TEORIA DE LOS DIPOLOS DE HF

INTRODUCCIÓN 

El dipolo es la antena más elemental, aunque la más popular a través de los tiempos. Su extrema sencillez de manufactura, unida a una buena prestación, ha logrado indiscutiblemente ser la antena más usada en bandas de HF

Consideraciones mínimas para el buen desempeño de un dipolo:

Cada segmento debe ir aislado en sus extremos: el punto de ataque o toma de coaxial irá al centro.
Cada brazo debe medir 1/4 de onda con respecto a la frecuencia central de trabajo.
La altura mínima desde la superficie del suelo, también será de 1/4 de onda.
La longitud del cable coaxial deberá ser igualmente un múltiplo aproximado de 1/2 de onda.
En el punto de ataque es conveniente colocar un balun de relación 1:1
Para ajuste de la ROE se deberá acortar o alargar levemente el largo de los elementos o también variando el ángulo de caída de los mismos.

REGLAS BASICAS

A mayor altura del dipolo, ángulo más bajo de disparo, mayor ganancia.
A mayor despeje de elementos circundantes menor alteración a los lóbulos de disparo, mayor ganancia.
A mayor diametro del cable irradiante utilizado, mayor anchura de banda, ajuste menos crítico.

Los dipolos, son por lo general antenas de media longitud de onda, estas se calculan mediante la formula siguiente:

Longitud total del dipolo = 142,5/F (MHz)

Donde F, es la frecuencia a la que queremos que la antena trabaje, es decir es la frecuencia de corte.

Por ejemplo, si queremos calcular una antena para 7,1Mhz ( banda de 40 metros), haremos lo siguiente:

142,5/7,1=20,70 metros, son dos alambres de 10,35 metros cada uno.

Si no la queremos de media longitud de onda y la queremos mas larga, deberemos multiplicarla por el múltiplo impar, para el ejemplo de 40 metro seria:
3 medias ondas = 60,21 metros
5 medias ondas = 100,35 metros

Debido a la cercanía de los objetos metálicos la longitud de la antena varia. Se debe tener un medidor de ROE para ajustarla o un grip-dip meter, también existen puentes de ruidos para ajustar las antenas, que dan muy buenos resultados.

Debido a que la antena es un sistema "balanceado" y el coaxial de alimentación es un sistema "no balanceado", se deberá colocar un balun de relación 1:1, para adaptar ambos sistemas.

También se le puede colocar un choque de radio frecuencia, esto se hace arrollando cinco espiras del cable coaxial, sobre un diámetro de 20cm, se deberá colocar uno pegado al balun y otro en la casa cerca de la radio.

El diametro del alambre, se puede realizar con dos alambres de cobre trenzados de 2mm cada uno, dando buenos resultados. Lla impedancia de la antena, anda en el entorno de los 72 ohmios.

TIPOS DE DIPOLOS

El dipolo es la antena más elemental y la más popular a través de los tiempos. Su extrema sencillez de construcción y la buena prestación, ha logrado indiscutiblemente ser la antena más usada en el ámbito radial de HF

MONOBANDA SIMPLE

MONOBANDA SIMPLE EN "V"INVERTIDA
polarización vertical

DOBLE BANDA
polarización horizontal

DOBLE BANDA
polarización mixta

Consideraciones mínimas para el buen desempeño de un dipolo
* Cada segmento debe ir aislado en sus extremos: el punto de ataque o toma de coaxial irá al centro.
* Cada brazo debe medir 1/4 de onda con respecto a la frecuencia central de trabajo.
* La altura mínima desde la superficie del suelo, también será de 1/4 de onda.
* En el punto de ataque es conveniente situar un balún de relación 1:1
* Para ajuste de la R.O.E. se deberá acortar o alargar levemente el largo de los elementos o también variando el ángulo de caída de los mismos.

Reglas básicas

* A mayor altura del dipolo, ángulo más bajo de disparo, mayor ganancia
* A mayor despeje de elementos circundantes menor alteración a los lóbulos de disparo, mayor ganancia
* A mayor diametro del cable irradiante utilizado, mayor anchura de banda, ajuste menos crítico.

