ANTENA DE QUADRO DE DOIS ELEMENTOS

(c)1990- 2013 Professor Ângelo Antônio Leithold - PY5AAL -

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(c)py5aal Inicialmente eu construí a presente antena com a finalidade de pesquisas espaciais, mas naquele momento ela se provou inadequada e eu mudei para uma antena Yagi de dois elementos e em seguida para uma Yagi de três elementos. Mas, como o trabalho da presente antena demandou muito esforço e principalmente tempo, não achei adequado deixar o projeto e a prática "engavetados", assim resolvi disponibilizar aos colegas amadores os conceitos e conclusões acerca da atividade. Para a conceituação teórica, etc, eu não usei programas, não estudei para isso! Assim a teoria foi esmiuçada "no braço" e a prática mais ainda. Muitos inclusive que se dizem "professores" tentarão derrubar o meu postulado usando os tais programas além de comparações esdrúxulas, e, sem sentido prático algum! Outros tantos, ou os mesmos..., farão "experimentos" travestidos de "acadêmicos" com o intuito de "desmoralizar trabalho alheio", que se enterrem em sua loucura e que vão se tratar! Advirto que os mesmos que usam programas e conceituações, supostamente corretas, sempre levam em conta condições ideais, e, não estou aqui para competir, e sim para ensinar. Quem quiser competir que vá fazer DX!...

(c)py5aal Em radioamadorismo, para construir uma antena, basta seguir "receitas", não é necessário calcular, etc, Muitas vezes, basta adequar as antenas regulando a distância entre os elementos sem compromisso com a teoria. Claro, que para operar numa gama maior dentro da faixa escolhida, é necessário o uso de algum tipo de acoplamento. Eu aconselho o uso do Gamma. Outro detalhe importante, quando eu digo 'quadra-cúbicas', que seja entendido as antenas 'de quadro simples' e as antenas de 'quadro de dois elementos ou mais'..., ( não me cansem com discussões semânticas..., por favor....).

(c)py5aal Para fazer a antena de dois elementos (Quadra-cúbica), basta seguir as dicas das figuras. Se você quiser aprender um pouco mais sobre antenas, vale a pena olhar estes endereços:

https://www.dropbox.com/sh/9mleevymirf6x7w/AAA9552YvZ1A9EG80SMQoWUqa?dl=0

https://www.dropbox.com/s/k9kyv865u7hee8z/The-text-book%20antenna%20PY5AAL

https://www.dropbox.com/s/qm88pzc5sdq6czk/arrl-1981-radio-amateur-handbook.pdf?dl=0

https://www.dropbox.com/s/2jqh4uh9brtfiid/antenna_handbook_usmc.pdf?dl=0

https://www.dropbox.com/s/q896dnm8ii9xran/The_Cubical_Quad.pdf?dl=0

(c)py5aal Academicamente tudo muda, o "buraco é mais embaixo", não dá para viver de "chutes", é necessário calcular, medir, enfim, usar o método científico com responsabilidade! Mas deixemos isso para profissionais, amadores "seguem receitas".... Boa sorte nas montagens! O esboço adiante é baseado em medidas práticas associadas ao eletromagnetismo (Ver mais embaixo da página). Para melhor generalização, não foram usadas medidas e sim 'comprimentos de onda', pois diferenças no perímetro, etc resultam num complicador desnecessário para quem utiliza antenna tuner, balun, etc.

(c)py5aal O termo 'quadra-cúbica' se refere às antenas de quadro, de um elemento (Antenas de quadro, somente), e às antenas de quadro de dois elementos (Quadracúbicas).

CUIDADO PARA NÃO GENERALIZAR, o TERRENO influi sim na antena quando esta está em baixa altura em relação ao solo é de fundamental importância assim, SINTONIZAR A ANTENA DE ACORDO COM O AMBIENTE CIRCUNDANTE, POIS A IMPEDÂNCIA E EFICIÊNCIA VARIAM, E MUITO, CONFORME A ALTURA DA MESMA!

Local dos testes: CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO

OBJETIVO DOS TESTES: USO DE ANTENAS DE QUADRO PARA PROSPECÇÃO IONOSFÉRICA - RADIOCIÊNCIA

Conclusão: Antena muito grande e pesada, inadequada neste caso para as pesquisas propostas. quando apontada para cima teve ótimo rendimento superior às Yagis utilizadas posteriormente mas como constatado por ser uma antena muito grande o custo-benefício (e calibração/ganho) não se mostraram eficientes, pois a antena deveria ser fácil de montar e transportar. Mesmo assim estão disponibilizados os testes da mesma:

EXPERIMENTOS

Local: Instituto de Aeronáutica e Espaço - Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho - Paula Freitas - PR.

