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El enfasar antenas consiste en agrupar antenas idénticas conectadas al mismo equipo de radio, para conseguir una mayor ganancia o una mayor directividad del sistema de antenas con respecto a una única antena (en el caso de enfasamiento de las antenas directivas), o conseguir diagramas de radiación directivos o especiales en el caso de enfasamiento de antenas no directivas verticales, por ejemplo.
El enfasamiento de antenas presenta ventajas y problemas. Por un lado proporciona una ganancia en dB adicional y por otra parte, esa ganancia va a depender de la separacion adecuada entre las antenas y de la altura de la antena mas alta; de manera que consigamos un correcto enfasamiento y para que todo el conjunto funcione correctamente.
En teoría, la ganancia al enfasar es de unos 3db en relacion a una sola, consiguinedo señales de hasta 3 unidades de Smeter adicionales.
Cuando las antenas están enfasadas y ajustadas (ROE), la potencia (RF) se distribuye por todas las antenas del sistema. (http://www.ea1uro.com/enfasamiento.html)
Para ello, hay que conseguir que los cables de cada antena midan lo mismo, lo que asegurará que las antenas del sistema reciban la potencia (RF) al mismo tiempo.
También hay que tener en cuenta que cuando enfsamos antenas buscamos una ganancia adicional, pero los cables coaxiales empleados pueden introducir pérdidas, por ello, tenemos que utilizar cables coaxiales de bajas pérdidas al igual que deberemos emplear conectores N en lugar de los PL.
Al conectar dos antenas de 50 Ohmios la impedancia resultante es de 25 Ohmios, por lo que hay que utilizar dos trozos de cable de 1/4 de onda de 75 Ohmios para que hagan de transformador de impedancias. Las dos antenas presentaran una impedancia de 100 Ohmios y al conectarlas la impedancia resultante será de 50 Ohmios.
Ejemplo:
Fuente: http://www.dxmaps.com/emefaq_e.html
El cable de 75 Ohmios debe ser de 1/4 de onda por el factor de velocidad del cable o múltiplo impar de cuartos de onda que posea una impedancia igual a la raíz cuadrada del producto de las dos impedancias que se desea adaptar.
Se trataría de aumentar la impedancia de cada rama de la T hasta los 100 Ohm, para ello, al conectar dos antenas de 50 Ohm en paralelo da como resultado una impedancia de 25 Ohm, por lo que tendríamos que sumar 75 Ohm.
Las dos impedancias conectadas en paralelo darían como resultado final 50 Ohm.
Ejemplo práctico 1.
Dos radiadores identicos de 50 ohmios conectados en paralelo con dos longitudes iguales de cables de 52 ohmios, en un enfasamiento de antenas, la impedancia resultante sería de 26 ohmios (resultado de conectar en paralelo 52 ohmios y 52 ohmios). Para volver a tener una impedancia de 50 ohmios aproximadamente, se instala un transformador de impedancias.
Este transformador de impedancias se puede hacer con un 1/4 de onda de cable coaxial de alrededor de 75 Ohmios en serie - p.e. RG11, como en el ejemplo anterior-con cada cable de antena de 50 ohmios. Esto nos ayudará a doblar la impedancia desde la entrada hasta la salida. En este caso, la impedancia de entrada de 52 ohmios aumenta a aproximadamente hasta 104 ohmios, de modo que cuando pongamos 104 Ohmios y 104 Ohmios en paralelo volveremos a los 52 ohmios de la línea de transmisión; tal y como se refleja en el esquema siguiente:
Ejemplo 2. Enfasamiento de 2 antenas de 28 Ohm de impedancia.
Se quiere alimentar el sistema con una línea coaxial de 50 Ohm. Para ello procederemos de la sigueinte manera:
conectar a cada antena un latiguillo de 1/4 de 75 ohm o una longitud múltiplo de 1/4 de onda, con lo que la impedancia en el extremo pasa de los 28 Ohm de la antena a unos 103 Ohmios aproximadamente.
Si unimos con una T ambos latiguillos la impedancia de bajada sería aproximadamente la mitad (103 / 2 = 51,5), unos 50 ohm.
Para enfasar cuatro antenas iguales podemos emplear cable coaxial de 50 ohmios.
Para enfasar cuatro antenas iguales podemos emplear cable coaxial de 50 ohmios.
Las antenas del sistema enfasado, deben de ser idénticas.
Las líneas deben de ser de 1/4 de onda o de cualquier múltiplo impar de 1/4 de onda multiplicado por el factor de velocidad (FV) del cable coaxial, ya que las ondas no se propagan a la misma velocidad por el vacío, por el aire o por el coaxial.
Longitud del enfasador = n x ¼ de onda x FV
Ejemplo práctico:
Supongamos que queremos enfasar dos antenas de 144 Mhz situadas a 3 metros de distancia. Necesitaremos una longitud de 1,5 metros de coaxial en cada enfasador para poder conectarlas. Calculamos una línea de 7/4 de onda, 3.5 metros de cable aproximadamente, que multiplicados por el factor de velocidad del mismo (p.e. 0.66) serían unos 2.4 metros.
Longitud del enfasador = 7/4 de onda x 0.66 = 2,44m
2,4 m será la longitud que deberemos dar a cada una de las ramas del enfasador.