Algunas configuraciones especiales

MONOBANDA DIRECCIONAL
polarización horizontal

DOBLE BANDA DIRECCIONAL
polarización horizontal

"W" INVERTIDA para bandas bajas
polarización vertical

MULTIBANDA
polarización vertical

ANTENA DIPOLO PARA 40 Y 80m

Esta antena dipolo es muy buena para los que tienen espacios reducidos.
La antena esta diseñada con dos bobinas de carga que cortan la frecuencia en una banda dada.
Esta fue ajustada en las frecuencias de 7.1 Mhz y 3.650 Mhz, pero se puede ajustar para la porción de banda que usted lo desee.

La antena es la siguiente:

Esta diseñada con alambre de cobre en su totalidad, las bobinas son realizadas con alambre de cobre forrado.
El ancho de banda de la antena anda en +/- 100 Khz, así que es recomendable colocar un transmacth para mayor ancho de banda.
Tenga presente que al ser una antena dipolo, esta no tiene ganancia en dB, pero proporciona muy buenos resultados para ambas bandas.

MEDIDAS:
Las secciones "A" de la antena, tiene una medida de 9m 70cm por lado, deje una tolerancia de 1m mas para el ajuste de ROE.
La sección "B", tiene una longitud de 1m 13cm por lado, con una tolerancia de 50 cm mas para el ajuste del ROE.
Las bobinas de carga (L1, L2), son 190 espiras y están diseñadas sobre un caño de PVC de 1 pulgada de diámetro con alambre de bobinado de 1,30 mm de diámetro, espiras juntas. Si utiliza alambre de instalaciones eléctricas de 1mm de diámetro, esto hará que la antena varíe sus longitudes en las secciones A y B.
El balun es de relación 1:1.

DIPOLO G5RV, SIMPLICIDAD Y RENDIMIENTO

La antena de Louis Varney funciona como una 3/2 de onda en 20 m, con una impedancia en el punto de alimentación ligeramente superior a 100 Ohmios. La línea de bajada consiste en una longitud de 1/2 onda de hilo paralelo de 450 o 300 Ohmios. Con esta bajada, la impedancia del punto de alimentación en 20m se acercaba a los 80 Ohmios. Del comentario anterior se deduce que la G5RV fue diseñada pensando en su utilización en 20m, pero pronto se descubrió que podía trabajar bien, con un rendimiento razonable, en otras bandas, utilizando un acoplador entre el transmisor y la antena.
La G5RV es una antena barata y además funciona. Indudablemente las hay mejores, mucho mejores, incomparablemente mejores, pero, en cualquier caso es preciso no olvidar cuales son nuestras expectativas la hora de sentarnos "hacer radio". Ante la duda, recomendaría siempre que el grueso del presupuesto se dedicase al sistema radiante, dejando para el cuarto de radio las "migajas".

Para quien desee construírsela las medidas son las siguientes:
G5RV para 10-80 metros:
Cada rama del dipolo 51 pies, o lo que es lo mismo, 15,54 metros.
Bajada de cable paralelo de 300 Ohmios de 4,63 metros.
Finalmente, coaxial de 50 Ohmios hasta el acoplador.
G5RV para 10-40 metros:
Cada rama del dipolo de 7,77 metros.
Bajada de 300 Ohmios de 4,63 metros.
Coaxil de 50 Ohmios hasta el acoplador.
Tanto en un caso como en el otro, el centro de la antena debe estar separado del mástil, si este es metálico, si es así lo separaremos aproximadamente 1m, para que no se vea alterado el lóvulo de radiación. También es recomendable los choques de RF y los ferrites.

