Trabalho de antenas (continuação...)

 

continuação...

está chover, a cântaros, não mexo mais na antena.

Também não é preciso!

Antena para 0 meu WSPR-CT1BAT

 Hoje está um bom dia para afinar antenas!

Esta é a minha EFHW, dimensionada para os 7,038MHz que uso na baliza WSPR. Ela ressona nas harmónicas superiores da frequência fundamental (+_14,076, 21,114, 28152 (onde consigo a primeira posição no ranking da distância com 0,001W) e, com menos eficiência, em 10,138 e 24,924).

Antes que me perguntem... aquele fio à esquerda na vertical, acoplado à EFHW, permite-me ajustar/determinar, fácilmente, o ponto onde a relação entre a tensão e a corrente corresponde à afinação desejada! Tem um nome... (em vez disso, quem não quiser ter trabalho, pode usar um sintonizador de antena (e aguentar as IL!) que, como sabem, eu NÃO USO!)

O fio da direita é o contrapeso.

O radioamadorismo tem múltiplas facetas. Divirtam-se!

IberRadio_2024

 Mais uma vez, este grupo de amigos não podia faltar 😃 na IberRadio!

Entre muitos outros amigos, lá encontrámos os grupos de Albergaria-Viseu e da ARBB (foi um gosto, Amigos!).

Acho que nunca vimos a Feira tão participada, não se rompia! Parabéns IberRadio e, até para o ano!

IberRadio-2024

 Ávila, aí vamos nós, outra vez!

Antenas ressonantes vs. não ressonantes

 Durante muitos anos quando, não havia internet e os livros eram poucos e caros (o meu Manual de Antenas do R. Piat custou 2 semanas de almoços, com água!). o conhecimento era transmitido pelos mais velhos de viva-voz se moravam perto ou por carta, com esquemas e descrições, se distantes. Foi assim que construi a primeira Slim-Jim, esquema enviado, por correio, pelo FC Judd e treinei para o exame de telegrafia, com umas fotocópias e uma gravação em cassete, enviada por um colega da Irlanda.

Não havia um mercado de antenas para radioamador (fui a Lisboa comprar a minha primeira antena, uma GP marítima de fibra de vidro usada nos navios, porque para radioamador não havia) e, cada um, tinha de suprir as suas necessidades construindo a antena de que necessitava, o mais comum, com fio de cobre usado nas instalações elétricas.

Hoje na “era da comunicação” há muitas fontes (haja vontade!), desde as publicações (e discussão) nas redes sociais, livros e revistas e, presentemente, a AI-Inteligência Artificial cujo nível de conhecimento, inquestionavelmente, supera o conhecimento teórico de qualquer ex-aluno das engenharias! 

Vem isto a propósito de umas quantas afirmações que ouvi transmitir a novos radioamadores, sugerindo  o uso de antenas “não ressonantes” (p. ex. um fio de comprimento aleatório com a ajuda de um AT-sintonizador de antena) desvalorizando as “antenas ressonantes” (claro, as teorias não constroem antenas, é preciso investigação, conhecimento e experimentação!).

Não vá alguém pensar que os fabricantes/comerciantes são uns ladrões e que, em vez de antenas bastava venderem simples “varas de aluminio” ou rolos de fio, não me conformando com o que ouvi e porque opiniões há muitas (!), recorri às bases de dados da AI/IA-Inteligência Artificial que devolveu os conceitos abaixo.  

Basta fazer perguntas!

Sirvam-se!

Antenas ressonantes vs. não ressonantes

O funcionamento das antenas ressonantes foi primeiramente compreendido pelo físico alemão Heinrich Hertz. Em 1888, Hertz realizou experiências pioneiras que demonstraram a existência de ondas eletromagnéticas, previstas pela teoria eletromagnética de James Clerk Maxwell. Essas experiências incluiam o uso de antenas dipolo, que são um tipo de antena ressonante.

A distinção entre antenas ressonantes e não ressonantes começou a ser explorada mais profundamente no início do século XX, à medida que a tecnologia de rádio e telecomunicações avançava. A necessidade de entender melhor o comportamento das antenas em diferentes frequências levou os engenheiros e cientistas a investigar como as antenas ressonantes, que operam eficientemente em frequências específicas, diferem das antenas não ressonantes, que podem operar numa faixa mais ampla de frequências, sob compromisso e com menor eficiência.

