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ANTENA DIPOLO G5RV MULTIBANDA
De todas las antenas sencilas que se pueden usar en estaciones de
radioaficionados de HF, la dipolo G5RV es una de las mejores antenas. Presenta
un buen compromiso entre rango de operación (es una antena multibanda) y calidad
de señal.
La G5RV se llama así en honor a Louis Varney, G5RV, radioaficionado inglés que
la diseñó originalmente como antena monobanda para trabajar en la banda de 14
Mhz (20 metros). Sin embargo, usando un sintonizador de antena, permite trabajar
en otras bandas de radioaficionado, aunque con resultados inferiores que en la
banda de 20 metros.
Consiste en un dipolo simple horizontal de tres medias longitudes de onda (o
1,5 longitudes de onda) en la banda de 14 MHz, alimentado por medio de una línea
paralela abierta vertical ("línea escalera" o paralela de TV) de longitud fija,
media onda en 20 metros. Esta línea paralela actúa de adaptador de impedancias
en la banda de 20 metros, o de línea de acoplamiento en las demás bandas de
trabajo que proporciona una baja impedancia en el extremo de la línea paralela,
del orden de 50 a 80 ohmios, lo que permite la conexión de una línea coaxial de
cualquier longitud y 50 (o 75) ohmios de impedancia hasta el transceptor, ya
sea conectada directamente o a través de un balun (para simetrizar la conexión).
Esta antena permite operar en las bandas de radioaficionados de 10 a 80 (ó 160)
metros con la ayuda moderada de un tuner (sintonizador).
Su rendimiento es óptimo en la banda de 20 m, para la cual Louis Varney la
pensó. La elección de tres medias longitudes de onda a 20 metros para la
longitud del dipolo tiene dos razones básicas: Por un lado proporciona a la
antena un diagrama de radiación horizontal de cuatro lóbulos en cruz y con
ganancia unidad, y por otro lado, el punto central de la dipolo es un punto de
baja impedancia, lo que permite simplificar la conexión de la antena al equipo
de radio. En este caso, la línea paralela de media onda a 20 metros que se
conecta al punto de alimentación de la antena simplemente traslada la impedancia
del punto de alimentación de la antena (punto central de ésta) al otro extremo
de la línea, a la cual se conecta la línea coaxial (de baja impedancia) de
cualquier longitud, hacia el equipo de radio.
En las demás bandas de HF su comportamiento es distinto y su rendimiento no es
tan bueno como en 20 metros. Los diagramas de radiación cambian según la banda,
así como la impedancia del punto de alimentación, y la línea paralela conectada
al punto de alimentación de la antena actúa como adaptadora de impedancias y
como sintonizadora de la antena, requiriéndose el uso de un tuner o sintonizador
en el otro extremo de la línea paralela en la conexión a la línea coaxial de
unión al equipo de radio.
De hecho la G5RV es una buena antena no sólo para el principiante, sino para
cualquier radioaficionado que desee una antena multibanda de rendimiento medio.
Una multibanda es una antena sin la cual no debería estar una estación, y la
G5RV proporciona una buena alternativa para aquellos que no deseen gastar mucho
dinero en antenas verticales o dipolos multibandas con trampas sintonizadas.
CONSTRUCCIÓN
La G5RV tiene dos versiones: la versión de 10 a 40 metros y la versión de 10 a
80 metros. La primera puede ser una alternativa viable para aquellos que no
poseen estructuras de soporte altas (superiores a 6 metros), y la segunda para
aquellos que poseen una torre o un árbol de buen tamaño. También existe una
versión que cubre las bandas de 1,8 a 28 Mhz.
En sí la G5RV se construye igual que cualquier dipolo: un aislador central que
separa los dos brazos, y aisladores laterales que aíslan a los brazos de sus
amarres. La línea de escalera (paralela) se conecta a la antena en el aislador
central (puede resultar útil soldarla para evitar desconexiones accidentales en
condiciones de mucho viento).
Cada brazo, en la versión de 10 a 40 metros, mide 7,77 metros. La línea de
escalera para esta misma versión tiene 5,55 metros de largo. Para la versión de
10 a 80 metros, las medidas simplemente se duplican: 15,55 metros cada brazo y
11,10 metros la línea escalera.
