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Los dipolos de media onda se toman como la unidad patrón para realizar mediciones y hablar de ganancias en decibelios de cualquier antena, al compararla con ellos.
Para el cálculo de una antena dipolo de media onda debemos de emplear la siguiente fórmula:
L = 150 · K / F = 150 · 0,95/F = 142,5/F.
L = longitud física de cada una de las ramas del dipolo.
F = Frecuencia en MHz.
K = Factor de velocidad de los cables coaxiales de alimentación de la antena (0,95)
150 es el resultado de dividir la velocidad de la luz (300.000 Km/segundo) por 2 y por 1000. Si calculáramos la dimensión de la antena empleando frecuencias en KHz emplearíamos directamente 150.000.
Además del factor K hay otros que pueden influir ligeramente sobre el ajuste de la antena, tales como la altura del suelo, la distancia a otros objetos, el diámetro del hilo empleado para construir el dipolo, etc.
Veamos dos ejemplos:
Calcular las medidas para un dipolo de media onda (λ/2) para la banda de 10m (frecuencia central de 28,500 MHz).
Aplicamos la fórmula L = 142,5/28,5 = 5 m (longitud total de la antena)
Para el cálculo de cada rama debemos dividir la longitud total de la antena (5m) entre dos, por lo que cada rama o brazo del dipolo (que corresponde a un cuarto de onda, λ/4) medirá 2,5 m.
Calcular una antena dipolo para la banda de 40m., con una frecuencia central de 7,100 MHz.
L = 142,5/7,100 = 20,07 m
longitud de cada rama= 20,07m / 2 = 10,04 m aprox.
Podemos ayudarnos de esta tabla para tomar las medidas. Hay que recordar que todas las medidas están en metros y los cálculos están hechos para la frecuecia central de la banda.
En la figura 1 tenemos un ejemplo de antena dipolo calculada para una frecuencia de 7´050 MHz ó 7.050 KHz y nos muestra un dipolo extendido en horizontal, pero también se puede configurar en V invertida.
Fig. 2. Esa configuración puede ayudar a usar una antena dipolo en espacios más reducidos, reduciendo el efecto directivo de los dipolos horizontales y totalmente estirados.
La antena dipolo en V horizontal presenta un alto componente directivo el la dirección en la que el ángulo de la V es más abierto, como se puede observar en la siguiente imagen.
Figura 3. Dipolo de 1/4 de onda en V Horizontal.
Igualmente, podemos usar el poco espacio que tengamos para construir una antena multibanda con una sola bajada de cable coaxial. A esta configuración se la llama "bigotes de gato" por la similitud que tiene con los bigotes del minino. Veamos un ejemplo.
Figura 4. Dipolo de bigotes de gato. Cada rama corresponde al 1/4 de onda de una banda. Hemos de tener en cuenta que el dipolo de 40m resuena también en la banda de 15m, siendo el dipolo de 40m igual a una antena de 3/4 de longitud de onda para los 15m.
En la siguiente tabla encontrarás los cálculos ya hechos para distintas bandas y para las medidas de los cables coaxiales, así como del triángulo que conformaría una antena dipolo en V invertida.
En las figuras 1, 2, 3 y 4 se ha empleado un simple aislador para conectar el vivo del cable coaxial a una rama y la malla a la otra rama. En los extremos se coloca un aislador que sirve para separar eléctricamente cada una de las ramas del dipolo del material que escojamos para sostener y fijar la antena a mástiles o a otros objetos (árboles, paredes, etc.).
Todas estas antenas se pueden alimentar con cable coaxial de 50 Ohmios (RG58 o RG213). En el punto de alimentación se puede usar un balun relación 1:1, encontrando información suficiente para su construcción en la sección dedicada a los balun de esta Web o visitar la página Web de EA1BHX.
Además de las antenas dipolo de 1/4 de media onda hay otras configuraciones, como se puede leer al principio de esta página, que pueden proporcionar mayor ancho de banda, mayor ganancia, la posibilidad de trabajar distintas bandas, etc.; pero a costa del ancho de banda, los dipolos se pueden acortar usando bobinas o doblando sus brazos y en ocasiones cortocircuitándolos como en la T2FD.