Essas investigações foram impulsionadas pelo desenvolvimento de sistemas de comunicação mais complexos e pela necessidade de otimizar a transmissão e receção de sinais de rádio.

A teoria das antenas evoluiu significativamente durante esse período, com contribuições importantes de cientistas como Guglielmo Marconi e Nikola Tesla.

A história e evolução das antenas ressonantes e não ressonantes refletem o desenvolvimento da tecnologia de comunicação ao longo do tempo.

Antenas ressonantes

As antenas ressonantes, como os dipolos, foram fundamentais nas primeiras experiências de rádio. Heinrich Hertz, no final do século XIX, demonstrou a existência de ondas eletromagnéticas usando antenas ressonantes. Essas antenas são projetadas para operar eficientemente em frequências específicas, o que as torna ideais para aplicações onde a precisão e a eficiência são cruciais, como em transmissões de rádio e televisão.

Antenas Não Ressonantes

As antenas não ressonantes, por outro lado, surgiram como uma solução para a necessidade de operar numa ampla gama de frequências, principalmente, em situações de mobilidade. Elas são menos eficientes em termos de ganho e diretividade, mas oferecem maior flexibilidade. Um exemplo clássico é a antena T2FD (Tilted Terminated Folded Dipole), desenvolvida durante a Segunda Guerra Mundial para comunicações militares, onde a capacidade de operar em múltiplas frequências era vital.

Evolução e Aplicações

Com o avanço da tecnologia, a dicotomia entre antenas ressonantes e não ressonantes tornou-se mais pronunciada. As antenas ressonantes continuam a ser usadas em aplicações onde a eficiência é crucial, como em estações de transmissão de rádio e televisão. As antenas não ressonantes, por sua vez, são utilizadas em comunicações móveis e sistemas de radar, onde a capacidade de operar em várias frequências é mais importante do que a eficiência máxima numa única frequência.

Conclusão

A escolha entre antenas ressonantes e não ressonantes depende das necessidades específicas de cada aplicação. Enquanto as antenas ressonantes oferecem alta eficiência em frequências específicas, as não ressonantes proporcionam flexibilidade e capacidade de operar em uma ampla gama de frequências, porém, com necessidade de ajuste de sintonia sempre que se afasta da frequência sintonizada.

Uma antena não ressonante sempre necessita de um adaptador de impedância para funcionar de maneira eficiente. Isso ocorre porque a impedância da antena varia significativamente com a frequência, e um adaptador de impedância ajuda a garantir que a máxima quantidade de energia seja transferida entre a antena e o transmissor.

Sem um adaptador de impedância, a desadaptação resulta em perda de sinal, menor eficiência e possíveis danos ao equipamento de transmissão.

A inserção de um sintonizador ou adaptador de impedância num sistema de 50 Ohms pode provocar perdas de potência, conhecidas como perdas de inserção. Essas perdas ocorrem devido à resistência interna e outras características do adaptador que podem dissipar parte da energia do sinal.

No entanto, essas perdas são geralmente pequenas em comparação com as perdas devido a uma desadaptação de impedância. A desadaptação pode causar reflexões de sinal significativas, resultando numa perda de potência muito maior e possível distorção do sinal.

Portanto, o uso de um adaptador de impedância é essencial para garantir uma transferência eficiente de energia entre o transmissor, o cabo coaxial e a antena, minimizando as perdas totais no sistema.

 

Minimizar as perdas de potência ao usar um sintonizador ou adaptador de impedância num sistema de 50 Ohms envolve alguns conhecimentos, práticas e considerações importantes:

1. Escolha de Componentes de Alta Qualidade

Utilize adaptadores e sintonizadores de alta qualidade, projetados para minimizar perdas de inserção. Componentes de qualidade inferior podem introduzir perdas adicionais.

2. Impedância Correta

Certifique-se de que o adaptador de impedância está corretamente ajustado para a impedância do sistema (50 Ohms). Uma correspondência precisa reduz as reflexões de sinal e melhora a eficiência.

3. Cabo Coaxial de Baixa Perda

Use cabos coaxiais de baixa perda, especialmente em frequências mais altas. Cabos de alta qualidade com menor atenuação ajudam a preservar a potência do sinal.

4. Conexões Firmes e de Baixa Resistência

Garanta que todas as conexões sejam firmes e de baixa resistência. Conexões frouxas ou oxidadas podem introduzir perdas adicionais.