La impedancia en el extremo inferior de la línea de 300 es de 50 a 60 ohmios. Un
balúm 1:1 se recomienda para la adaptación a la línea coaxial de 50 ohmios y
para la supresión de interferencias a los equipos de radio y televisión. Sin
embargo, también puede conectarse directamente un cable de alimentación coaxial
de 52 ohmios, también funcionará.
La alimentación de la antena también se puede hacer directamente sobre la línea
paralela si se usa un sintonizador o tuner que disponga de los terminales
necesarios para conexión de líneas paralelas.
La antena es ligeramente corta en la banda de 80 metros, y la línea de 300
ohmios actúa como una especie de elemento adaptador en esta banda, y como un
transformador de impedancias en las otras bandas. Hay que ajustar la línea de
300 ohmios (su longitud) para la mejor ROE en la banda de 15 ó 20 metros (bandas
muy críticas). La ROE deberá ser de 2:1 o mejor a lo largo de cualquiera de las
bandas de trabajo, y puede obtenerse un valor de 1,3:1 para la frecuencia más
resonante en cada banda.
Pueden usarse cables apantallados de conductores paralelos en lugar de la línea
paralela ordinaria, pero la longitud de la línea será distinta debido al factor
de propagación del cable. En este caso se deberá de ir cortanto y probando.
Es una antena buena para trabajar con potencias de hasta 400 watios.
AJUSTE Y NOTAS FINALES
La antena G5RV no se puede usar en su rango completo sin ayuda de un tuner. El
ajuste de la antena se realiza mediante un tuner (sintonizador), ya sea
automático o manual. El uso de un sintonizador manual quizás sea preferible, ya
que permite una mayor flexibilidad en cuanto al punto de ajuste.
La G5RV suele dar muy buenos resultados. Al ser un dipolo tiende a ser un poco
más ruidoso y un poco menos direccional que otras antenas (especialmente si se
coloca en posición V invertida), pero este sacrificio lo compensa el amplio
rango de bandas que permite trabajar la antena, y además su bajo costo y
facilidad de instalación.
Cerca de los límites de su rango de uso (en especial en 40 u 80 metros, según
la versión de la antena) la G5RV exhibe cierta oposición a la resonancia, aunque
se utilice un tuner, y que pueden originar altas tensiones en el extremo de la
línea si se usan potencias algo altas. Por ello conviene ajustar la antena en
estas frecuencias con mínima potencia de transmisión e ir aumentando la potencia
gradualmente. Debe observarse que a partir de ciertas potencias (a partir de 40
ó 50 watios) no se produzcan arcos y chispas dentro del tuner, que obliguen a
reiniciar los ajustes. Tampoco conviene tocar mucho las partes metálicas del
tuner, pueden sobrevenir quemaduras por RF.
LA G5RV MÁS A FONDO
La antena G5RV, con su sistema especial de alimentación, es una antena
multibanda alimentada en el centro capaz de funcionar con buenos resultados en
HF, desde 3,5 a 28 MHz. La antena se diseñó como una antena de 3/2 de longitud
de onda de hilo largo alimentada en el centro para 14 Mhz, en donde la sección
de acoplamiento de línea abierta de 11,285 m funciona como un transformador de
impedancias de relación 1/1 (es una sección de adaptación). Esto permite el uso
de línea coaxial de 50-80 ohmios que "verá" una adaptación de impedancia muy
cercana en esa banda con baja ROE en la línea de alimentación. La longitud de la
antena en su parte plana horizontal de 102 pies se deriva de la formula:
L (pies) =492*(n-.05)/f(MHz) = (492 x 2,95)/14,15 = 102,57 pies = 31,27 mts
Donde: n es el número de medias ondas del alambre de la antena (la parte
horizontal).
Debido a que el sistema completo se lleva a resonancia por medio del uso de una
red de adaptación, la antena se corta a 102 pies.
Como la antena no usa trampas o anillos de ferrita, el tramo horizontal (la
parte del dipolo) se va agrandando progresivamente en longitud eléctrica a
medida que la frecuencia aumenta. Por eso mismo, desde los 14 MHz para arriba,
la energía radiada por la antena en el plano vertical es en un ángulo adecuado
para trabajar DX.
A pesar de que la adaptación de impedancia para línea paralela de 75 ohmios o
coaxial de 50 ohmios en la base de la sección de acoplamiento es buena para 14
MHz, el uso de una línea de 50 ohmios aún resulta con una ROE de 1,8/1 para esa
banda. Para las otras bandas es necesario en uso de un sintonizador de antena
como red de adaptación. Eso es debido a que la antena, mas la sección de
adaptación, presentará una carga reactiva a la línea de alimentación en esas
bandas.