Pongamos un ejemplo, queremos construirnos una antena dipolo para las bandas de 15, 40, 80m y/o 160m acortada con bobinas. Para ello, hemos de tener en cuenta que el punto de alimentación tiene una impedancia teórica de 75 ohmios, que al ser parecida a la del transmisor (50 ohmios) nos permitirá su alimentación sin problemas sin tener que recurrir a adaptadores de impedancia, obteniendo en el peor de los casos una ROE entre 1:1 y 1:5. Si las ramas del dipolo las colocamos en "V" invertida, formando un ángulo entre 90 y 120º, su impedancia se acerca a los 50 ohmios, aunque se deforma ligeramente el lóbulo de radiación y al acercarse sus extremos al suelo o a objetos, lo que podría bajar su rendimiento.
Vamos a colocar en los extremos de las ramas de para 40m una bobina de carga y a continuación un hilo conductor para que la antena resuene en 80m. Los cálculos para las ramas de 40m son los mismos que se expresan más arriba.
L = 142,5/7,100 = 20,07 m
longitud de cada rama= 20,07m / 2 = 10,4 m aprox.
A estas medidas añadiremos de 10 a 20 cm de cable en el mismo punto de conexión de cada bobina para ajustes, a modo de bigote, al final de los 10,20m en la imagen, en nuestro caso de los 10,4m.
Figura 5. Para ver la imagen completa haz clic sobre ella. La inductancias de la bobina es de 173.079 uH, según cálculos del programa "mini Ring Core Calculator.
En mi caso uso unas bobinas antiguas, rescatadas, que tengo con las características de la imagen. Para la operación en 80 y 160m bastaría con hacer unos pequeños bigotes de gato después de cada bobina, de modo que para los 80m añadamos 1,15 m y para la banda de 160 m añadimos 5,50m. Los dos trozos de hilo deben de estar convenientemente separados con trozos de material aislante.
Estas bobinas están sintonizadas aproximadamente en 7 MHz cada una, con objeto de que la longitud de hilo entre bobinas sea un dipolo de 1/2 onda y que las bobinas al estar sintonizadas a esta frecuencia produzcan un corte. Cualquier frecuencia por debajo de la sintonía de las bobinas pasará a través de ellas, por este motivo solo dependerá de la longitud de hilo que pongamos desde las bobinas hacia los extremos que la totalidad del dipolo funcione en 80 o en 160 metros.
También se puede bobinar las boninas con hilo forrado de plástico de 1'5 mm de sección de cobre, lo único que puede ocurrir es que al estar forrado de plástico y producirse una separación entre espiras, el plástico actúe como dieléctrico creando una capacidad que haga en la bobina un efecto condensador.
Para el cálculo de antenas acortadas puedes ayudarte de la utilidad de EA7UU presentada en su página Web http://www.ea7uu.es/
Construcción de un dipolo de hilo de cobre.
1ª parte http://www.youtube.com/watch?v=brB5wzPfPvE&feature=related
2ª parte http://www.youtube.com/watch?v=0VFW1adJmYU&feature=related
Construcción de un dipolo para la banda de 40m.
Construcción de un didpolo rígido con tubo de cobre.
Notas:
Tanto las figuras 2 y 4 como la tabla han sido tomadas de la Web http://www.fediea.org/digiclub/dipolos.html En esta Web puedes encontrar fotografías que te ayudarán a construir una antena dipolo económica y de forma fácil. La figura 5 ha sido tomada de http://www.qsl.net/ea7cpl
En todo momento se ha tratado, en esta página, de ofrecer información sencilla, capaz de ayudar a cualquier radioaficionado sin amplios conocimientos técnicos a construirse una antena dipolo con un buen rendimiento.
Para tomar ideas, recomiendo la visita a la página Web de DK7ZB. http://www.qsl.net/dk7zb/start1.htm
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