DETALLE DE LOS ANILLOS DE FERRITA

LONGITUD DE BRAZOS Y BAJADA PARALELA

ANTENA "END FEED INVERTED V"

La antena es similar a algunas otras que hemos visto pero con una excelente respuesta en gran parte del espectro de frecuencias de onda corta, alimentando el receptor a través de un balun 9:1. Por su conexión se podría emparentar con una de hilo largo o Beverage pero se llama "END FEED" porque está alimentada desde un extremo de un brazo y no en el centro como un dipolo o una V invertida.
Es conveniente emplear unos metros más de coaxial y alimentar el receptor en el extremo de la antena que está opuesto a nuestra ubicación, ya que disminuiríamos muchísimo el ruido de línea.
Lógicamente, las medidas mencionadas son abismales para los que vivimos en ciudad, pero podríamos acortarlas y adaptadas según el espacio que dispongamos; se podrían tomar 20 metros por lado con una altura del punto de sujeción no menor de 6 metros y también debo indicar que no es fundamental que el punto de inflexión sea simétrico a sus lados, sino que puede situarse desplazado; recuerden que el cable pasa por el agujero del aislador sin interrumpirse y eso ayuda a adaptar las medidas según el espacio con que contemos.
Otro de los puntos a tener en cuenta es disponer de una buena puesta a tierra que es fundamental para la eliminación de ruidos, y mejor aún si contamos con sintonizador de antena (ATU).

 DIPOLO MULTIBANDA (Bigotes de Gato)

Esta antena es otra configuración a base de dipolos, se construye con alambre o cable y se cortan (según las bandas a trabajar) con una longitud según se indica mas abajo en este mismo texto. Se pelan en uno de sus extremos y se unen soldando todos y cada uno de los extremos. Esta antena tiene la particularidad de poderse alimentar con un solo cable coaxial en dónde el centro del cable coaxial se suelda a uno de los manojos de cables como cualquier dipolo y la malla del cable se suelda al otro manojo de cables, sin embargo, se deja al ingenio de cada persona el usar una tableta de material aislante o un terminal hembra tipo SO 239 para conectar directamente el cable coaxial que también se supone que tiene un terminal macho tipo PL-259 se recomienda esto último para lograr una mayor rigidez mecánica a la hora de estirar los brazos del conjunto de dipolos, se puede utilizar un balun 1:1. Se puede instalar en "V" invertida o como dipolo horizontal dejando una separación de unos 15 centímetros entre dipolo y dipolo tratando de conformar un abanico (de ahí su nombre de bigotes de gato), puede emplearse cable coaxial de 50 o 75 Ohmios. Esta antena puede trabajar en tantas bandas como dipolos sean cortados y trabajaran la frecuencia a la que es cortado cada uno de los alambres, su rendimiento es muy satisfactorio dado que cada dipolo se corta para la banda y frecuencia preferida, Se ajusta de la manera tradicional, es decir alargando o acortando los brazos de cada dipolo, abriendo o cerrando el ángulo central hasta llevarlo a resonancia en la frecuencia seleccionada de cada banda.
Los dipolos se calculan con la fórmula : L = 142.5/ F(Mhz.) en dónde F es frecuencia en MHz.

Longitud de los dipolos.

ANTENA MULTIBANDA WINDOM

Una de las antenas más típicas en los tejados y azoteas, aparte de los dipolos en V invertida, es la antena Windom.
La antena Windom tiene una capacidad de operación en las bandas entre 10 y 80 metros (con la ayuda de un acoplador) y un rendimiento aceptable, obviamente su rendimiento no es lo mismo en todas las bandas, dando buenos resultados sobre todo en las bandas de 40 y 80 metros.
Los materiales a utilizar además de baratos, son muy fácil de encontrar en cualquier ferretería. Se necesita alrededor de 42 metros de cable y un balun relación 6:1.
La antena consta de dos ramales, uno de 13,8m y el otro de 27,5m (longitud total 41.3m). Este es uno de los inconvenientes de la antena, que es un poco larga, pero si se dispone de espacio es ideal para el uso más variado y la relación rendimiento-precio es muy buena y si hablamos de calidad, con los materiales que se construye puede durar una eternidad hasta en las condiciones más adversas.

