Diseño de Antena Portátil Yagi-Uda para VHF-UHF

Introducción
Ya que es muy difícil conseguir comercialmente una antena portátil para VHF-UHF en mi ciudad (como la famosa "Arrow"), decidí construir una antena casera como lo hice en el pasado con la mayoría de mis viejas antenas para HF y VHF. Mi meta personal fue tenerla lista para mis vacaciones en Cancún (del 2 al 8 de mayo de 1999) para operar desde el localizador EL61 usando el satélite AO-27. El desempeño de la antena fue excelente y logré muchos contactos durante mi estadía en Cancún y lugares cercanos. Desde entonces la he usado desde mi casa y cada vez que tengo la oportunidad de estar afuera de mi localizador (EK08mu). En 1999: EK09, EL00 y EL61; en 2000: EL60 y EL61; en 2001: EL61, EL50, EL51, EK06, EK07 y DK96.
He probado exitosamente esta antena con los satélites AO-27, SO-35, UO-14, FO-20, FO-29 y AO-10 ...por favor ve las actualizaciones y fotos mas abajo.
Software
El programa de software en GWBasic que usé para diseñar mi doble Yagi-Uda para VHF y UHF fue desarrollado por Guenter Hoch, DL6WU. Está disponible para descargarlo directamente aquí (80 kB):
Descargar programa de diseño para Yagi-Uda por DL6WU
En el caso de que al solicitar la descarga se te pida una contraseña o identificación de usuario, por favor escríbeme un mensaje por e-mail. Te enviaré directamente a tu dirección electrónica el archivo comprimido. Algunas veces el servidor rechaza la solicitud de descarga de archivo.
Para usar este programa por favor sigue estas instrucciones:
1. Descomprime el archivo antenne.zip en una carpeta nueva en tu computadora.
2. Con el explorardor de Windows trata de correr el archivo Antdl6wu.bas
3. Si aparece un cuadro de dialogo pidiendo el programa para correrlo, has click en "otro" y entonces selecciona el archivo Gwbasic.exe
4. El programa deberá estar funcionando ya dentro de Windows 95, 98 o NT en una ventana separada. Por favor has un click adelante de la pregunta Y/N y teclea Y y enter. Ya estás en el programa; sigue las instrucciones y dale los parámetros de diseño.
Detalles de Construcción
Suponiendo que has descargado el programa y que está corriendo correctamente, lo que puedo compartir contigo (para ahorrar tiempo) son los resultados del programa para los parámetros específicos y el material que tuve disponible en casa:

• Frecuencia central en VHF: 145.850 MHz
• Frequencia central en UHF: 436.800 MHz
• Número de elementos: 8 en UHF (10.5 dBd de ganancia), 4 en VHF (6.46 dBd de ganancia)(mas larga y pesada que la Arrow pero todavía portátil !!)
• Diámetro del Boom: 22 mm
• Diámetro de los elementos y del tubo del acoplador gamma: 9 mm
• Longitud de los elementos en VHF: R=1017 D=972 D1=917 D2=906
• Espaciamiento de los elementos en VHF: R a D=380, D a D1=162, D1 a D2=370
• Longitud de los elementos en UHF: R=349 D=325 D1=303 D2=298 D3=292 D4=287 D5=285 D6=282
• Espaciamiento de los elementos en UHF: R a D=127, D a D1=54, D1 a D2=123, D2 a D3=148, D3 a D4=173, D4 a D5=193, D5 a D6=207
• Los reflectores están montados a 15 mm (VHF) y 25 mm (UHF) desde el centro del reflector correspondiente hasta el extremo del boom (gracias a XE1YJS por la correción ! - Febrero 2, 2002).

OBSERVACIONES: Todas las dimensiones están en milímetros, todos los elementos están hechos de tubo de aluminio, R=reflector, D=excitado, D1 to D6=directores, todo el espaciamiento entre elementos es de centro a centro, los elementos están montados sobre el boom y (no a través del boom) y no están aislados del boom.
Usé una barra de teflón (430 mm de larga, 100 mm insertados dentro del boom ) como soporte manual...o puedes usar lo que tengas disponible -por supuesto, no conductivo-.
Usé esos diametros en los tubos de aluminio porque fueron los que tuve disponibles en casa, pero te recomiendo mucho usar tubos mas delgados (quizá barras) para que la antena no sea muy pesada...tu brazo te lo agradecerá en caso de que te guste tener comunicados largos. Si haces cambios, no olvides re calcular con los diametros reales de los elementos y del boom.

