muy cercana a 50 Ω. Por tanto, las V invertidas se pueden alimentar con cable coaxial de 50 Ω, con o sin balun 1: 1. (El consejo sobre el uso de un balun de punto de alimentación también se aplica a la V invertida).

     Tanto los dipolos como las V invertidas se pueden alimentar con un cable tipo escalera de 300 Ω o 450 Ω o alimentadores de alambre abiertos en un sintonizador de antena (antena tuner) balanceado. Esta configuración, conocida como "Doublet", funcionará bien como antena multibanda. 

                
Dipolo V Invertida
Dipolo V Invertida

     ¿Dipolo o V invertida? Como suele ser el caso cuando se les da una opción, hay que analizar las ventajas y desventajas. La V invertida requiere solo un soporte alto y menos extensión horizontal que el Dipolo. También es la impedancia es mas similar al del coaxial de 50 Ω. Por otro lado, hay cierta pérdida de ganancia porque el patrón es menos direccional y el ancho de banda es más estrecho que el del dipolo horizontal.

NOTAS DE CONSTRUCCIÓN: Los dipolos de media onda y las V invertidas son muy fáciles de construir y son excelentes para proyectos caseros. Puede comprar aisladores de extremo y aislantes centrales fabricados comercialmente con conectores coaxiales integrados.  Es bastante fácil usar tubería de PVC 40. Es cierto que si va a usar un balun en el punto de alimentación, ¡comprar un aislante central con el balun incorporado es ciertamente mucho menos trabajo!

     La línea de alimentación adecuada puede ser coaxial de 50 Ω, como RG-58, RG-8X, RG-8, RG-213 o tipos de 75 Ω como RG-11, RG-59, RG-6 o incluso cables gemelos de 75 ohmios . Por supuesto, necesita escoger su línea de alimentación de acuerdo con la potencia que pretende ejecutar. Una potencia superior a 200 vatios puede desarrollar voltajes de RF muy altos. Asegúrese de que sus líneas de alimentación y el hardware de la antena puedan manejar la energía.

     En el mundo real, donde construye sus antenas, la impedancia real de sus antenas de alambre dependerá de varias variables, es decir, altura sobre el suelo, proximidad a objetos grandes, especialmente metálicos, y proximidad a otras antenas resonantes. Siempre corte un poco mas largo las longitudes de su antena. Esto le permitirá "afinar" la antena recortando. ¡Aprenderá rápidamente que "recortar" es MUCHO más fácil que "agregar"!

     Cuando decida dónde "colgar" su antena, recuerde que el patrón de radiación horizontal de un dipolo en el espacio libre es una amplia "Figura-8", que irradia perpendicular al eje del dipolo. El patrón de radiación vertical depende de la altura sobre el suelo. Como se indicó anteriormente, para ser una antena DX efectiva, se requiere un despegue de señal de ángulo bajo, y eso significa que su dipolo debe estar al menos a la mitad de la longitud de onda sobre el suelo.

     Si elige construir una V invertida, asegúrese de que el ángulo de las patas inclinadas no sea mayor de 45 grados (el ángulo interior en el punto de alimentación no sea menor de 90 grados). Si aumenta la pendiente más que esto, la V invertida comenzará a actuar como un monopolo vertical con un patrón de radiación omnidireccional.

     Por último, no se preocupe por las partes fraccionarias de una pulgada cuando utilice las medidas de la calculadora anterior. En las frecuencias de HF, una pulgada es una parte tan pequeña de una longitud de onda que no es un problema.

 

 

Onda Completa

     La fórmula básica para determinar la longitud de una antena "Loop" de cable de onda completa es:

1005 ÷ frecuencia (mHz) = Longitud (pies)

     Dado que los "Loop" cerrados no están sujetos a un "efecto final", las longitudes físicas calculadas con esta fórmula son más largas que las dimensiones del dipolo correspondiente y están cerca de las dimensiones del espacio libre. Dado que las dimensiones del "Loop" son mayores que las de un dipolo de media onda, la eficiencia de la radiación también es mayor.

