Mais uma antena que, neste caso, são duas (2 dipolos dobrados) e enfasados para os 433,...MHz (rede LoRa Mesh).
Primeiro o projeto:
Mais uma antena que, neste caso, são duas (2 dipolos dobrados) e enfasados para os 433,...MHz (rede LoRa Mesh).
Primeiro o projeto:
Vai para 50 anos, iniciei os meus passos no radioamadorismo e, o meu primeiro emissor (um SOMMERKAMP FT DX505 com 2 válvulas 6KD6 e 560W p.e.p. que, ainda hoje, equipa a minha estação ... e funciona, claro, mais pianinho!) não ia para o ar sem ter acoplado este medidor que adquiri quase simultâneamente
- emissor no ar, rodar
Encontrado o ponto de mínima energia refletida e acoplamento máximo, rodando ligeiramente o DIAL encontrávamos a frequência exata de ressonância.
Tive tempo, durante 2 anos de categoria E ( os 2 anos de espera não são de agora... ) e serviam para aprender e pôr a estação em ordem que, quem lá ia medir e autorizar, ou não, que a estação pudesse emitir era a DST, hoje, Anacom. Iam lá!
Mais
uma ou duas semanas, sem poder emitir...
Como poderão verificar, no exemplo abaixo, o equipamento mede o "R" e o "X" e determina a frequência com menor ROE/SWR, independentemente dos valores que registará, diretamente, se a frequência fôr alterada.
E, não esqueça que, os sintonizadores de antena ou Antenna Tuner, hoje tão vulgarizados, construídos
por nós, comprados ou incluídos no emissor, não fazem "milagres" e, o que fizeram é,
normalmente, à custa da redução de potência emitida até atingirem os valores pedidos.
E
quem disser o contrário, andou a faltar às aulas...
1 valor de ROE/SWR mínimo na frequência
indicada;
- Interpretação: Quase perfeita. Uma ROE de 1.05
indica que praticamente toda a potência está a ser irradiada pela antena, com
perdas mínimas por reflexão.
2 -
R (Resistência): Muito próximo dos 50 Ω padrão — ótimo para
acoplamento com o transmissor.
- Z (Impedância total): Coincide com R, já que X ≈ 0 —
sinal claro de ressonância.
- X (Reatância): Praticamente nula (0.13 Ω), o que
indica que a antena está em ressonância na frequência medida.
- Definição: Mede, em decibéis (dB), a quantidade de energia
refletida de volta para o transmissor.
Conclusão: Esta afinação em 14.285 MHz está praticamente ideal:
Definições dos Parâmetros de Afinação de Antenas
ROE – Relação de Ondas Estacionárias (SWR)
R – Resistência
X – Reatância
Z – Impedância Complexa
RL – Return Loss (Perda de Retorno)
Impedância
LARGURA DE EMISSÃO:
não lhe atribuo qualquer designação técnica, muito menos em Inglês, porque o Radioamadorismo é para TODOS os que gostam de rádio, nas suas várias vertentes e não é exigido que sejam engenheiros ou que falem ingenheirêz!. Claro que aprender qualquer coisinha é sempre proveitoso (dependendo do que se queira fazer...) e o saber, também, nunca ocupou lugar!
Lembrei-me, logo, de um colega que, há tempos, me contatou a perguntar qual era a ROE, nos extremos da banda, de um dipolo rígido “encurtado”para os 20M que concebi (apesar de estar tudo inventado!) construi e partilhei há uns 15 anos, (com uma largura de pouco mais de 0,1 KHz) que foi duplicado por muitos colegas e, até, apelidado de “canhãozinho”!
Também
nas antenas. Porém,
- mais estreita fôr a banda e
- maior fôr a rejeição de sinais
laterais.
Na afinação de um sistema emissor tenha em atenção:
- a antena é fundamental... por mais (e mais caros!) filtros que coloquem no rádio;
- quanto maior é a diretividade mais
estreito é o feixe e menor será a receção de sinais laterais;
-
também, dependendo da antena, a relação
frente-costas ajuda (e muito!) à rejeição dos sinais vindos de trás e dos lados.
