QFH Bibanda modificada por EA1PA
Noviembre 2020
Tomando como base la QFH de EA5WA y comprobando los buenos resultados obtenidos, tanto por él como por otros compañeros, finalmente lo adopté como proyecto a ejecutar durante el periodo correspondiente a la primera ola del covid. Inicialmente era reticente pero finalmente me convencieron, no costó mucho ya que con la “otra radio” también disfruto mucho, siempre haciendo huecos para el “cacharreo” y la experimentación.
En primer lugar simplemente seguí las instrucciones de Juan Carlos completando la antena en menor tiempo de lo que pensaba. Cómo es lógico en estas lides, surgieron algunas dificultades pero de fácil solución con utensilios comunes que todos tenemos en casa, no es necesario ser un profesional ni emplear las caras herramientas o útiles de éstos.
A continuación, enumero los puntos “conflictivos” con los que me encontré y la solución tomada para seguir adelante en la construcción de la antena QFH original:
· Correcta alineación entre taladros para las varillas roscadas superiores e inferiores y perpendicularidad de las varillas roscadas.
Solución: Coloqué el tubo en la forma del marco de una puerta de casa. Apoyando un rotulador en éste, recorrí toda la longitud. Con la línea de referencia y con las distancias prescritas utilicé una plantilla de círculos, de mi etapa de estudiante, para marcar los cuatro cuadrantes, tanto en la parte superior como en la inferior. El resultado es que todas las marcas quedaron alineadas y con la correcta perpendicularidad. Una vez hecho esto procedí con el taladrado.
· El empleo por mi parte de un tubo de PVC de Ø25 complicó realizar la alimentación por la falta de espacio para realizar las conexiones y colocar las tuercas.
Solución: Me vi forzado a emplear varillas y tuercas de M5, ese milímetro parece escaso pero marcó la diferencia. Con un poco de paciencia y con los cortes de la varilla redondeados para facilitar la entrada de la rosca finalmente se consiguió.
· Curvado uniforme de las pletinas de aluminio.
Solución: Inicialmente lo intenté hacer a mano pero no me gustaba como quedaba. Sin embargo, esto me sirvió para conocer el radio aproximado que se necesitaba y empecé a buscar algo con esa curvatura. Como estaba trabajando en el garaje mi coche estaba cerca. Resulta que el perímetro del neumático casi coincidía. Por lo tanto, utilicé la rueda del vehículo como útil de apoyo y guía para curvar; el resultado estuvo a la altura obteniendo una forma uniforme.
· Resonancia final en una frecuencia más baja.
Solución: La magnífica idea de Juan Carlos de emplear varillas roscadas hace que se puedan ajustar las dimensiones jugando con las tuercas. La antena era larga, simplemente acerqué un poco las tuercas al tubo central, todas por igual. Mejoró sustancialmente ciñéndome a la frecuencia central deseada.
Primeras pruebas con la QFH EA5WA
Con la antena lista llegaba la segunda fase, las primeras pruebas de rendimiento. Era momento de aprovechar mis habituales salidas en portable al campo para chequear el comportamiento en recepción. Me sorprendió gratamente escuchar señales fuertes y claras en los satélites con bajada en 145Mhz, tanto FM como SSB de órbita baja. De inmediato detecté que el QSB estaba bastante suavizado. Recuerdo perfectamente que estaba tan emocionado que en ese momento se me pasó por la cabeza el hecho de subir en 435Mhz para ver que ocurría aun sabiendo que la ROE seria excesiva, pero quizás entraría en juego el famoso tercer armónico. Pulsé PTT y … voilà!..., me escuché en la bajada de una manera contundente, no me lo podía creer. En ese instante me di cuenta del posible potencial de la antena no solo para VHF sino que, quizás, en UHF podría tener alguna aplicación y así trabajar algunos satélites LEO. Antes de eso tendría que pensar en algo para minimizar la ROE y no poner en peligro al equipo.
Diseño de la modificación EA1PA
Durante la semana siguiente estuve trabajando desempeñando mi labor profesional, pero con el pensamiento en la QFH que no podía quitarme de la cabeza. Debido a mi instalación y para no complicarme, me impuse como requisito que tuviese una bajada de cable coaxial con lo que la opción de construir otra QFH para UHF independiente dentro, o encima, de la de VHF lo descarté.
Por lo que yo he experimentado hasta ahora, el rendimiento de la antena utilizando las dimensiones de Juan Carlos, funciona de una manera bastante holgada en pases altos, a priori no me importaría sacrificar algo en esa parte para ganarlo más abajo. Como todo en la vida una cosa es la teoría, pero en la práctica puede que no se gane tanto, depende de otros muchos factores. La parte empírica despejará todas las dudas no adoptando conclusiones precipitadas en unos pocos pases. Como dice Juan Carlos, “cada pase es un mundo”, y no le falta razón, así como el emplazamiento, condiciones atmosféricas, orientación de los lazos, ….
Tenía experiencia en la instalación de elementos parásitos y autoexcitados en otro tipo de antenas y decidí tomar ese camino, así que la modificación finalmente implementada consiste en incluir en la parte superior dos varillas cruzadas, aisladas entre sí, a una cierta distancia de las varillas roscadas principales.