     La impedancia del punto de alimentación de un "Loop" de onda completa en el espacio libre es de aproximadamente 100-120 Ω con una ganancia sobre un dipolo de 1.35 dB. En el mundo real, instalado a alturas prácticas de aficionados (físicamente cerca del suelo), el rango de impedancia del punto de alimentación puede ser de 50-240 Ω según la configuración, orientación y elección del punto de alimentación. Una de las realidades que conlleva la elección de un "Loop" de onda completa es la necesidad de algún tipo de sistema de emparejamiento de puntos de alimentación ( lo que se conoce en ingles como "feedpoint matching system").

     Si estudia la literatura, descubrirá una variedad casi infinita de configuraciones para un "Loop" de onda completa. Puede elegir un cuadrado o un diamante, un triángulo equilátero con el ápice hacia arriba o hacia abajo, el punto de alimentación en la parte inferior, lateral, en la esquina ... Todos estos "ajustes" afectan la impedancia de alimentación, la ganancia, la polarización, el patrón y, por supuesto, los requisitos de la estructura de soporte. 

Quad Loop Delta Loop

 

"Loop" cuádruple (Quad) Delta Loop

     Para nuestros propósitos, limitaremos esta discusión a dos configuraciones, ambas optimizadas para ciertas bandas de HF.

1.) El "Loop" cuádruple alimentado por la parte inferior es una muy buena opción para las bandas de 20-10M. Tiene la ganancia más alta en ángulos de despegue bajos y la polarización horizontal es excelente para estas frecuencias.

2.) El delta equilátero alimentado fuera de la esquina tiene un rendimiento sólido en las frecuencias de aficionados por debajo de 20M. Con su despegue de ángulo bajo, polarización vertical y requisito de soporte único, es una excelente opción para DXers de banda baja. Estudie la literatura. Puede encontrar otra configuración más adecuada a sus necesidades.

     En ángulos de despegue de interés para los DXers, el patrón de radiación horizontal del "Loop" de onda completa en el espacio libre es una amplia "Figura-8" que irradia perpendicular al plano del "Loop". Curiosamente, en ángulos muy bajos, parte de la radiación del "Loop" delta es de "endfire" ... es decir, paralela al plano del "Loop". Por supuesto, para lograr ángulos tan bajos se requeriría que todo el "Loop" se montara al menos a 1/4 de longitud de onda sobre el suelo. ¡Eso sería todo un desafío a 3.5 y 1.8 mHz!

NOTAS DE CONSTRUCCIÓN: Debido a su tamaño, los "Loops" de onda completa presentan desafíos adicionales para el constructor. Básicamente, todas las notas de construcción de dipolos anteriores también se refieren a la construcción de "Loops". No hay sustituto para las buenas prácticas de ingeniería, y el sentido común todavía gobierna el día. Sin embargo, existen algunas consideraciones exclusivas del "Loop".

     Debido al gran tamaño de los "Loops" de baja frecuencia, la longitud de la línea de alimentación representa una carga significativa en el elemento de alambre. Esto es especialmente cierto para niveles de alta potencia cuando se requiere un cable coaxial más grande. Debe diseñar cuidadosamente la mecánica del punto de alimentación para lograr resistencia. Una solución que resuelve dos problemas de diseño es utilizar una línea de escalera de  buena calidad "Heavy duty"  y alimentar la antena a través de un sintonizador de antena (antenna tuner) equilibrado. Esto resuelve el problema del peso, así como la necesidad de un sistema de emparejamiento de puntos de alimentación.

     Si no tiene una estructura de soporte lo suficientemente alta para un "Loop" de onda completa, no se desespere. Existe un testimonio emérico significativo de la eficacia de un "Loop" delta inclinado bajo al suelo. El modelado confirmará una ganancia de 1-3 dB en directividad en la dirección de la pendiente.

     En general, los "Loops" de onda completa son muy buenas antenas. Si tiene ganas de experimentar, o si su granja de antenas de banda baja necesita un poco de mejora, pruebe con un "Loop".  Si siempre quisiste probar 80M, esta es tu oportunidad. Recuerde ... ¡incluso una antena pésima es mejor que ninguna antena!

 

Thanks to Jim Clymer, Jr. WS6X who allowed us to use his antenna calculation script. Traducido y mofificado por KP4VZ - octubre 2021