NOTAS DE AULA: Antena de quadro ou loop

INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE - CONVÊNIO 2002-2012

ANALYSIS AND SYNTHESIS OF AN IMPEDANCE-LOADED LOOP ANTENNA USING THE SINGULARITY EXPANSION METHOD

(c) py5aal Muitos colegas se referem à antena descrita como antena de quadro, o que é a verdade, pois uma antena de quadro é somente um elemento, e a antena quara-cúbica dois (Antena quadra-cubica de fio 2 elementos) ou mais elementos. O projeto de antena quadra-cúbica de dois elementos é muito semelhante (salvo alguns detalhes) à antena Yagi-Uda de dois elementos (Antena quadra-cubica de fio 2 elementos) . Muitas vezes refiro-me à antena de quadro de fio com antena quadra cúbica, isto é vício de linguagem, mas existem motivos para tal pelo fato de considerar também, e inclusive, ao elemento supostamente "parasita" formado pela antena "virtual" que faz parte do sistema (Ver teoria de ANTENAS que deixei disponibilizado aos colegas radioamadores gratuitamente), pois, ao executar o formalismo matemático, levei em conta um sistema de antenas, e não, e tão somente uma antena de quadro. Assim, ao largo discussões semânticas, que funciona funciona! A antena Quadra-cúbica (Ou antena de quadro) descrita embaixo já foi desmontada (2008). Este tipo de sistema irradiante (Receptor) é de facílima construção, se o colega dispuser, por exemplo, de um mastro relativamente alto, basta fazer uma antena em "Vê" invertida, calibrar, e em seguida inserir na parte inferior um "Vê" normal, embos "Vês" ligados entre si pelos vérticas. No meu caso, por uma questão de apontar mais para o norte, foi reconstruída com uma configuração um pouco diferente, veja neste link a nova antena.

(c) py5aal Antena de quadro para 40 metros de fio fino. No desenho acima está a configuração perpendicular ao solo. A que construí tem uma leve inclinação para caber no terreno. Embaixo, observar o mastro de 17 metros de altura, note que o primeiro tubo tem um diâmetro de três polegadas. Optei por tubos grossos para obter uma resistência mecânica melhor. O tubo está soldado a um tripé e aterrado. Os fios que saem do topo em disposição radial são fios de nylon. Reforcei na foto o traço por serem invisíveis a 17 metros de altura. O fio mais grosso é o cabo RG-213 que deixei descendo em ângulo para fazer o tripé estaiado da antena (Como já disse os fios de nylon estão sendo utilizados como estais ao invés de arame ou cabo de aço). Um detalhe é a resistência (Quando me refiro "resistência", é resistência mecânica...) do fio de nylon que tem se mostrado bastante grande, pois faz um ano e quatro meses (Em dezembro de 2005) que a antena está montada e não arrebentou nenhum fio ainda. Além dos ventos, do sol e da chuva existe a poluição que criou uma camada de sujeira nos fios (Fuligem). Um detalhe a ser notado e sugerido aos colegas, é o uso de fios de nylon de alta resistência (Mecânica), o mais adequado é aquele fio usado em máquinas de cortar grama (Alaranjado). Linha de transmissão: Utilizei o cabo coaxial RG-213, o vértice superior (Onde alimento a anterna) está a 17 metros de altura. Poderia ter alimentado a antena no vértice inferior, porém, optei pelo superior, porque o vértice inferior está no ar e não suportaria o peso do cabo (RG-213) sem alterar a geometria do sistema, além do que não daria uma economia tão boa assim. Uma outra sugestão seria usar a alimentação com linha aberta, como não testei, não sei se na prática vai ter um bom rendimento, embora na teoria seja possível e desejável, pois facilita o casamento de impedâncias. Um detalhe importante é que ao se dobrar um dipolo, tem-se a impedância multiplicada por 4, houve colegas que usaram assim um transformador 4:1, o que aparentemente não fez muita diferença, pelo fato de usar um antenna tuner.

O losango cujas extremidades laterais estão mais agudas, embora não dê para perceber, esta agudeza se dá pelo fato dos fios estarem levemente inclinados em relação ao solo, logo, a antena não está em paralelo nem na perpendicular em relação ao terreno, está em diagonal devida largura total do losângo ser próxima a 15 metros enquanto o terreno possui 12 metros de largura. Este é o endereço descritivo de construção de uma antena quadra-cúbica para a banda de 40m vertical. Nesta antena foi utilizado fio de aço inoxidável de 0,5 mm2. Testes realizados mostram, um alto rendimento tanto na transmissão quanto na recepção. Detalhe importante na recepção é o quanto esta antena tem se mostrado silenciosa em relação ao dipolo de meia onda. É uma antena que tem mostrado bastante eficácia na recepção por ser bastante silenciosa. Note que na fotografia embaixo, em zoom, é demonstrado que o fio de aço está emendado ao fio de nylon que sustenta e estica a antena. O nylon é duplo, o fiz desta forma para aproveitar a sua elasticidade, assim a antena se mantém sempre esticada.

Na fotografia embaixo, dá para observar a interligação dos 4 fios (Dois de nylon e dois de aço). Desta maneira consegui uma melhor elasticidade e estabilidade ao mesmo tempo do sistema, além de maior resistência.

Janeiro de 2006, antes eu utilizava apenas um fio de nylon a três metros de altura, para esticar o fio de aço inox, resolvi amarrar dois fios para dar mais elasticidade ao conjunto.

Acima: Antena de quadro utilizada até 2008.

Acima: Antena alterada em julho de 2009.

Acima julho de 2012, quando foi retirado o fio fino e substituído por um tubo de alumínio maleável com 5 mm de diâmetro por 0,5 mm de parede.

Antena de quadro de fio 2 elementos Antenas Experiências

Página descritiva da antena quadra mais recente de fio.

Antenas lineares e antenas loop.pdf

Para ouvir os resultados da antena de quadro antiga e da nova clique aqui.