Deben de estar alineadas, con la misma orientación y colocadas en un plano paralelo. Es una especie de capuchón o sombrerete capacitivo con varillas ajustadas a la frecuencia de 435Mhz.
Tener un buen medidor de SWR o un analizador de antenas es muy recomendable para el proceso de ajuste fino y así conocer la resonancia en ambas bandas. Tengo que resaltar que la adición de estos elementos parásitos en la parte de arriba, a modo de antena pseudo-turnstile para 435Mhz, casi no afecta a la parte de 145Mhz en cuanto a ROE se refiere. Como ya es sabido y tenemos que ser conscientes de ello, el valor ROE no es suficiente para que una antena funcione y rinda bien pero al menos puede ser un buen indicio. Una ROE baja no es todo, es sólo una parte de ese todo.
Las varillas utilizadas son de Ø3.2 y se utilizan como material de aporte en el procedimiento de soldadura TIG. Como siempre se aconseja cortarlas con creces para ir acortando progresivamente y ajustar en fino. Hay que jugar con la distancia de 25mm (separación entre elementos del "sombrerete" y los elementos superiores de la QFH original) para la encontrar la posición más óptima.
Con todo lo anterior listo y preajustado en el garaje, tocaba de nuevo la prueba de campo. En esta ocasión el confinamiento domiciliario me lo impedía así que acudimos a otros escenarios menos favorables. Los laboratorios de ensayo ahora se enmarcaban dentro del pequeño patio trasero de casa, con la antena fija, y a las ventanas del piso superior practicando el estilo “libre” a modo de antena de mano. La recepción seguía siendo bastante buena en VHF, en UHF bastante pobre pero al menos me permitía subir con comodidad en los satélites de FM, modo U/V.
Me di cuenta también de la importancia de la longitud de cable por lo que, unido al poco ruido de banda en mi entorno, entiendo que conectando un preamplificador de RX el resultado sería excelente para una antena omnidireccional. Tenemos que tener los pies en el suelo y no pretender comparar la antena QFH con antenas direccionales. No están al mismo nivel ni de lejos, pero dentro de la familia de las antenas omnidireccionales se colocaría en las primeras posiciones. La mejor antena omnidireccional no se acerca a la peor antena direccional.
Se me pone la piel de gallina cuando rememoro el momento de mi primer QSO con la antena terminada. Tuve el enorme placer de completar el intercambio de señal y locator con F4DXV - Jérôme, incansable operador bien conocido en la comunidad de los satélites LEO. Después siguieron los también muy apreciados M0NPT – Abdel, EB3A - Pere y SP1B – Luk.
Muy contento con el resultado tuve que esperar unos larguísimos meses para colocarla sobre el tejado.
Ya en su posición fija se trata de una antena que utilizo habitualmente y me permite trabajar satélites LEO U/V de FM y SSB (enlace descendente en la banda de 2m y la banda de 70cm para el enlace ascendente). Bien es cierto que practico su uso combinado con mis otras antenas verticales, conmutando entre ellas, para abarcar en lo posible el pase completo sobre el firmamento. Incluso bajo ciertas circunstancias, generalmente con elevaciones altas, también es factible el satélite RS-44, en este caso recibiendo en la banda de UHF.
Recuerdo recientemente un largo QSO de madrugada con el amigo EA3CAZ – Josep en este satélite ruso, en el que de manera relajada estuvimos intercambiando comentarios como si fuese un repetidor terrestre. Fue algo excepcional, ya fue mencionado anteriormente que cada pase es un mundo, pero me dejó un sabor de boca excelente demostrando que en ocasiones se puede disfrutar intensamente de las cosas más simples.
Hace poco el compañero Alejandro – EA4BFK, que plantó la semilla de las antenas QFH en las charlas técnicas de IberRadio 2018, deslizó la existencia de una dirección más favorable dentro del patrón de radiación. Mayormente los pases más habituales siguen una trayectoria S-N ó N-S (casi polares) con lo que nos comentó orientar el lazo largo de la QFH hacia esa dirección. Afortunadamente no tuve que subir al tejado para reorientar ya que, por casualidad, mi antena se encontraba en la posición recomendada.
Conclusiones
Puntos fuertes:
Coste de materiales reducido.
Fácil construcción con posibilidad de ajuste.
Buena recepción en VHF con una relación señal-ruido bastante favorable. Válida para telemetría y recepción de satélites meteorológicos.
Su polarización circular le confiere desvanecimientos menos acusados que una antena lineal vertical convencional.
Posibilidad de transmitir en la banda de UHF con un valor de ROE contenido.
Rendimiento muy aceptable para elevaciones altas y para satélites LEO del tipo U/V, FM o SSB.
Tamaño compacto y manejable.
Aspectos negativos:
La polarización circular de la antena supone una atenuación de unos 3dB con respecto a una antena de polarización lineal en los momentos de máxima señal.
Rendimiento pobre para ángulos bajos y comunicaciones terrestres.
En general en UHF se queda corta, según mi impresión en mayor grado recibiendo que transmitiendo.
Plantearse la posibilidad de intercalar un preamplificador en entornos poco ruidosos y sin inhibidores lo que encarecería la instalación.
Por supuesto no alcanza el rendimiento de cualquier yagi bibanda o similar.