Antena DIPOLO
As Antenas Dipolo são as mais simples e as mais usadas no radioamadorismo. Estas são do tipo básico de antena, com ½ onda (ou seja, a grosso modo, uma antena de ½ onda tem metade do comprimento da onda da faixa que vai se operar - por exemplo, uma antena para a faixa dos 10 metros vai ter uma antena com aproximadamente 5 metros de comprimento total), formado por dois condutores retilíneos, cada um de comprimento igual ¼ do comprimento de onda da radiação a ser transmitida ou recebida conforme a figura "
A" abaixo.
No vácuo (e de forma aproximada para o ar), a relação entre o comprimento de onda e a freqüência é dada por:
= 3 * 108 / ƒonde,
é o comprimento de onda em metros, e
ƒ a freqüência em Hertz(Hz).
A constante
3 * 108 é a velocidade aproximada de propagação (que é a velocidade da luz).
Desde que a velocidade de propagação nos meios condutores é menor, na prática os comprimentos das antenas são cerca de 95% dos calculados pela fórmula anterior.
A figura "
B" dá uma idéia da variação e tensão e corrente (em valores absolutos) ao longo do dipolo. No centro a corrente é máxima e a tensão é mínima.
Na ressonância, as reatâncias indutiva e capacitiva se anulam e, portanto, a impedância é puramente resistiva (lembrar que impedância não significa necessariamente um resistor físico, afinal os elementos são eletricamente separados).
Os Cálculos
Simplificando-se a formula acima, temos:
= 300.000.000 (=3*108) / ƒ (em Hz)
então:
= 300.000.000 (=3*105) / ƒ (em KHz que é = a 1.000 Hz)
ou melhor:
= 300.000.000 (=3*102) / ƒ (em MHz que é = a 1.000.000 Hz)
que fica assim:
= 300 / ƒ (em MHz)
Sabendo ainda, que temos uma perda de até 5% da velocidade da propagação nos elementos condutores, esta estão ficará assim:
= (300 - 5%) / ƒ (em MHz)
assim:
= 285 / ƒ (em MHz)
ou ainda:
½ = 142,5 / ƒ (em MHz)
ou ainda:
¼ = 71,25 / ƒ (em MHz)
Agora vejamos. Se pretendermos construir uma antena para operar em uma determinada faixa, primeiro defina qual será a frequência central.
Por exemplo, se o seu objetivo é operar nos 40 metros com foco em CW (telegrafia), centralize sua antena em 7,025 MHz (que é a mesma coisa que 7.025 Hz), já que a faixa de operação em CW inicia em 7,000 e vai até 7,050 MHz.
Então, voltando à fórmula,
½ = 142,5 / f (em MHz),
esta ficará assim:
½ = 142,5 / 7,025onde obtemos o resultado do comprimento (em metros) de metade da onda.
½ = 20,28 e assim
¼ = 10,14
Assim sendo, a nossa antena deverá ter 10 metros e 14 centímetros para cada lado.
Na prática, costumasse deixar cerca de 5 cm a mais, afim de que se possa fazer os ajustes, para que se possa ir reduzindo gradativamente e se obter maior precisão.
A Construção
As antenas Dipolo podem ser feitas de fio ou tubo. Sendo que nas baixas frequências é mais comum se ver as de fio, devido ao peso final a ser sustentado e a segurança. Porém nas frequências mais altas como nos 10 metros, no VHF e no UHF, já é mais comum se ver as de tubo que pode ser de alumino ou até mesmo de cobre.
Para o nosso exemplo, será utilizado o fio de cobre # 10 ou 12 AWG , ou o seu equivalente que tem 2 ou 2,5 mm. Este pode ser o fio comum encapado, do tipo usado em instalações elétricas. O fio flexível é mais fácil de ser manuseado e de ser esticado.
Evite usar fios mais grossos, pois eles acabam comprometendo a largura da banda operacional e causando uma curva SWR mais acentuada, como pode ser visto nos gráficos abaixo.
Uma forma barata de se fazer um isolador central é usar um "
T" de
½" de PVC, e os isoladores laterais podem ser feitos com nipes de PVC ou outro material isolante - este material pode ser facilmente encontrado nas casas de materiais de construção.
