ANTENA 3 ELEMENTOS PARA 10, 15 Y 20 M

Ante todo debo decir que esta antena está sacada de la web de LW3EWZ y, mientras iba leyendo el texto me parecía fácil la construcción y, la verdad, fue fácil, laboriosa eso sí, pero fácil.

 

ANTENA DIRECCIONAL DE 3 ELEMENTOS PARA LAS BANDAS DE 10, 15 Y 20 METROS

 

La presente descripción se refiere a una antena del tipo "beam" (haz, rayo, en inglés, ya que es bien sabido que tal tipo de antenas trabaja por haces dirigidos) de 3 elementos, con trampas, para las bandas de 10, 15 y 20 metros. La técnica de las trampas es muy utilizada en antenas multibanda. Consiste en intercalar circuitos resonantes en paralelo en determinados puntos de la antena con el objeto de separar el resto de la antena de la parte central, que constituye la sección alimentada por la línea, a medida que el transmisor va pasando a las bandas mas altas.

 

El principio de las trampas se puede ver en la siguiente figura, que muestra

un dipolo alimentado al centro y sendos circuitos resonantes en paralelo que están intercalados en el conductor que forma el elemento radiante, a determinada distancia entre el centro y los extremos. Para frecuencias más bajas que la que corresponde a la resonancia del circuito paralelo, éste último presenta una impedancia inductiva que contribuye a "alargar" la antena, que actúa con sus tramos A y B. Para una frecuencia igual a la de la resonancia del circuito paralelo, éste último actúa como trampa, separando las secciones A y B. Para esa frecuencia entonces, la antena actúa "cortada", trabajando sólo las secciones A. Éste principio es muy utilizado en antenas comerciales, ya que posee caracteríticas de compacticidad y funcionamiento multibanda.

Las trampas constituyen la parte más delicada a realizar, y es por ello que comenzaremos la descripción de las mismas. Veamos la figura siguiente: 

Se trata de la bobina para la banda de 10 metros del elemento Radiante.

Las trampas se realizarán sobre formas cilíndricas de un material asislante a la HF de buena calidad (yo he utilizado naylos 6.6 que resistente y aislante)(ver plano de macanizado 6/101520).

En éste plano podemos ver que nacesitamos 6 cilindros de 150 mm de largo que se utlizarán para la banda de 10 metros y otros 6 de 180 mm que nos servirán para las bandas de 15 metros.

El diámetro 16 estará fileteado (mecanizado) con un paso de 1,5 mm donde se enrrollará el hilo esmaltedo de 1 mm de diámetro que constituirá la bobina, .

En el diámetro 13 mm se encastrarán los tubos de aluminio de 16 x 1.5 mm que constituyen los elementos de la antena.

En el plano 1/101520, BOBIMA P/ RADIANTE 10m, podemos ver la bobina de 22 espiras de hilo de 1 mm de diámetro centrada en el fileteado del núcleo asislante y los extremos de los bobinados irán conectados a los tubos de aluminio de los elementos mediante tornillos tipo autorroscante de acero inoxidable con arandela de estrella. El mismo tornillo servirá para fijar el núcleo al elemento.

El número de vueltas para las bobinas son los siguiente:

Para el elemento radiante:

Trampas para la banda de 10 metros = 22 espiras, largo apróximado de la bobina 35 mm plano 1/101520, cantidad 2.

Trampas para la banda de 15 metros = 39 espiras, largo apróximado de la bobina 60 mm plano 2/101520, cantidad 2.

Para el elemento reflector y director:

Trampas para la banda de 10 metros = 26 espiras, largo apróximado de la bobina 42 mm plano 3/101520, cantidad 4.

Trampas para la banda de 15 metros = 42 espiras, largo apróximado de la bobina 66 mm plano 4/101520, cantidad 4.

Los capacitores en paralelo de cada bobina se realizarán como se ve en cada uno de los planos anteriores. Como se trata de una capacidad repartida en relación a los elementos y a los bobinados, las dimensiones de estos tubos-capacitores son muy importantes y deben ser imperativamente respetadas.

La longitud del tubo-capacitor para el elemento radiante, es de 210 mm para las trampas de 10 metros, plano 1/101520 y de 232 mm para las trampas de 15 metros, plano 2/101520.

La longitud del tubo-capacitor para los elementos director y reflector, es de 170 mm para las trampas de 10 metros, plano 3/101520 y de 210 mm para las trampas de 15 metros, plano 4/101520.

El diámetro de los tubos-capacitores es de 25 exterior y 22 interior.

