Bitácora de actividades desarroladas por la "Asociación Clutural y Radioclub Moncofa" CV-01-068288-CS
ANTENAS DE LA BIBLIOTECA JEDI
ANTENA WINDOM para 40m y 50 Ohm
Esta entrega técnica detalla el diseño y análisis de un dipolo de alimentación descentrada (OCFD), optimizado específicamente para presentar una impedancia de 50 Ohm en la banda de 7 MHz (40 metros). A diferencia de los diseños tradicionales, el punto de alimentación ha sido ajustado para maximizar la transferencia de energía sin necesidad de transformaciones complejas en la frecuencia de diseño.
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Consideración Técnica: Debido a la optimización monobanda para 50 Ohm, este sistema diverge de la configuración Windom clásica multibanda. Aunque su resonancia principal es en 40m, es posible su operación en otras bandas mediante el uso de una unidad de sintonía (ATU), asumiendo las pérdidas por desadaptación resultantes.
BALUN 1:9 para EFHW No Resonante
La Antena de 16,2 metros: ¿Por qué esta longitud?
La antena de hilo largo de 16,2 metros (aprox. 53 pies) es extremadamente popular porque se considera una longitud no resonante. Al evitar la resonancia en las bandas de radioaficionados, la impedancia en el extremo del hilo no es ni demasiado alta ni demasiado baja, manteniéndose generalmente entre 300 y 900 Ohmios.
Al utilizar un Balun (Unun) 1:9, dividimos esa impedancia por 9, acercándola a los 50 Ohmios que espera nuestro equipo. Esto permite que el acoplador interno de la radio pueda ajustar la ROE en prácticamente todas las bandas de HF (80m a 10m) con gran eficiencia.
Configuración ideal: Balun 1:9 + 16,2m de radiador + Contraantena (o conexión a tierra). Para mejores resultados, el balun debe estar elevado al menos a 3-4 metros del suelo.
Caracterización del Balun 1:9 con NanoVNA
Un error común es dar por hecho que el balun funciona solo por haber bobinado las espiras. Para caracterizarlo correctamente con un NanoVNA y asegurar que tenemos una transformación real de 1 a 9, sigue este procedimiento técnico:
1. La Carga de Referencia
Como el balun es de relación 1:9, para que el NanoVNA (que es de 50 Ω) nos marque una lectura perfecta, debemos colocar una resistencia de carga pura en la salida del balun de:
50 Ω x 9 = 450 Ω
Nota: Puedes usar dos resistencias de 220 Ω en serie o una combinación que se acerque lo máximo posible a 450 Ω. Deben ser de carbón o película metálica (no bobinadas).
2. Medición de la Eficiencia y Ancho de Banda
- Calibración: Realiza un "SOLT" (Short, Open, Load, Thru) en el NanoVNA cubriendo de 1 a 30 MHz.
- Conexión S11 (Puerto 1): Conecta el balun al puerto 1 y la resistencia de 450 Ω en la salida de antena.
- Lectura de SWR: Una ROE inferior a 1.5:1 en todo el rango indica un buen diseño. Si la ROE sube mucho en 28 MHz, el núcleo está saturando o hay demasiada inductancia.
- Pérdidas de Inserción (S21): Si tienes dos baluns idénticos, conéctalos "espalda contra espalda" (Back-to-Back) y mide la pérdida en el puerto 2. Divide el resultado por dos para saber cuánta potencia pierde tu balun en forma de calor.
3. Verificación en la Carta de Smith
Al mirar la Carta de Smith, la traza debe estar agrupada en el centro. Si ves que la traza forma un círculo grande hacia los bordes, significa que tu balun está introduciendo reactancia (inductiva o capacitiva) y no está transformando la impedancia de forma pura.
Consejo de TRCMONCOFA: En antenas EFHW no resonantes, el coaxial suele actuar como contraantena. Si tienes problemas de "RF en el shack" (retorno de RF), instala un choke (choque de RF) a unos 2 o 3 metros de distancia del balun 1:9, nunca pegado a él, para permitir que ese tramo de cable ayude a la antena a sintonizar.
BALUN
Realmente los baluns son transformadores para RF, donde la relación de conversión de impedancias lo determina el cuadrado (N2) de la relación entre el número de espiras de sus dos devanados (primario y secundario), o lo que es inverso, la raíz cuadrada (√) de la relación de impedancias determina la relación de espiras necesaria.
Ejemplo: La raíz cuadrada de 4 es 2 (√4 = 2). Por lo tanto, para un balun de relación 4:1, la relación entre el número de espiras de sus devanados es 2 (N = 2). Es decir, si tiene 4 espiras en el devanado primario, debe tener 8 espiras en el secundario o viceversa.
La relación entre el número de espiras (N) es igual a la relación entre voltajes y corrientes en sus devanados. La potencia es la misma (P = V x I, sin considerar pérdidas) en ambos lados.