DIPOLO PARA 10 - 15 Y 40m

Bueno, la antena en cuestión no tiene complicación. Se confeccionará el dipolo normalmente para la banda de 40 metros (9,65 m. Por lado) con un balun relación 1:1, con cable de instalación eléctrica de 2,5mm de diámetro.
Partiendo del mismo balun se colocará paralelamente a cada rama del dipolo de 40 m, otro cable de las mismas características que mida 2,63 m de longitud, separado del primero con unos separadores de material aislante de 12mm a los cuales se les harán dos orificios por donde pasaremos unos zunchos de plástico que se venden en casas de electricidad, se trata simplemente de otro dipolo para 10m debajo del correspondiente de 40m debiendo ajustar los dos hasta conseguir una ROE aceptable. Para añadir la banda de 15m bastará con colocar una carga capacitiva a una distancia de un cuarto de onda desde el balun en el dipolo de 40m (1 en cada rama). Para calcular la distancia se divide la frecuencia deseada por 4 (ejemplo: 21.110 : 4 = 5.27), ahí es donde deberemos colocar las cargas capacitivas. Estas consisten en 2 trozos de cable eléctrico rígido de 2,5mm de diámetro y 60cm de largo, se sueldan los extremos y se le una forma de 8, dicho 8 se debe soldar al hilo del dipolo de 40m en la distancia calculada según se ve en el dibujo.
Bastará con ajustar la antena a 21 MHz retocando si procede las cargas capacitivas (ochos).
(Lleva en el punto de alimentación un Balun 1:1)

DIPOLO ROTATIVO PARA HF (EA4AAZ)

Cuando de se trata de dipolos, nos preguntamos qué tan eficientes son, qué voy a lograr en cuestión de distancia en los comunicados y qué tanta directividad voy a tener. Ya sabemos que la antena dipolo representa un modelo fácil de reproducir, tanto en resultados como en la parte mecánica y eléctrica.

En este artículo vamos a tratar sobre un tipo de dipolo que no es común. El rotativo. Sabemos que la máxima radiación es hacia el frente y hacia atrás con un patrón en forma de 8. Sin embargo la característica de discriminación hacia las puntas nos va a ser muy útil, sobre todo si es muy acentuada.

Para que la radiación por las puntas sea acentuada, necesitamos que nuestro dipolo sea balanceado. Por eso hemos pensado en una opción muy interesante, el dipolo abierto con tubería de aluminio, alimentado por medio de un elemento inductivo tipo doble bazooka que insertaremos dentro de los elementos del dipolo.

La parte mecánica del montaje del dipolo en cuestión se basa en que debemos aislarlo del soporte por algún medio. En la Figura 1. se muestra cómo aislar los tubos que conforman al dipolo.

En la Figura 2. vemos cómo va introducido el elemento "doble bazooka" que acoplará la antena con la línea de coaxial. Al ser un elemento inductivo y capacitivo a la vez, tendremos que también va a ser balanceado y por lo tanto no necesitamos de un "balun".

Las fórmulas serán como sigue:

L = 142.5 / fMHz

fMHz es la frecuencia de resonancia a la cual se va a cortar la antena, el resultado será en metros.

El elemento de coaxial tipo doble bazooka se calcula como sigue:

L = 150 * 0.8 / f(MHz)

con resultado en metros, donde f(MHz) está dado en mega Hertz y es la frecuencia de resonancia que deseamos trabajar y 0.8 es el factor de velocidad de cable coaxial que se va a usar.

El factor de velocidad será de 0.8 si el dieléctrico del coaxial es duro (polietileno) y será de 0.66 si es blando (foam). Se puede usar RG-8U para transmisores de alta potencia y RG-58U para baja potencia (menos de 200 watts).

Para el ajuste fino a la frecuencia exacta que deseamos, tenemos en los extremos de la antena, tubos deslizables que permitirán alargar o acortar la dimensión del dipolo.

Las dimensiones aproximadas para una antena de 40 metros con frecuencia de resonancia en 7.08 son:

L = 142.5 / 7.080 = 20.127 mtrs. de lado a lado.

La dimensión del dipolo coaxial será:

A = 150 * 0.8 / 7.08 = 16.94 metros.