O cabo para fazer a conexão dos elementos irradiantes na descida até o transceptor, deve ser o cabo coaxial de 50 Ohms - tipo RG-58 (fino) ou RG-213 (grosso) e de boa qualidade. Este cabo deve estar sempre no angulo de 90º (graus) em relação ao elemento irradiante (o fio), sendo que no caso do “V invertido” o ângulo dos fios deve ser de 90º e consequentemente o cabo coaxial deve estar a 45º destes elementos.
Aí vem uma pergunta inevitável: "Quantos metros de cabo devo usar ?"
Resposta: "Inicialmente, quantos metros forem necessários para alcançar o transceptor."
Sim, inicialmente, pois existe muita controvérsia neste assunto, uns alegam que isto é mito e outros comprovam com formulas e experiências sem registro científico. Eu particularmente prefiro os cálculos que me dão mais segurança, e principalmente porque se o sistema irradiante falhar (quebra de um elemento da antena) o cabo (que nesta hora segura toda a carga) estará no comprimento certo, o que comprometerá menos o emissor.
Então ache esse comprimento e depois e depois ache o múltiplo de
¼ da onda mais aproximado que caiba o comprimento que se precisa. No VHF e no UHF é aconselhável que se calcule este comprimento com base na
½ onda.
O Ajuste
Tudo montado e pronto, agora é a hora dos ajustes. Para isto precisaremos de um medidor de ROE (Relação de Onda Estacionária) bem confiável (cuidado com os chineses). Caso você não tenha, o pessoal a um amigo radioamador que o ajude ou o empreste (mais se certifique de ter aprendido como usar).
Agora, com muita paciência vai-se ajustando a estacionária para que se consiga a medição mais baixa.
Inicie pela frequência central, pois é nesta frequência que a R.O.E. 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.
Peça para um colega lhe ajudar ficando próximo à antena e fazendo o ajuste (redução) seu comprimento enquanto você mede.
Lembre-se que você deve ter deixado uma pequena sobra para fazer estes ajustes. Faça a primeira medição e anote, depois cote um pequeno pedaço (cerca de 1 cm de cada lado) e verifique o ROE. Para não cortar o fio sem se ter certeza, simplesmente encurte a antena enrolando a sobra.
Após cada redução, confira a ROE, provavelmente deve ter diminuído se não temos alguma coisa errada (reveja os cálculos e as medidas), já que o(s) primeiro(s) ajuste(s) são por conta da sobra.
Conforme o ROE for baixando, repita a o procedimento até chegar próximo de 1:1.
Muito cuidado agora, com a busca do ROE 1:0, (que na verdade não existe) você cortar demais, use o macete de enrolar a ponta, e se preocupe em chegar com o ROE ao mínimo possível. Lembre-se que nesta fase, se você cortar demais não terá como emendar o fio ou tubo, e terá de fazer outro elemento, por isso, muita paciência e atenção até encontrar a medida ideal.
Se a antena for feita de tubo, o ajuste pode ser mais fácil e tranquilo, adotando-se a técnica núcleo móvel, ou seja, um pedaço de tudo que caiba justo e sem folga dentro do tubo da antena, assim basta mover o tubo menor, mas não se esqueça de fixar bem o tubo no final.
Considerações Finais
A antena Dipolo pode ser montada na horizontal, ou como um V-invertido, com um ângulo de aproximadamente 90º (graus) no vértice do VV, e ainda como Z ou W. Em ambos os casos oriente a antena de forma que fique "de frente" para a região que você tem mais interesse em falar.
Para a montagem de uma “V Invertida”, devem se tirar 5% do seu comprimento total.
Outro detalhe muito importante é montar sua antena o mais alto possível em relação ao solo, no mínimo deverá estar a uma altura equivalente a ½ onda.
Para facilitar um pouco, temos aqui uma calculadora para você.
Boa Montagem !
E qualquer dúvida, mande um
e-mail.
PY1NT – CARL Norberto
Licença para Uso Não-Comercial, Compartilhamento e Redirecionamento.
