Taller de antenas (5)

Nuestra primera antena

Sin duda, como hemos visto en el capitulo anterior, el dipolo de 2dbi, es decir 1db, original de nuestro USR2450 es una mágnifica antena, asi que vamos a hacer de "japoneses" y a intentar "calcarla", y asi, de paso, sacar nuestras primeras conclusiones. En nuestro caso, y como ya os advertiamos antes, hemos tenido que suplir la falta del conector "adecuado" cortando por lo sano nuestro "pigtail" aún a sabiendas de que por ahi vamos a perder alrededor de 1 db por muy bien que hagamos el empalme... pero de momento nos conformaremos... Aunque en la foto aparezca un conector, al final, para evitar más perdidas innecesarias y con el fin de hacer nuestra replica lo mas fideligna posible, hicimos la conexión directamente sin conectores...

Asi pues, lo primero que haremos será analizar a conciencia nuestra antena de referencia, asi que, ni cortos ni perezosos desarmamos el capuchon de nuestra antena.... que aunque en algunas de ellas puede quitarse sin demasiado esfuerzo... en otras hay que tomar medidas mas drásticas. He aqui nuestra antena "por dentro":

Tomamos "medidas". La parte superior del elemento radiante 3 cm. el capuchon metalico inferior del supuesto dipolo 2,2 cm. Vaya, primer "misterio", y por lo tanto la "capacidad" intrinseca tampoco es la misma. En teoria deberian medir lo mismo si estamos hablando de un dipolo... pero por contra, el casquillo inferior es bastante mas ancho. En un principio incluso llegamos a pensar de que la parte no visible pudiera albergar la malla del propio cable "plegada" sobre el mismo coaxial y que, la parte exterior fuese un "adaptador de IMPEDANCIAS" para equilibrar la impedancia tipica del dipolo (75 ohms) con la del cable, posiblemente RG-174... pero no, pudimos comprobar que simplemente se trata del capuchón metalico soldado directamente sobre la misma malla. Asi pues, tuvimos claro que la linea de alimentación terminaba "justo" donde empieza el elemento superior de la antena, y que esta antena NO tiene adaptador de impedancias. ¿Porque?, pues muy sencillo, porque el propio capuchón que esta trabajando como elemento radiante inferior sobre la propia malla del cable confiere a nuestra antena una impedancia aproximada a los 50 ohmios, por lo tanto está perfectamente adaptada. Vamos ahora con la longitud del cable, desde la parte superior del capuchón hasta la "punta" del conector TNC Reverse Female que constituye el punto de conexion entre nuestra antena y el "latiguillo" o "pigtail" que lleva nuestra antena hasta nuestra tarjeta, en total 8 cm. Vamos ahora a medir el "latiguillo".

Medimos y, de punta a punta 13 cm. Es decir 13+8= 21 cm.

En ese momento no puedo por menos que establecer una relación evidente entre el elemento radiante, 3 cm. (1/4 de onda) y los 21 cm. del "latiguillo", es decir 21/3 = 7 .¿A que me recuerda esto?... Ah... ya lo tengo, la vieja teoria de los radioaficionados que siempre escuche de mis mayores y que decia que una linea de alimentación coaxial (asimetrica) debe ser siempre de una longitud tal que coincida con UN MULTIPLO IMPAR de 1/4 de onda. ¿pero... no deciamos en el primer capitulo, cuando hablabamos de las lineas de alimentación, que el cable de alimentación debia de ser el equivalente a los CUARTOS PARES de la longitud de onda?... si... es cierto...pero eso era solo para lineas de alimentación SIMETRICAS, ya que los campos generados en las propias lineas de alimentación se contrarestan entre ellos, pero no asi en las lineas de alimentación coaxiales, donde el efecto no es el mismo y el punto máximo de intensidad y minímo de tensión coincide con los multiplos impares de 1/4 de la longitud de onda. Asi pues, si estamos en lo cierto, podemos deducir que LAS TARJETAS QUE USAMOS NO TIENEN NINGUN TIPO DE TRANSFORMADOR DE IMPEDANCIA, por lo que, ademas de tener en cuenta las carácteristicas típicas de la antena, sea la que sea, siempre deberemos de tener en cuenta la longitud de la linea de alimentación. Por esto los "pigtails" valen lo que valen...no porque montar los conectores sea mas o menos dificíl como algunos dicen... y eso lo podreis ir comprobando en capitulos posteriores.

