Antena de Quadro de Dois Elementos



BALUNS

esboço é baseado em medidas práticas associadas ao eletromagnetismo curso de Técnico em Eletrônica, matéria de Telecomunicações, Centro Estadual de  Ensino Profissional CEEP (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.

O termo 'quadra-cúbica' se refere âs antenas de quadro. Foram executados testes com antenas Bazooka, os resultados foram bastante semelhanes.

Primeiro teste ( 50 MEDIÇÕES - TURMAS 1, 3 E 5):

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

Segundo teste (50 MEDIÇÕES - TURMAS 2, 4 E 6)

Refletor: ~44 m
Drive: ~ 43m
Distância entre elementos:  ~7,94 m

Ábaco dos resultados tabulados:

Nos gráficos acima: Gráfico superior > Ganho x Comprimento de onda Gráfico inferior > Impedância x comprimento de onda.

Para encontrar os valores ideais comparar nos 2 ábacos as medidas em comprimento de onda mais  adequadas. Nas minhas experiências encontrei os melhores pontos, para 40 metros entre 10%  e   20% de comprimento de onda. Ou seja: Impedâncias entre 40 e 160 ohms e ganhos entre 4,0 e 4,5 dBd (Decibéis sobre os dipolos). Observar que os melhores resultados encontrados se dão em 0,125 de comprimento de onda (80 ohms e 5,5 dBd). Na figura 1 e nas abaixo, está demonstrado como proceder às escolhas das medidas, etc.



Figura 1


(1) Acima, driver c/ diretor = quadro 'ativo' e um parasita diretor, ... assim por diante. 
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, oun quadrado. 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. 
Para calcular o refletor:

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.

Para usar um driver com um diretor, usa-se o cálculo 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


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



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

Por exemplo:
Escolhida uma distância de 0,2 de comprimento de onda (fig 4), o ganho sobre o dipolo será em torno de 5 dB, e que 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...

CASANDO A ANTENA QUADRA CÚBICA DOIS ELEMENTOS

Para 'casar' a antena de quadro também é bastante fácil, veja as 'figuras' embaixo.



Veja acima a 'circulação' de correntes de um cabo coaxial ligado à uma antena dipolo, e embaixo a linha paralela, deixei as equações para fazer a 'conta'. (Clique na figura para aumentar o tamanho).





Embaixo demonstro facilmente o 'casamento' tipo 'T'.







O DIPOLO DOBRADO

Pode usar este exemplo para a aantena de quadro, é bastante aproximado.





Assim, observa-se facilmente que a impedância no caso do dipolo dobrado quadruplica, desde que as medidas (Diâmetro) dos condutores seja a mesma, ou:   

Zin = 4 Za




O ACOPLAMENTO OU 'CASAMENTO' GAMA

O arranjo ou casamento T de dipolos dobrados aos transceptores é por  linhas de transmissão balanceadas. Se a conexão é por linhas desbalanceadas, a exemplo de cabos coaxiais:


Onde



Conclui-se assim:


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