5. Minimização de Comprimento de Cabos

Mantenha os cabos coaxiais o mais curtos possível. Cabos mais longos introduzem mais perdas devido à atenuação ao longo do comprimento do cabo.

6. Uso de Adaptadores de Baixa Perda

Escolha adaptadores de impedância que sejam especificamente projetados para ter perdas mínimas. Alguns adaptadores são otimizados para diferentes faixas de frequência e podem oferecer melhor desempenho.

7. Manutenção Regular

Realize manutenção regular no sistema para garantir que todos os componentes estejam em boas condições. Substitua cabos e conectores desgastados ou danificados.

8. Ajuste Preciso do Sintonizador

Ajuste o sintonizador de impedância com precisão para a frequência de operação desejada. Um ajuste preciso minimiza as perdas de inserção e maximiza a transferência de potência.

9. Uso de Ferramentas de Medição

Utilize ferramentas de medição, como analisadores de espectro e medidores de potência, para verificar a eficiência do sistema e identificar quaisquer fontes de perda.

Seguindo essas práticas, você pode minimizar as perdas de potência e garantir uma operação mais eficiente do seu sistema de comunicação.

Para calcular a diferença de potência irradiada entre uma antena ressonante e uma antena não ressonante com um SWR (Standing Wave Ratio) de 3.1, precisamos entender como o SWR afeta a eficiência da antena.

Cálculo da Potência Irradiada

1.    Antena Ressonante:

o    Uma antena ressonante bem ajustada terá um SWR próximo de 1:1, o que significa que quase toda a potência do transmissor é irradiada pela antena.

o    Para um sinal de 100W, a potência irradiada será aproximadamente 100W.

2.    Antena Não Ressonante com SWR de 3.1:

o    Um SWR de 3.1 indica que há uma desadaptação significativa entre a antena e a linha de transmissão.

o    A fórmula para calcular a perda de potência devido ao SWR é:

Perda de Potência (dB)=10log⁡10(1+SWR24⋅SWR)Perda de Potência (dB)=10log10​(4⋅SWR1+SWR2​)

o    Substituindo SWR = 3.1:

Perda de Potência (dB)=10log⁡10(1+3.124⋅3.1)≈1.25 dBPerda de Potência (dB)=10log10​(4⋅3.11+3.12​)≈1.25 dB

o    A perda de potência em dB pode ser convertida em uma razão de potência:

Razão de Potência=10(−1.2510)≈0.75Razão de Potência=10(10−1.25​)≈0.75

o    Portanto, a potência irradiada pela antena não ressonante será:

Potência Irradiada=100W×0.75=75WPotência Irradiada=100W×0.75=75W

Conclusão

·         Antena Ressonante: Irradia aproximadamente 100W.

·         Antena Não Ressonante com SWR de 3.1: Irradia aproximadamente 75W.

Portanto, a diferença de potência irradiada entre uma antena ressonante e uma antena não ressonante com um SWR de 3.1 é de cerca de 25W.

Optar por antenas ressonantes pode ser uma escolha mais eficaz e económica a longo prazo. Aqui estão alguns pontos a considerar:

Vantagens das Antenas ressonantes

1.    Maior Eficiência: Antenas ressonantes são projetadas para operar em frequências específicas, o que maximiza a eficiência da transmissão e recepção de sinais.

2.    Menor Necessidade de Ajustes: Uma vez instaladas e ajustadas corretamente, as antenas ressonantes geralmente não requerem ajustes frequentes.

3.    Custo-Benefício: Embora possam ser mais trabalhosas para instalar inicialmente, elas eliminam a necessidade de um sintonizador caro, reduzindo os custos operacionais a longo prazo.

Considerações sobre Sintonizadores

1.    Custo Adicional: Sintonizadores de alta qualidade podem ser caros e adicionar um custo significativo ao sistema.

2.    Perdas de Inserção: Como discutido anteriormente, sintonizadores podem introduzir perdas de potência, reduzindo a eficiência geral do sistema.

3.    Complexidade: A adição de um sintonizador aumenta a complexidade do sistema, o que pode exigir mais manutenção e ajustes.

Conclusão

Se a aplicação permite o uso de antenas ressonantes e a faixa de frequência é relativamente estável, optar por antenas ressonantes pode ser a melhor escolha em termos de eficiência e custo.

Uma antena ressonante pode operar eficientemente em múltiplos do comprimento de onda fundamental. Isso significa que, além da frequência ressonante principal, a antena também pode funcionar bem em frequências que são múltiplos inteiros dessa frequência.