Para evitar la excentricidad y para mantener una adecuada rigidez del conjunto, se dispomdrán en el interior 4 arandelas asislantes que tendrán un diámetro exterior de 22 y un diámetro interior de 16, ver detalle en el plano 7/101520

la fijación del tubo-capacitor y su conexión eléctrica al elemento de la antena se efectúa en un solo lado, en el punto indicado en los planos como LINEA CENTRO FIJACIÓN TUBO-CAPACITOR mediante un tornillo autorroscante de acero inoxidable con arandela de estrella. éste tornillo se situará a 40 mm sobre el elemento radiante partiendo de la bobina y a 30 mm del extremo del tubo-capacitor, la parte "abierta" del capacitor es orientada hacia el extremo del elemento radiante.

Los extremos de cada trampa se obturan mediante dos trozos de macarrón termorretractil para asegurar la estanqueidad. Se hacen algunos taladros de 5 mm de diámetro en la parte inferior del tubo-capacitor, para permitir la evacuación de una eventual condensación. Ver foto 1.

Foto 1
Foto 1

El aspecto general de la antena queda como en el plano 0/101520. El "BOOM" es un tubo de aluminio de diámetro exterior 35 mm por 2,5 mm de espesor. Los tubos centrales de los elementos reflector y director son tubos de aluminio de diámetro 22 mm por 1,5 mm de espesor; se fijan por su parte central al "BOOM" por una fijación no aislada. Por el contrario, el tubo principal del elemento radiante está constituido por dos tubos de 1.800 mm de longitud cada uno, ensamblados mediante un machón aislante, plano 8/101520, y fijado igualmente al "BOOM" de manera que quede aislado del "BOOM"

Para el mochón y el casquillo se deben respetar las medidas que aparecen en el plano de mecanizado 7/101520 y prestar atención al material, en mi caso fue de naylon 6.6.

Las dimensiones de los elementos y la separación entre elementos están directamente indicadas en el plano 0/101520, así como los planos de piezas relacionadas.

A los tubos principales de los tres elementos se les practicará en los extremos un corte con una hoja de sierra, en cada uno de estos extremos se colocará un brida roscada de acero para ajustar y apretar los tubos de 16 mm que contienen las trampas. Ver detalle.  

Detalle
Detalle

La fijación del "BOOM" al mastil rotativo mediante bridas y bulones, se hará debajo del balun, es decir, a unos 1580 mm del elemento director.

El BETA-MATCH de adaptación se puede ver en el plano 11/101520.

Se trata especie de horquilla, plano 12/101520, cuyos extremos, con terminales, se fijan mediante tornillos y abrazaderas sobre el tubo central, RADIANTE, ver foto 3 para más detalles, en la foto 4 se puede ver el detalle del separador aislante. En mi caso utilicé hilo forrado de 3 mm de diámetro, plegado a las dimensiones que figuran en el plano 12/101520.

En el punto nodal del BETA-MATCH se suelda una pequeña escuadra de latón que irá atornilla al "BOOM" plano 13/101520 y foto 2.

El BETA-MATCH se debe montar paralelo al "BOOM" a 30 mm de separación, utilizando tres seportes de material aislante como se ve en la foto 4.


Foto 2
Foto 2
Foto 3
Foto 3
Foto 4
Foto 4

Se puede ver en la foto 2 el montaje del balun y su fijación al "BOOM".

Su construcción se puede ve en el siguiente enlace. CONSTRUCCION DEL BALUN.

 

Las características de ésta antena son las siguientes:

 

*Ganancia en la dirección privilegiada en relación a un dipolo = 8dB.

*Relación adelante-atrás = 25dB = 1,5:1 a resonancia; pudiendo alcanzar     2 a 2,5:1 en los extremos de la banda.

*Impedancia en el conector del coaxial = 52 Ω.

 

La longitud de los elementos indicados en el plano 0/101520 constituye un compromiso para las subdivisiones de telegrafía y fonía de las bandas de 10, 15 y 20 metros. Si se desea favorecer la emisión en la franja de telegrafía, se alargarán ligeramente los elementos haciendo deslizar los tubos de las trampas en el interior de los tubos principales, teniendo presente que después se deberán apretar las bridas de acero para fijar correctamente la posición.

Por el contrario, si se desea faverecer las bandas en fonía se acortarán muy ligaramente los elementos en relación a las medidas que figuran en el plano 0/101520.

 

A continuación se añaden algunas fotos tomadas durante el proceso de construcción de la antena ya que, siempre viene bien para aclarar posibles dudas.