A la hora de conectar los cables del enfasador a las dos antenas deberemos de conectar las dos antenas de igual manera. Por ejemplo, el vivo en la rama derecha del dipolo y la malla en la izquierda.
Cuanto más separamos las antenas más aumenta la ganancia hasta un punto en que queda constante. Pero también cuanto más las separamos más grandes se hacen un lóbulos laterales que aparecen alrededor del principal. El punto en el cual ya no aumenta la ganancia es aquel en el que los lóbulos laterales están por debajo del principal en -13 dB, esta es la separación a la que se le suele llamar óptima, pero en algunos casos puede que no nos interese que estos lóbulos sean tan grandes por lo que deberemos acercarlas y por consiguiente la ganancia será menor. Para calcular esta separación necesitamos saber la anchura del lóbulo principal de las antenas que vayamos a utilizar, que se suele medir como el ángulo en grados a -3 dB osea a media potencia. Muchos fabricantes suelen incluir este dato en los papeles de la antena. Si no tenemos estos datos podemos utilizar un programa que se llama Yagimax que si le ponemos las dimensiones de la antena nos calcula los lóbulos laterales según la separación. Empezad por una separación pequeña e id aumentando hasta que los lóbulos laterales estén en unos -13 -14 dB. Este programa lo pueden bajar directamente aquí o ir a cualquier ftp que tengas programas para radioaficionados. (http://www.qsl.net/lu5akf/ANTENAS%20enfasamiento%20direcc.htm)
Yagimax 693.013 bytes
"La distancia de enfasamiento (entre los centros de los booms de las antenas) se calcula para cada antena, así que no puedo decirte cual es la ideal en tu caso, sin saber que antena en concreto es. Lo que si esta claro es que cuanto mas larga sean las antena mas separadas tendrán que estar. Puedes ver la distancia de enfasamiento optima de muchas antenas en la tabla de VE7BQH o bien puedes calcularla tu mismo usando la famosa fórmula de DL6WU". (FUENTE: http://www.dxmaps.com/emefaq_e.html)
D = W / (2 * sin(B/2))
D = Distancia de enfasamiento en cm.
W = Longitud de onda exacta, también en cm.
B = Ancho de lóbulo de radiación (en grados) entre los puntos de -3dB. (Usar el ancho del lóbulo vertical para calcular la distancia de apilamiento en vertical y el ancho del lóbulo horizontal para el apilamiento en horizontal).
La distancia de enfasamiento se refiere siembre a la distancia entre el centro de los "booms".
Tal y como se recoge en foro de URE, se puede ralizar un enfasador de latón como este, siguiendo el artículo publicado en CQ (EA2LU, 1991).
¿Qué pasaría si queremos enfasar 4 dipolos?
Con el enfasamiento de:
4 dipolos.....................................8 dBi
8 dipolos...................................11 dBi
Se obtienen distintas ganancias, siendo El ancho de banda porcentual y aproximado que tienen estos dipolos de 3,5% de la frec. de ajuste.
La impedancia de trabajo es de 50 ohms.
DETALLE DEL MONTAJE SOBRE UNA TORRE NORMALIZADA
Separacion de la torre (B) : 1000 mm
Largo total del dipolo : 144 / Frec. = Mts
Separacion entre dipolos : 240 / Frec. = Mts.
es importante que todos los gamas esten apuntando hacia arriba para la puesta en fase de la antena. Seguiremos estos pasos:
1. Montar el dipolo a baja altura para realizar el ajuste.
2. Colocar el medidor de R.O.E a la salida del conector del dipolo e ir desplazando unos 5 mm el puente gama hasta obtener la minima reflejada.
3. En el caso de no lograr bajar la reflejada ir modificando unos 20mm el largo del dipolo.
4. Si de esta forma la reflejada continua siendo elevada se debe cortar el conductor aislado 1 mm y realizar el ajuste nuevamente.
5. Una vez que el primer dipolo quedó bien ajustado montar todos los demás dipolos con las mismas medidas comprobando que la R.O.E sea similar en todos.
Aconsejo la lectura de este documento http://www.kg4jjh.com/pdf/2-Meter%20Vertical%20Dipole%20Array.pdf
Enfasamiento de dipolos.
El enfasamiento de 4 dipolos puede aportar una ganancia de 8 dBi y con 8 dipolos unos 11 dB.
Para el montaje de los dipolos se pueden tener en cuenta estas recomendaciones:
Separación de la torre o mástil : 1000 mm
Largo total del dipolo: 142,5 / Frec. = Mts
Separación entre dipolos: 240 / Frec. = Mts.
Para entender como quedaría el ángulo y el diagrama de radiación puedes visitar la Web http://eb5ea.ure.es/2008/04/por-que-enfasar-antenas.html
Otras Webs:
http://www.qsl.net/lu5akf/ANTENAS%20enfasamiento%20direcc.htm
http://www.ure.es/foro/5-vhf-uhf/105852-distancia-entre-antenas-enfasadas.html
http://www.ure.es/foro/6-tecnico/220920-enfasamiento-de-dipolos.html
https://daniradio.wordpress.com/2010/06/02/lineas-de-enfasado-distribuidor-de-potencia/
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