Exemplo de Antena Dipolo

Por exemplo, uma antena dipolo ressonante em 7 MHz (comprimento de onda de aproximadamente 40 metros) também pode operar eficientemente em 14 MHz, 21 MHz e 28 MHz, que são os harmônicos (múltiplos inteiros) da frequência fundamental.

Vantagens

·         Flexibilidade: Permite a operação em várias bandas sem a necessidade de ajustes adicionais.

·         Eficiência: Mantém uma boa eficiência em múltiplas bandas, aproveitando as propriedades ressonantes da antena.

Considerações

·         Comprimento Físico: O comprimento físico da antena deve ser adequado para suportar essas múltiplas bandas.

·         Impedância: A impedância da antena pode variar em diferentes harmónicas, então é importante garantir que o sistema esteja bem ajustado para cada banda de operação.

Essa característica torna as antenas ressonantes muito versáteis para aplicações em radioamador e outras comunicações onde múltiplas bandas são desejáveis.

 

 

BUG KEY VIBROPLEX

 Chegou hoje a mais nova cá de casa  uma ORIGINAL e, como ela, fecha-se a minha coleção de chaves de Morse.

Nasceu em 1958 ali para os lados de Knoxville no Tennessee-EUA.

Serviu um "profissional" durante muitos anos e retirada (só saindo em dias de festa!) e, agora, veio fazer companhia à sua  irmã mais pequena, a CODE MITE nº. 552!

Depois de um belo banho (toda desmontada) aqui está ela com ares de nova!

Agora vou dar umas voltas com ela para treinar que, para "conduzir" uma Bug destas não chega saber o código Morse!

Construir um BALUN 4:1

 Construir um BALUN (que funcione!) não é difícil, nem caro.

Este exemplo, é de um transformador de 4:1 para aplicar numa Loop de Quadro para emitir nas bandas de 10 a 160M, sem necessidade de sintonizador de antena/antenna tuner (aqui não se usa 😆).

Vejam o vídeo (sem cortes😄).

Material e custo: 

- 2 toróides 140-43 (2x2,52€);

- 1 PL de chassis (1,49€);

- 3M de fio esmaltado (3,00€);

- 1 lata metálica (por ex. de grão de bico😲);

- 25cm de cabo 2mm 2 condutores;

- Habilidade qb.

Custo total: 10,00€, umas horas de gozo e algumas minis!

Quem não tiver minis, pode comprar o balun no mercado (+80€, bem mais apresentável, para colocar lá em cima onde ninguém o vê ao pormenor e, algumas vezes, um bela sucata!).

Brevemente, inscrições abertas na TRGM, para uma sessão da Tertúlia do Ferro de Soldar, 

no ESPAÇO-TERTÚLIA onde, cada um, construirá o seu!           

De acordo com os dados do fabricante (Amidom, Far Rite) suporta 1KW. Qualquer curto, como é sabido, pum! Não culpem o Balun...

(Nota: Ajudo em tudo o que precisar mas, não peça, que não construo para venda!)                 |

DIA do RADIOAMADOR

Aos meus amigos radioamadores, no nosso dia, desejo as maiores felicidades pessoais e muitos contatos e sucesso nesta atividade fantástica que é o Radioamadorismo!

Aqui fica a minha “prenda” para os colegas radioamadores

 

Uma antena portátil (62cm de diâmetro) construida com 3,90M de tubo de cobre, 1 condensador variável de 350pF (o que havia à mão, dado pelo saudoso amigo CT1IJ, porém recomendo 500pF), 1 condensador de 150pF para a sintonia fina e um bloco de madeira pesada (p.ex. sucupira) para o suporte de mesa (para levar para o monte deve usar uma caixa).

Funciona com eficiência (com ROE abaixo de 1.5 nas bandas de 80M, 40M, 15M, 17M e 20M) sem sintonizador de antena/antenna Tuner que, como sabem, aqui não se usa!

Claro que os resultados não são os de uma antena de meia-onda (-10dB) mas, como podem ver, serve bem! Veja o vídeo

https://drive.google.com/file/d/1hjqzv0ovMr3lKR22t-UA-K_m1x5sO0SW/view?usp=sharing

 Vantagens: custa pouco (fazendo), pesa pouco e mete-se na mala do carro ou carrega-se às costas monte acima! 