Quanto mais elevado fôr o factor Q mais estreita será a banda e maior a ressonância, logo, maior eficácia!
- calculando-o!
Suponhamos que construiu aquela antena, muito na moda (fácil de construir mas danada de afinar!) uma End Fed (EFHW) para os 14,250 MHz.
Mediu
e o analisador refere que a ROE/SWR abaixo de 2 tem a largura de 300 KHz.
Está boa (!), dirão alguns. Sim, está boa... para receção ... com algum/muito ruido!
Esta antena é muito ruidosa, dirão alguns. Sim e Não!
Para maior concentração de sinal (chegar melhor e maior rejeição de sinais laterais) precisa de melhorar a diretividade, logo aumentar o factor Q.
-
dividindo a frequência central pela largura de banda.
Assim,
14,250/0,300 Q=47,5
Digamos
que, esta antena está moderadamente
seletiva.
Tenha
atenção ao
-
fichas e condutor/cabo de baixas perdas;
-
casamento das impedâncias;
-
local de instalação, altura e distanciamento de objetos, árvores, etc.
-
já agora o comprimento do cabo (insisto!) não é importante (qualquer comprimento serve) mas, para medir a
antena no lugar definitivo, uma cabo com meia-onda elétrica dá muito jeito
(diz-nos cá-em-baixo o que se passa lá-em-cima!)
e, ajuste/afine a antena!
É
como eu gosto!
Há uns tempos atrás fui notificado que a baliza WSPR “CT1BAT” tinha sido escutada na Eureka, uma estação meteorológica perto (+-) do Polo Norte, onde se encontra sedeado o clube/associação, mais a norte do planeta, o VY0ARC-Eureka Amateur Radio Club (da qual tenho o gosto de ser associado!)
| (clique na imagem para ver video) |
É
nesta ilha de 196.000 Km2,( tamanho da Grã Bretanha) que se localiza a estação
meteorológica Eureka (a 480 Kms a
Oeste) e as comunidades de Grise Fiord
(800Kms a SO) e a de Siorapaluk (540
Kms a Sul) só possíveis de aceder por avião a hélice.
Diáriamente, a baliza WSPR “CT1BAT” é escutada no outro extremo, a ANTÁRTIDA no extremo sul, por uma única estação receptora, a DP0GVN a 12.357Kms, instalada na estação meteorológica alemã Neumayer III.
Após
manutenção e reorientação da antena do WSPR, ontem, fui surpreendido por uma notificação de uma estação, HB9HST, a 14.649 Kms na... Antártida (4.000 Kms a sul da Austrália)!
Investiguei
e descobri (o radioamadorismo é feito de investigação!) que o receptor WSPR está numa
estação de pesquisa australiana (a 3.880 Kms de Perth e a 8 horas de distância,
sendo 4 horas de avião mais 4 horas de
autocarro em pista de gelo!).
A Antártida
é o quinto maior continente do mundo, com uma área de
cerca de 14 milhões de km². É
dominado por um planalto de gelo e possui complexas características
geográficas, como montanhas, vales e lagos subglaciais, por baixo da camada de
gelo.
É aqui que se
registam as mais baixas temperaturas do planeta, atingindo os -89ºC e os ventos
ultrapassam os 200 kms/h.
É, porém, o maior
reservatório de água doce do planeta! (estima-se que, se todo o gelo da
Antártida derrete-se, o nível das águas em todo o planeta subiria 60 Metros!).
O continente não
pertence a nenhum país, sendo um território administrado pelo Tratado da
Antártida, um acordo internacional que estabelece o continente como uma área de
pesquisa científica pacífica.
Se tiver
curiosidade, há alguns Webcam online,
p. ex:
https://www.antarctica.gov.au/antarctic-operations/webcams/
Exemplo:
Radioamadorismo não é só “carregar no PTT”... tem muito
mais e... divertido!