Coordenador dos experimentos: Professor Angelo Antônio Leithold

Data: 27/07/2007

Integrantes: pesquisadores/professores:

Ângelo Antônio Leithold, Clarisvaldo Galina de Souza, Marcelo Alegria Bruning, Marco Antônio Costa Garcia, Oneide José Pereira Rodrigo Madeira Fernandes da Silva.

Primeiro teste ( 50 MEDIÇÕES ):

Refletor: Quadro simétrico de ~ 42 m.

Drive: Quadro simétrico de ~ 40 m.

Distância entre os elementos: variou nos testes entre ~ 4 e ~8 m.

Distância de melhor rendimento: 5,5 m

Refletor: ~44 m

Drive: ~ 43m

Distância entre elementos: ~7,94 m

Ábaco dos resultados tabulados:

(1) Acima, driver c/ diretor = quadro 'ativo' e um parasita diretor, ... assim por diante. Caro amador, o 'ativo' pode ser 'enxergado' como um 'dipolo dobrado'. Portanto, o formalismo matemático aplicado deixo adiante... para quem quiser.

Figura 2

Na figura, facilmente percebe-se que 'a' é o elemento 'ativo', 'b' é o refletor, e 'c', se for o caso, o diretor, assim por diante....

FIGURA 3

Como percebe-se facilmente, a medida da 'conta' é do quadro, ou quadrado.....

(c)py5aal Por exemplo, para calcular o 'ativo' 306/f, ou 306 (p 10 metros) divididos por 28 Mhertz = 10,92 metros (É O PERÍMETRO DO QUADRO), para saber quanto dá para cado lado divida por 4= 2,73 m.

E assim por diante etc, etc, etc...

(...Estas contas são resultado do que está aqui=> Eletromagnetismo Básico - aplicado às antenas. )

Para calcular o refletor (com boa aproximação):

313 / 28 = 11,17 ( / 4 = 2,79 cada 'lado do quadro')

Isso daria então dois quadros

...o primeiro (dipolo...), seria 2,73 m cada lado.

... o refletor 2,79 m.

se ao invés, você quiser usar um driver com um diretor, use a 'conta' do diretor (297 / f ... em MHZ...). Para 'escolher' a distância e saber estatisticamente qual será aproximadamente a 'impedância' da antena veja as figuras seguintes:

FIGURA 4

(c)py5aal Acima, o 'ganho' da antena varia conforme é variada a distância entre o refletor e o ativo. (Percebe-se isto num medidor de campo, etc...). Portanto, deve o projetista da antena escolher o melhor ganho com a distância que lhe é conveniente, mas também deve-se usar o ábaco que elaborei abaixo, (FIGURA 5), neste eu calculei impedância (Ohms) e a distância (em comprimentos de onda, pode ser que esteja um pouco diferente do medido, pois existem muitas 'interferentes'.). Para obter o melhor rendimento, deve o amador, obedecer aos dois gráficos, e também ter instrumentos para comprovar na prática o que está 'norteado' pela teoria.

FIGURA 5

(c)py5aal Depois de escolher o 'ganho' que convém, e o comprimento em lâmbda (Distância em comprimento de onda), vem a parte de escolher a impedância.

(Em cado de dúvida veja aqui => Impedância Antenas)

Por exemplo:

(c)py5aal O amador escolheu uma distância de 0,2 de comprimento de onda (fig 4), o ganho sobre o dipolo será em torno de 5 dB, se quiser saber a impedância da antena, basta olhar na fig 5. A antena terá algo em torno de 200 ohms, usando um trafo de 4/1 terá 50 Ohms...

Acima eu deixei disponibilizado para antena de quadro com refletor, para antena de quadro com diretor é bastante próximo.

BIBLIOGRAFIA

> ANTENAS

> Impedancia antenas antena fina py5aal.pdf 1119k

> Antenas Básico py5aal.pdf 1004k

> A Impedância Correspondente em Sistemas Irradiantes .pdf 639k

> As Antenas Lineares e as Antenas Loop .pdf 410k

> Antenas Múltiplas.pdf 834k

> Métodos de Desenho de Antenas Múltiplas .pdf 909k

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