Dependendo dos condensadores pode suportar 50W contudo, dada a natureza da antena recomendo não ir além dos 10W devido à carga gerada (a um radioamador não será preciso dizer que NUNCA se coloca a mão numa antena em carga).

Esta antena, cujo custo não vai além de umas poucas dezenas de euros (custo dos condensadores e de 4M de tubo de cobre) é fácil de construir, porém está no mercado, com a designação de MLA-M (Magnetic Loop Antenna-Multiband) por 600/700€!

Mãos à obra e divirtam-se! Feliz dia do Radioamador!

WSPR

 

WSPR: info sobre 160M a partir de IN50

 Informa-se a quem interesse conhecer as condições de propagação que a baliza WSPR “CT1BAT” inicou hoje a disponibilizar informação, também na banda de 160M situando-se, às 16:19 UTC,  na posição 1 de Top Beacon by distance.

A informação sobre propagação é pública, está disponível 365x24 e pode ser acedida em https://wspr.hb9vqq.ch/ , http://wspr.aprsinfo.com/ entre outros.

Nota: O Beacon WSPR CT1BAT emite a partir de IN50 (cidade de Coimbra), com 100mW (20dBm) através de uma antena EFHW 40M+Bobine para 80M+UnUn 64:1 home made.

Antenas e bobines

 Há uns meses atrás...

CONVERSANDO SOBRE UNUNs e BALUNs em https://ct1bat.blogspot.com/2022/09/conversando-sobre-ununs-e-baluns.html, mostrei a medição, em laboratório, de um UnUn com uma relação de 64:1, medido com uma carga de 3K3 valor central/médio que uma antena de fio irradiante (EFHW) cortada a meia-onda elétrica de um comprimento de onda de 40M, terá no ponto de alimentação.

Construido o UNUn, ajustamos o adaptador de impedância para o centro (3.300 Ohm) teríamos, nos extremos uma impedância afastada do valor desejado de 50 Ohm. Tal desajuste, para cima ou para baixo atinge um ponto de incapacidade da antena de irradiar o sinal, recebido do emissor e provocaria um retorno (ROE) elevado.

Sabemos que, teóricamente, um fio ressonante, alimentado no extremo terá, no ponto de alimentação, um valor entre 2.500 a 4.500 Ohm, dependendo das condições de instalação.

Então, o que fazer?

- ou se trabalha com 2 antenas (uma para as bandas mais baixas, p.ex. 40 e 80M e outra para os 10, 15 e 20M) em que os valores de impedância são aceitáveis /suportáveis ou, 

- com uma só antena inserir, no UnUn, um sistema de comutação para maior e menor impedância, para as bandas mais altas e mais baixas ou 

- "induzimos" um comprimento adicional de fio/antena, selecionado pela frequência usada, para a(s) banda(s) mais baixa(s)!

Foi a minha experiência de ontem, a saber:
Estava com dificuldades em "faturar" nos 80M com o meu beacon WSPR. (e no ranking dos spots por distância o Alessandro melhorou a sua antena e está, de novo, à frente, LOL).

Então, decidi aumentar a minha antena End Fed Meia Onda (EFHW) sem que o aumento do irradiante comprometa as bandas mais altas. Isso faz-se com a inserção de uma bobina/carga indutora que complementada com um pequeno comprimento de fio permitirá a ressonância na frequência desenhada.

Usei, como habitual, o Coil32 para calcular a bobina

Com os valores, "mãos-à-obra"

É fácil, já outros tiveram o trabalho de estudar e construir o programa... não precisamos "chover no molhado"

Material:

16cm de tubo PVC de 40mm de diâmetro;

13m de fio esmaltado de 1,25;

furar a 2cm do extremo e enrolar+enrolar+... ao fim de 102 voltas, furar e amarrar;

numa extremidade amarrar 1 pedaço de fio (usei 0,75 para potência baixa) com 2,30m (serve para ajuste, encurtando até o desejado e dobrado junto ao fio);

desta forma simples (com pouco mais de comprimento) é possível pôr a antena a irradiar nos 80M, onde estava a Zero!

Adicionei à antena e o resultado final é este:

Hoje, pela manhã, ao fazer a leitura das 24H, o "problema" estava resolvido. A antena tinha feito o seu trabalho!

Esta noite o Alessandro ficou para trás! (ciao Alessandro, scusa caro!)

Se consegui passar a MSG, FB. Qualquer dúvida, ao dispor!