Comprimento
da EFHW – End Fed Half Wave (antenna a
meia-onda alimentada no extremo)
(vulgo
END FED)
Construir uma antena “End Fed” é das coisas mais simples do mundo que, estão ao alcance de qualquer “radioamador” (que tem de conhecer os mínimos para obter o CAN!) Por isso se atribui o nome de “radioamador”, de acordo com os parâmetros internacionais e não outro nome qualquer.)
A forma mais
simples:
1.
Escolhido
o fio, vamos cortá-lo. Que medida?
Teóricamente, dividiríamos 150 pelo centro da frequência desejada (p.ex 7,1MHz) que daria 21,13 metros.
Esta fórmula assume que a propagação se dá no espaço livre, sem perdas ou efeitos parasitas.
Porém, como temos os pés
assentes na terra, sabemos que as ondas eletromagnéticas se propagam mais lentamente no fio
(físico) do que no espaço livre!
Assim, considera-se, para fio nu: ~0,95 c (c=velocidade da luz no vácuo) ou
para fio isolado: ~0,96–0,98 c.
Para uma EFHW considera-se ~0,47 c como um
valor empírico que inclui todos os efeitos combinados.
300/0,47=
141 logo, 141/7,1= 19,86 metros
Porque
o fio tem capacitância com o solo e com o
ambiente, o que encurta o comprimento necessário para ressonância;
a alimentação no extremo exige compensação da reatância,
o que afeta o ponto de ressonância, e
devido
ao acoplamento com o transformador (UnUn 49:1*): o sistema completo
(ferrite, fio, ambiente) ressoa com um comprimento ligeiramente inferior ao
teórico,
Sugere-se começar com
um comprimento ligeiramente maior (p. ex. 20,5 m), Como o ambiente e altura do
fio influenciam fortemente, deverá certificar-se da altura e ausência de
obstáculos.
Acoplado o UnUn e ligado o cabo, (de preferência um
troço com meia-onda elétrica* ou, no mínimo, o que vai usar em definitivo) vamos
medir a ROE (relação de ondas estacionárias) e encurtar em passos de 10–20 cm até atingir o ponto de ressonância.
*um
dia destes poderei contar-lhes as minhas experiências com transformadores de
49:1 ou 64:1 e dos tipos usados, de corrente e de tensão.
A esta hora já há colegas a pensar: - qual o melhor? Respondo já: - é o que
funciona melhor na tua estação! LOL
Um colega colocou a seguinte questão:
Q.: Porquê numa antena, chamada de fio longo ou Long Wire ou EndFed Half Wave há quem use transformadores de impedância de 9:1, ou de 49:1 ou, até, de 64:1?
A diferença entre usar um transformador de 49:1 ou um 9:1 tem tudo a ver com a impedância no ponto de alimentação e com o comportamento da antena em relação à frequência.
Eu explico:
EndFed ressonante (EFHW) — por que 49:1?
EndFed não ressonante (Long Wire) — por que 9:1
Resumo comparativo
|
Tipo de antena |
Impedância típica |
Transformador |
Precisa de Sintonizador? |
|
EndFed
ressonante |
~2500–3300 Ω |
49:1 |
Não (se
bem ajustada) |
|
EndFed não
ressonante |
~200–600 Ω |
9:1 |
Sim |
Se quiseres
operar sem sintonizador (Antenna Tuner), a EFHW com 49:1 é ideal — desde que o
comprimento do fio seja cortado/ajustado à banda/ressonante.
Pelo que ouvimos, por vezes, o uso de um sintonizador (antenna tuner) não garante a transferência da totalidade da potência emitida para a antena. Parece óbvio, não?
*a ressonância é um fenômeno físico caracterizado pela amplificação da amplitude de oscilação de um sistema quando a frequência de uma força externa aplicada coincide com a frequência natural de vibração desse sistema