Pero a lo que ibamos. Nuestra antena clónica.

-Cortad un trozo exacto de cable RG-58 de 21+3 = 24 cm. (Si lo haceis como tuvimos que hacerlo nosotros por el tema de los conectores acordaros de compensar la longitud añadida de la longitud del cable y recortarlo del RG-58, es decir, la medida total debe de ser siempre de 21 cm.)
-Cortad también un trozo de tubo de cobre de 9 o 10 de diametro de 2 cm.
-Pelad un extremo del cable de 3 cm. exactamente, pelando 1 mm. el plastico para poder estañarlo posteriormente, y cortad la malla a 1 mm. como mucho, el espacio mínimo para poder soldar el tubo en el punto de unión con cierta comodidad.

mas o menos como en la imagen.

Ahora, a efectos prácticos, para que os deis cuenta de la importancia de la exactitud de las medidas en las antenas de microondas, soldad en la punta un trocito del vivo del mismo cable de 5 mm. y vamos ya a observar el comportamiento de nuestra antena "clonica" que tendra un aspecto mas o menos como esta:

Arrancamos el WlanExpert y veamos que nos muestra....con 35 mm (3,5 cm.).

Uff... parece resonar "algo" bien en los canales 2,3 y 13, pero dista mucho de nuestra antena "perfecta". Vamos a cortar 1 mm., es decir, a 34 mm.

Seguimos mas o menos igual. Sin embargo observamos una ligera mejora en los canales 2 y 3. Vamos a cortar 1 mm. mas, es decir, nos ponemos a 33 mm.

Vamos ganando un poco mas.El vértice situado en el centro de la banda ya ha disminuido ligeramente.Cortamos otro mm. y nos ponemos a 32 mm.

Aja...esto parece irse centrando... cortamos otro mm. Nos ponemos en 31 mm.

Ya casi...cortamos el mm. que nos sobra y dejamos el cable en los 30 mm originales de la antena de referencia.

Bien. Esta es la antena en principio homónima a la original. Ahora bien, existen una serie de factores como puede ser el tipo de cable, la capacitancia del tubo, soldaduras, etc... que puede originar ligeras diferencias, asi que vamos a afinar un poco mas y cortamos otro mm. Estamos en 29 mm

Bueno... casi perfecto. Vamos a partir de aqui a afinar un poco mas y cortaremos solo 0,5 mm. Asi que nos quedaremos en 28,5 mm.

Bien, la parte central de canales está ya estabilizada y un rendimiento casi óptimo en toda la banda. Vamos ahora a cortar otro 0,5 mm y nos ponemos en 28 mm.

Pues casi hemos dado en el clavo. Observad la evolución hasta aqui..y ahora, a partir de aqui. Lo cierto es que, posiblemente, 0,5 mm sea aún una medida demasiado "grande" y deberiamos afinar más, pero ahi está la evolución y podremos ir deduciendo por donde tirar en cada caso. Vamos acortando...

Observando vemos que ya se nos va alterando el gráfico...otro recorte....

Vamos a menos..... ¿otro recorte?

Definitivamente ya nos hemos pasado cortando... no vale la pena seguir. De todas formas la progresión nos ha servido para comprobar que no podemos despreciar en absoluto los decimales y cortar a "bulto" nuestras antenas, y, que, por obvio que parezca hay que cuidar al máximo los detalles y ajustar las medidas con un "pie de rey".

A partir de aqui, la próxima experiencia será trasladar nuestro dipolo a una linea de alimentación de mayor longitud... teniendo en cuenta, si recordais, que la longitud fisica de nuestro dipolo (Longitud de onda x 0.475 ) deberia de ser 5,84725 cm / 2 = 2,923625 cm (en el centro de la banda) y no deberia de alterarse. Pero eso ya será en el próximo capitulo...aunque, si alguien quiere ir probando..

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