Apunts sobre la construcció de la antena bicercle

Català: Wireless | Bicercle | Quadricercle | Construcció de la bicercle

English: Wireless | Bicercle | Quadricercle | Building the bicercle

Avís: aquesta pàgina no pretén encoratjar-vos a construir la antena -- només descriu com la vaig construir jo. Seguir aquests mateixos passos pot fer que es cremi el vostre equip wireless, que us surtin pels al nas, que us deixi la novia, o altres desgràcies. En qualsevol cas, usar aquesta antena -- inclús per a provar-la -- és probablement il·legal a Espanya. Per això jo he anat a la illa del Julivert a fer les proves: estic segur que el Marroc m'empararà si els espanyols em volen empaperar.

Model teòric: bicercle.nec. Guany: 15.1 dBi. Z=52 Ohm. ±3dB a ±30°, tant en el·levació com en atzimut.

Problema: els dos cercles són tangents, cosa que en fa impossible la realització pràctica.

Sol·lucions possibles: els posem un al costat de l'altre (bicercle1.nec) o un al damunt de l'altre (bicercle2.nec). Els models mostren que el segón és molt millor que el primer. També he provat un model en que la part del cercle que es superposa estés representada per un únic fil, amb resultats desastrosos: la separació dels corrents als dos cercles és més important que la geometria exacta. Tot i això, perdem quasi 1 dB entre el model teoric i aquest... i probablement podem esperar perdre'n 2 o 3 mes per imprecisions en el muntatge.

MATERIALS:

25 cm. de fil de coure de 1,2 mm de diàmetre. En realitat el diàmetre no té importància, pero cal que sigui una mica rígid perque el muntatge s'aguanti. El meu és esmaltat, pero tant se val. (Per a fer la quadricercle, que intentaré més endavant, segurament si que pagarà la pena que sigui esmaltat).
25 cm. de cable coaxial més o menys apropiat. Jo he usat RG174 perque, dels que va bé amb el connector MMCX del meu access point, és l'únic que vaig trobar... és una caqueta: pel que sé perd 1.5 dB/m a 2.4GHz -- pero per a la longitud tan petita que usaré ja val.
Un connector apropiat (MMCX en el meu cas).
1 placa de circuit imprès de 122x122 mm o més.
Estany de soldar.
Una fiambrera de todo a cien de tamany apropiat, dos tacos de paret i pega.

EINES:

Un pelacables que venia en una caixa d'eines d'aquestes de "100 eines per 5000 peles". És una merda, amb prou feines serveix per a tallar el fil de coure.
Unes tisoretes d'ungles -- molt millor que el pelacables.
Una pota de cadira de 35-40 mm de diàmetre (no importa gaire). Qualsevol altra cosa més o menys cilíndrica d'aquest diàmetre servirà.
Un fogó de cuina.
Unes alicates.
Un soldador de punta raonablement fina.
Una serra de metalls.
Un taladro (Casals, per a fer país).

PASSOS PER A LA CONSTRUCCIÓ:

Tallo dos bocins de fil de coure de 122 mm de longitud.
Elimino l'esmaltat de les dues puntes i les estanyo (usant el fogó de cuina perque el soldador sembla que no té prou potència per a tant de metall). Compte amb les cremades.
Agafo el primer bocí i l'enrotllo alrededor de la pota de cadira. Després, a mà, l'ajusto per a que formi un cercle tancat tan perfecte com puc. Com a verificació, medeixo varios diàmetres (de centre de fil a centre de fil). Perfecte: fan un pel menys de 39 mm (en teoria són 38,83 mm). Atenció: existeixen formes amb tots els diàmetres iguals que disten molt de ser cercles.
Faig la mateixa operació amb el segón bocí.
Tallo un bocinet petit (alrededor d'un milímetre) de l'extrem de cada tros de fil. No passa res si és 1,5 o 0,5 mm, pero és important no deformar els cercles. Els cercles quedaran ara lleugerament oberts -- en aquest espai hi ficarem el cable.
Soldo els dos cercles l'un amb l'altre, formant un vuit, de manera que les dues obertures coincideixi -- o, millor dit, que quedin exactament l'una sobre l'altra.
Ara vé la operació més difícil: pelo el cable coaxial de manera que quedi aprox. 1 milímetre de cable intern a la vista, 1 milímetre de dielèctric (el plastic que rodeja el cable intern) a la vista i 2 milímetres de cable extern (malla) enrotllat sobre si mateix i cap a un cantó.
Soldo el cable intern a un extrem de la obertura al centre del vuit.
Soldo el cable de la malla a l'altre extrem de la obertura.
I finalment, munto el connector (un MMCX en el meu cas) a l'altre extrem del cable coaxial (20 cm. més enllà).

Amb això ja tinc l'element radiant. Fer el reflector és molt fàcil:

Tallo la placa de circuit imprès (també podria ser una xapa de coure) a 122 x 122 mm (no cal filar gaire prim -- de fet no tinc cap indici que aquesta mida sigui millor que cap altra de prou gran).
Hi faig un forat al mig per a passar-hi el cable.
Munto, amb els elements que tingui a mà, l'element radiant paral·lel al reflector i a 23.7 mm (aprox.) de distància.

Aquesta última operació va resultar difícil: cal trobar un muntatge mecànic que us permeti subjectar-ho tot evitant incorporar elements metal·lics en el camp d'operació de la antena. Res, per tant, de subjectar el reflector amb cargols que l'atravessin -- so pena d'invalidar totalment els càlculs teòrics.

El colmo de la virgada fora un muntatge que permetés controlar la distància entre reflector i element radiant, doncs això permetria ajustar l'SWR fins a deixar-lo gairebé a 1:1 (per deixar-lo exactament a 1 hauriem de poder controlar també el tamany dels cercles, pero això ja fora massa demanar).

La meva solució ha estat usar dos tacos de paret enganxats al reflector amb pega (veure foto) i tancar-ho tot dins d'una fiambrera que té justament el tamany dels tacos. Queda molt sòlid. Gràcies a les ranures dels tacos, la distància es pot fer coincidir fàcilment amb la mesura teòrica, encara que no sigui fàcil ajustar-la. Pero com que tampoc no tinc un medidor d'SWR, doncs tant se val.

Encara no he tingut temps de provar-la amb calma, pero sembla que funciona prou bé. He mesurat un guany (segons 'cat /proc/net/wireless', i suposant que el "quality" que dona estigui en dBs) 7 dB millor que la antena monopol de 1/4 de longitud d'ona que porta el meu "Access Point" -- increíblement proper al valor teòric esperat... potser massa proper per a ser veritat...

Si construiu aquesta antena o pariu un disseny derivat d'ella, m'encantarà saber de vosaltres i dels resultats que hagueu obtingut: envieu-me un e-mail a jsalvata at atg.com.