TEMA: Espiras juntas o separadas ? + ó - diametro ?

Buenos días.

He aquí un monton de dudas sobre antenas. (Tengo más, pero las resevaré para otra tanda)

1.- Al hacer una antena con bobina de carga, ¿ en que influye la separación de las espiras ? es algo más facil hacer las bobinas juntas que separadas.

2.- ¿ En que influye el diametro de la bobina ?

3.- Está claro (Creo) que cuanta menos longitud de hilo en la bobina, la antena deverá de rendir mejor, porque lo que es el elemento radiante, es más largo.

4.- y si hacemos una antena vertical, con bobinas de carga, ¿ Es necesario que las bobinas del elemente radiante y del reflector o masa, sean iguales en longitud de hilo y de diametro ?

5.- ¿ Como se hace para calcular la potencia que aguanta una antena ?

Bueno, con esto ya sobra para hoy.

Gracias.

Aunque mi experiencia en antenas es limitada, quizás te pueda contestar algunas preguntas:

- La separación entre espiras de una bobina determina la capacidad que hay entre espiras, ya que a más juntas las espiras mayor capacidad entre ellas, y cuanto más separadas las espiras menor capacidad. Por otro lado, también tiene que ver con el factor de calidad de la bobina, y este a su vez con las pérdidas de la bobina (potencia que se gasta en calentar la bobina en lugar de radiarla al aire). Para conseguir el mayor Q posible, la relación entre la longitud de la bobina y su diámetro debe estar en torno a 0.5 - 2, tal y como puedes ver en esta página:

www.seed-solutions.com/gregordy/Amateur%...entation/HiQCoil.htm

- Con respecto a la potencia máxima de una antena, y sin haber hecho nunca cálculos similares, yo tendría en cuenta dos cosas: las pérdidas máximas de los diferentes elementos (hilos, bobinas, etc..) y la potencia que pueden disipar estos elementos (para que no se degraden o se fundan directamente), y por otro lado la diferencia de potencial entre los conductores para evitar arcos eléctricos.

Bueno, esperaremos que otros compañeros con más experiencia nos comenten...

Un saludo,

Manu

En lugar de respoder a tus preguntas directamente lo haré intentando razonar las respuestas.

Las antenas con bobina de carga rinden más cuanto mejor sea la bobina, como ya te ha dicho Manu. La bobina es mejor, Q, cuanto menor sea la resistencia del hilo y por tanto esto se consigue con hilos gruesos y mejor plateados que cobre esmaltado y mejor aún hilo de Litz grueso claro está. La forma de la bobina tambien influye, la relación diámetro longitud afecta al factor de calidad pero por suerte no es crítico. Por último, las espiras juntas o separadas. Separadas el grueso del hilo es lo que mejor suele ser para el factor de calidad de la bobina, el problema es que al separar las espiras baja el valor de autoinducción y por tanto necesitamos que la bobina sea más grande en tamaño para conseguir el valor deseado. Por tanto todos los parámetros que definen la bobina se tienen que elegir casi como solución de compromiso para obtener el mayor Q posible, pero esto que ayuda a mejorar el rendimiento empeora el ancho de banda, por eso digo lo de solución de compromiso.

El diámetro y la longitud afectan al valor de la autoinducción para un Nº dado de espiras. Ahora bien que el hilo en la bobina sea más o menos no afecta en sí mismo al rendimiento de la antena, sino que la posición de la bobina respecto del punto de alimentación de la antena requeire más o menos autoinducción para que la antena entre en resonáncia. Cuanto más pequeña sea la antena respecto de su longitud de onda mayor autoinducción se necesita y cuanto más alejada esté la bobina del punto de alimentación mayor autoinducción se necesita tambien, pero como estas antenas tienen impedancias bajas, menos de 12 ohmios si son muy cortas, cuanto más cerca esté la bobina del punto de alimentación más baja es la impedáncia (si no me falla la memoria). Como antes, esto también es una solución de compromiso que hay que encontrar entre el tamaño de la antena, impedancia de ésta y valor fabricable de la bobina. No esperes una ROE 1:1 para cualquier caso, esto no es posible si la antena es extremadamente corta respecto de la longitud de onda. En algunas antenas comerciales se usan hilos resistivos para aumentar la impedancia de la antena y conseguir una buena ROE a costa de reducir el rendimiento.

Las bobinas del elemento radiante y del reflector nada tienen que ver entre sí. No es necesario que sean iguales ni que estén en la misma posición. De hecho hay antenas con bobinas de carga que no usan contraantena con bobina, caso de las antenas de coche por ejemplo y estas antenas si se les pone un plano de masa con 8 a 12 radiales de 1 metro es suficiente.

De cuanta potencia aguanta una antena es una cuestión de calcular las corrientes y tensiones en la bobina para ver el diámetro de hilo que se necesita, si la bobina tiene condensador para hacer la antena multibanda entoncs la tensión que aguante el condensador en la frecuencia de resosnancia es otro factor a tener en cuenta. En fin, es un cálculo muy complejo para el que se necesita estar especializado y en esto no te puedo ayudar.

Para todas estas cosas los programas de simulación de antenas son muy útiles, ya que te ayudan a entender cómo afecta cada elemento en el diseño global de la antena. No te van a dar una solución que al construirla funcione tal y como se ha simulado, pero se aproximará bastante.

Espero haber aclarado más que liado la madeja.

ea4civ escribió:
Una cosa que me ha llamado la atención es eso de usar hilos resistivos, ¿no es trampa? Lo digo porque es casi como si en vez de tener antena tienes una carga, no se radia sino que se disipa.. menudo invento

Por cierto, estoy escribiendo el artículo del generador y puente de impedancias y estoy comentando lo de los barridos de frecuencia que me explicaste. En cuanto lo tenga te lo paso para que le des un vistazo (será ya después de semana santa).

Un saludo,

Manu

Hay muchas antenas que llevan una carga de equilibrio que permite de esta forma obtener grandes anchos de banda con ROE muy baja. La antena BEBERAGE y sus muchas variantes como la T2FD usan esta técnica. La ventaja el ancho de banda el inconveniente la reducción de eficiencia. ¿Pero qué es más importante para uno?. Las antenas para aplicaciones militares, embajadas, marina en general y otros servicios necesitan ancho de banda para que el ALE funcione bien, si esto se consigue a costa de un 25% de eficiencia se meten unos vatios más y arreglado el asunto.
Las antenas vehiculares militares que cubren de 30 a 88 Mhz utilizan materiales resistivos para amortiguar la resonancia de la antena a costa de pérdidas de unos 6 dB. Parece mucho, pero si haces un estudio de cobertura te llevas la sorpresa que 6 dB frente a la orografía del terreno no es nada en cobertura. En HF 6 dB es una unidad S, es decir en lugar de llegar S9 se llegaría S8, no parece un problema muy grande, hasta que esos 6 dB sean la diferencia entre llegar y no llegar.
Si pasamos a la práctica del QRP, cada dB perdido en el camino del TX a la antena y de ésta al aire es un sacrificio que no se puede uno permitir, por tanto para QRP lo lógico es buscar rendimiento. La decisión es de cada uno y sus posibilidades de ubicación, euros, vecinos, etc.

Lo del artículo me lo pasas por e-mail y le echo un vistazo encantado.

hola,

prueba la calculadora hamwaves.com/antennas/inductance.html

y observa como varia la frecuencia de autoresonancia de la bobina

separando/juntado las espiras. con esto ahorrarás muchas horas de soldador

73 eduardo