Antena Cubic-Loop
de Onda Completa
Este artigo foi escrito para atender aos amigos que depois de conhecerem o desenpenho desta antena logo ficam impressionados e resolveram montar uma dessas antenas.
Na verdade eu não a inventei, o projeto foi surgindo a partir de estudos desenvolvidos e dentro de uma linha de raciocínios lógicos, afim de atender as restrições que encontrei para poder instalar uma antena bastante compacta e que tivesse um bom ganho. Existem outros projetos bem parecidos que podem ser vistos pela internet.
A Antena Cubic-Loop, como resolvi chama-la, surgiu da necessidade de fazer uma redução drástica no tamanho da antena de forma que coubesse em um espaço bastante reduzido e que pudesse ser pendurada em qualquer lugar.
Neste projeto usei como base uma Dioplo Dobrada de Onda Completa - um circuito fechado, com um condutor retilíneo de
½ de onda mais os dois condutores retilíneos de
¼ de onda da radiação a ser transmitida ou recebida, conforme na figura ao lado.
Partindo desse Dipolo Dobrado, inicialmente curvei os extremos dos condutores paralelos para dentro (como em algumas antenas de VHF marítimo). Depois resolvi afastar mais os condutores dos extremos (como asas). Nos testes preliminares foi tudo bem, mas apesar da redução considerável do tamanho, continuei insatisfeito, tanto com o tamanho como com a fragilidade para a fixação em um montante. Então resolvi redesenhar a antena com a ajuda de um simulador, o MMANA-GAL (software para desenho de antenas). A fim de dar mais estrutura para sustentação, redimensionei todas as faces para terem o mesmo tamanho (formando um cubo).
No MMANA-GAL os resultados foram bem melhores. O campo de irradiação aumentou consideravelmente, e o eixo de irradiação que era em torno dos condutores paralelos, mudou para o eixo virtual do centro do cubo e paralelo a elemento do feed point.
Parti para a montagem de um novo protótipo mais simples, para a faixa dos 2m (VHF), com fio rígido de 2,5 mm, pois poderia usar um HT o que tornou os testes de bancada e de campo muito mais fáceis. A montagem ficou com lados menores que 20cm, fixei num cabo de PVC e finquei no chão, acionei todas as repetidoras inclusive as que não conseguia armar.
Feitos todos os testes e medições em campo aberto e coincidiram com as análises obtidas na simulação com o MMANA-GAL.
Mais tarde construí uma destas antenas para a faixa dos 6m com fio rígido de cobre de 6mm e ela ficou com o tamanho menor que 60cm, e outra uma para as faixas dos 6m e dos 10m com tubo de cobre de 15, que ficou com o tamanho de cerca de 1 metro nos lados. Em ambos os casos obtive excelentes resultados, comparados com as dipolos convencionais e as quadra-cúbicas.
Na prática, em todos os casos esta antena apresentou-se com igual desempenho aos Loops Magnéticos, e melhor rendimento que as outras principalmente na recepção - com nível de ruído muito baixo, puxando as estações mais fracas, e com um ótimo alcance na transmissão.
A sua polarização é feita em relação a posição de “Z”.
Veja os diagramas abaixo:
Os Cálculos
Para achar o comprimento da onda, faremos assim:
= (300 - 5%) / ƒ (em MHz)
que simplificando, fica:
= 285 / ƒ (em MHz)
e sendo assim:
1/10 = 28,5 / ƒ (em MHz) para os lados.
Agora defina qual será a frequência central da faixa que irá operar, e faça os cálculos.
A Construção
A antena Cubic-Loop pode ser feita com o fio rígido de cobre de 4mm ou 6mm para uso em 2m, ou com tubo de cobre de 1/2" ou de 15mm para uso em 6m, ou com tubo 3/4" ou 22m para os 10m. Para a descida pode ser usado o cabo coaxial de 50 ? (ohms) tipo RG-58 ou o RG-213, e um choque.
O Ajuste
Pude observar que nas várias montagens, que da ROE (Relação de Onda Estacionária) está diretamente ligada a comprimento da onda usado para a corte de construção da antena, restando muito pouco para ser feito como ajuste na aproximação ou afastamento da haste do feed point e center. Lembre-se que as medidas devem ser feitas por fora da cada lado. Tudo montado e pronto para o ajuste final, com um medidor de ROE confiável (cuidado com os chineses).
Inicie pela frequência central, pois é nesta frequência que a ROE deverá ser o mais baixo, depois suba e desça gradativamente a frequência. Teoricamente, o ROE deve subir conforme você sobe a frequência e respectivamente baixar quando baixar a frequência.
Para ajustar o ROE, basta afastar ou aproximar as duas partes da linha que estão no paralelo mais próximo.
Peça para um colega lhe ajudar, na hora um mede e o outro vai fazendo o ajuste.
Após cada ajuste, confira a ROE, provavelmente deve ter diminuído ou até aumentado (se não temos alguma coisa errada).
Repita este procedimento até obter o ROE mais próximo de 1:0 (que na verdade não existe) na frequência central de operação que foi usada para o cálculo da antena, ou o mais próximo possível. E saiba que 1:1 já é um bom ROE para operação.
Considerações Finais
A antena Cube-Loop, como as outras, deve ser montada no mais alto possível em relação ao solo, e no mínimo deverá estar a uma altura equivalente a ½ onda.
Não deixe de construir a sua. Experimente, análise e comente !
Para facilitar um pouco, temos aqui uma calculadora para você.
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Boa Montagem !
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