- Balun 4:1: Transforma impedancias cuatro veces (50 Ω ↔ 200 Ω). Si duplicamos el voltaje RF, la corriente debe bajar a la mitad (Ej: 100V/2A en 50 Ω pasan a ser 200V/1A en 200 Ω).
- Balun 9:1: La transformación de impedancia es de nueve veces (50 Ω ↔ 450 Ω). Como la raíz cuadrada de 9 es 3 (√9 = 3), la relación de espiras, voltaje y corriente será de 3:1.
Otra de las funciones críticas del balun es balancear un sistema de antena de dos polos con respecto al cable coaxial, evitando la irradiación en la línea (corriente I3) y reduciendo el ruido captado por el blindaje.
Comprobación técnica con NanoVNA
Para verificar la eficiencia de nuestro balun antes de subirlo a la torre, utilizaremos el NanoVNA siguiendo estos pasos:
1. Preparación de la Carga de Prueba
No podemos medir el balun "al aire". Debemos conectar una resistencia de carbón (no inductiva) en la salida del balun que iguale la impedancia esperada:
- Para Balun 1:1: Resistencia de 50 Ω.
- Para Balun 4:1: Resistencia de 200 Ω.
- Para Balun 9:1: Resistencia de 450 Ω.
2. Configuración y Medida
- Calibra el NanoVNA en el rango de frecuencia de trabajo (ej. 1-30 MHz).
- Conecta el puerto CH0 (S11) a la entrada coaxial del balun.
- Observa la traza de SWR (ROE): Debería mantenerse cercana a 1.0 en todo el ancho de banda.
- Verifica la Carta de Smith: El marcador debería situarse cerca del centro (50 Ω), lo que confirma que la transformación de impedancia es exacta.
Nota del Técnico: Si la ROE sube bruscamente al aumentar la frecuencia, revisa la calidad del toroide o la proximidad de las espiras, ya que podrías tener excesiva capacitancia parásita.
Guía Rápida FT8: Xiegu G90
Configuración paso a paso para radioaficionados
1. Identificación del Panel Frontal
Para operar con éxito en modos digitales, es fundamental conocer la ubicación de los controles de audio y filtros.
Esquema de controles: Fíjate especialmente en la tecla VM/ALC
2. Ajustes Críticos en la Botonera Inferior
| Tecla | Función Primaria | Función con [FUNC] |
|---|---|---|
| PRE/ATT | Preamplificador / Atenuador | --- |
| CMP / F-L | Compresor de voz | Filtro Digital (Ajustar a 3000Hz) |
| NB / AGC | Noise Blanker | AGC (Recomendado FAST o OFF) |
| VM / ALC | VFO / Memoria | Medidor de ALC (Clave para FT8) |
3. Configuración para el Modo Digital
- Modo de Radio: Seleccionar obligatoriamente U-DIG (USB Digital).
- Entrada de Audio: Entrar al menú (FUNC + POW) y seleccionar Input: Line.
- Volumen Line-In: Ajustar entre 10 y 15 para evitar distorsión inicial.
IMPORTANTE: Durante la transmisión, pulsa FUNC + VM para ver el medidor de ALC. Ajusta el volumen de tu PC hasta que la barra de ALC no se mueva. Un ALC de "cero" garantiza que tu señal sea limpia y fácil de decodificar.
4. Resumen de WSJT-X
- Rig: Xiegu G90 (o IC-7100).
- Baud Rate: 19200.
- PTT Method: CAT.
- Split Operation: Fake It.
- Potencia: Se recomienda no exceder los 20W en modos continuos.
Antena de Hilo Largo No Resonante
(End-Fed Random Wire)
Las antenas de hilo no resonante son una solución excelente para radioaficionados con espacio limitado o para operaciones en portable. En esta ocasión, analizamos el comportamiento de un radiante de 16.2 metros. La longitud de 16.2m es un punto neutro que no presenta resonancia en ningúna banda de radioaficionado y sus armónicos.
1. Modelado y Simulación
Se ha realizado el modelado previo para analizar el rendimiento de una antena de hilo de 16.2 metros de longitud, utilizando un Balun 1:9 operando en la banda de 40 metros (7 MHz).
2. Montaje y Componentes
Para la validación práctica, se ensambló un prototipo que incluye los elementos críticos para un correcto funcionamiento:
- Radiante de hilo de cobre. 16.2 m.
- Balun 1:9 para adaptar la alta impedancia.
- Acoplador manual de antena.
- Analizador Vectorial
3. Resultados y Conclusiones
El resultado obtenido tras las pruebas de campo es sumamente satisfactorio. Como nota importante, el extremo final del hilo debe situarse a una altura superior a los 3 metros respecto al suelo. Esto optimiza el rendimiento radiante y facilita significativamente el proceso de acoplamiento.
Figura: Gráfico de acoplamiento en la banda de 40 metros.
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