Resumiendo:
La antena en 3,5 MHz funciona como una media-onda acortada en la parte
horizontal con cerca de un total de 17 pies (5,185 mts) de la longitud total de
la sección de acoplamiento. El diagrama de radiación de la antena es igual que
el de un dipolo de media onda en esta banda.
A 7 Mhz la parte superior, más 16 pies (1"= 0,305 mts) de la sección
adaptadora, conforman una antena parcialmenete doblada hasta 2 medias ondas en
fase (colineal). Debido a esto el diagrama de radiación es algo más agudo que el
de un dipolo. La adaptación se degrada algo debido a la inevitable reactancia
introducida por la longitud usada de la sección de adaptación. Por supuesto,
fácil de sintonizar por medio del sintonizador de antenas.
En 10 MHz funciona como una colineal de 2 medias ondas. Es muy efectiva, pero
la rectancia presente en el punto de alimentación requiere un buen sintonizador
de antena. El diagrama de radiación es muy parecido al de 7 MHz.
En la banda de 14 MHz es donde la G5RV realmente resalta. Opera como una antena
larga de 3/2 de onda, alimentada en el centro con multi-lóbulo, y ángulo bajo de
radiación de 14 grados, muy adecuado para DX, y por lo tanto para DX en la
banda más popular. La antena presenta una carga de 90 ohmios sin prácticamente
reactancia presente. Aun usando línea coaxial de 50 ohmios la ROE es de cerca de
1,8/1, muy fácil de sintonizar con el sintonizador de antenas.
En 21 MHz se comporta como un antena de 5/2 long. de onda. Como una antena de
hilo largo alimentada en el centro, pero debido al multi lóbulo, bajo ángulo de
radiación, y su carga como impedancia resistiva todo sintonizable con el
acoplador de antenas, la G5RV se comporta como una buena antena para DX.
En 24 MHz actúa como un hilo largo de 5/2 de onda, la carga es resistiva casi
como en 14 MHz. Aquí también el diagrama de radiación es multi lóbulo con un
ángulo bajo de radiación.
En 28 MHz actúa como una antena de 3 long. de onda, como un hilo largo
alimentado en el centro.
El cálculo de la parte adaptadora vertical es de una sección eléctrica de media
onda para 14 MHz, determinada por la fórmula:
L = (492 x Vf)/f(MHz)
en donde Vf es el factor de velocidad de la sección adaptadora. Para hilo
abierto, Vf=0,97 , línea paralela=0,90 y línea paralela de TV=0,82 , por lo que
de acuerdo al hilo que se use se tendrán las siguientes longitudes:
Hilo abierto = 34 ft (10,37 mts)
Línea paralela = 30,6 ft (9,333 mts) (línea de escalerilla)
Línea TV (300 ohm) = 28 ft (8,54 mts)
Esta sección de adaptación se conecta al centro de la antena y tiene que bajar
verticalmente por lo menos 20 pies (6,1 mts) o más. Se la puede doblar, atar a
un poste, o lo que sea, y conectarlo con un cable coaxial para llegar hasta el
cuarto de radio y conectarlo al sintonizador de antena.
Algunas antenas comerciales colocan un balum para proporcionar la necesaria
adaptación balanceado-desbalanceado que se produce entre la línea de bajada
paralela y el cable coaxial. PERO un balun puede que no sea una buena opción
dada la alta reactancia en la carga presente en la base de la sección de
acoplamiento. De acuerdo a esto se recomienda NO USAR UN BALUN CON LA G5RV.
Podemos caer en saturaciones del balun, distorsiones de la onda de RF, etc. Lo
mejor es siempre el uso de un buen sintonizador de antena.
La G5RV más normal es la diseñada para funcionar de 80 a 10 metros (que también
funciona en la banda de 6 metros). Las medidas para 3 tipos diferentes de
antenas G5RV se dan a continuación:
Parte superior 1,8-28 MHz 3,5-28 MHz 7,0-28 MHz
62,22 31,1 15,55 metros
Línea de acoplamiento (parte vertical) segun la clase utilizada:
línea abierta 20,52 10,37 5,18 metros
línea escalerilla 19,03 9,6 6,47 metros
línea TV (300 ohms) 17,36 8,69 4,39 metros
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