El Acoplador Gamma
Ahora vamos a la parte "difícil"...el acoplamiento entre el cable coaxial y el punto de alimentación de los elementos excitados. Ya que se trata de una antena portátil a ser utlizada muy cerca del transreceptor, decidí ignorar las pérdidas del cable coaxial BELDEN RG58 A/U porque solo puse 1200 mm de cable entre el conector de antena del radio y cada elemento excitado.
También decidí seguir el viejo y confiable método de acoplamiento conocido como gamma. Lo he usado siempre con excelentes resultados y porque no utilizo capacitores adicionales sino que instalo un tramo desnudo de RG8 o RG213 o RG214 como capacitor de acoplamiento, el cual está insertado en un tramo pequeño de tubo de aluminio. Este tubo tiene una banda de aluminio que hace la conexión entre el tubo del gamma y un brazo del elemento excitado. El coaxial desnudo significa un tramo de cable coaxial sin la cubierta externa de plástico y sin la malla de blindaje....

(Feb.18, 2001): La pregunta mas frecuente de los amigos que han duplicado esta antena está relacionada al acoplador gamma. Uds. lo pidieron muchas veces, así que si necesitan un dibujo simple, por favor hagan clic aquí.

Por supuesto, puedes usar cualquier otro método de acoplamiento, pero en el caso del gamma, a continuación está la información que te ahorrará tiempo:

• VHF: longitud del tubo de aluminio para gamma=150 mm, longitud total del coaxial desnudo=230 mm, longitud del coaxial desnudo dentro del tubo de aluminio=68 mm, banda de aluminio (haciendo corto circuito entre el tubo del gamma y el elemento excitado) situada a 310 mm desde el centro del boom, separación entre el tubo gamma y el brazo excitado=30 mm (centro a centro ).
• UHF: longitud del tubo de aluminio para gamma=50 mm, longitud total del coaxial desnudo=68 mm, coaxial desnudo dentro del tubo de aluminio=20 mm, banda de aluminio situada a 84 mm desde el centro del boom, separación entre el tubo del gamma y el brazo excitado=20 mm (centro a centro).
• Muchas gracias a Marcin Korona, SP8UFX por sus observaciones para corregir un par de importantes dimensiones en el gamma de UHF ! (May 15, 2001).

 

En el caso de que desees hacer un ajuste fino a la ROE y suponiendo que cuentas con el medidor de ROE adecuado, puedes introducir o extraer el coaxial desnudo y/o mover hacia adelante o hacia atrás la banda que hace corto circuito entre el tubo del gamma y el elemento excitado.

La Recompensa
Bueno, después de tanto esfuerzo, las buenas noticias...si duplicas la antena descrita, te garantizo que obtendrás una ROE menor a 1.3:1 en ambas frecuencias centrales y no mas de 2:1 en los extremos de las bandas.
No pude medir la ganacia frontal pero debe estar cerca de la teórica; de cualquier forma, solo apunta tu antena al AO-27, SO-35, UO-14, FO-20, FO-29 o AO-10 y estoy seguro que estarás satisfecho con su desempeño.
OK, como habrás notado no escribí acerca del diplexer. Esto es porque uso dos radios. Voy a construir un diplexer pronto; si trabaja como lo espero publicaré el diagrama del circuito y sus detalles de construcción.

Espero disfrutes la construcción de esta antena tanto como yo...73´s de XE1MEX....Alex

ACTUALIZACIONES

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NUEVO !....La misma antena antes descrita está instalada ahora en la punta de la torre reemplazando a la antena helicoidal que está en reparación. La antena está a una elevación fija de 30º pero instalada en un segundo rotor para controlar la polaridad...los resultados son muy buenos...debieras intentarlo de esta manera también, solo por diversión o para accesar en forma barata a los satélites AO-27, SO-35, UO-14, FO-20 and FO-29 !!. Disculpa, olvidé mencionar que finalmente no construí ningún diplexer...compré un Diamond MX-72D mismo que está instalado abajo del rotor y protegido contra la intemperie de manera apropiada con una botella de plástico. De esta manera tengo un solo cable coaxial alimentando ambas yagis. Ver la foto en la parte inferior de esta página.
EXTRA !!....El 4 de Junio de 2000 hice mis primeros contactos a través del FO-20 y FO-29 usando el arreglo mostrado en la foto de la parte inferior de la página. La yagi hecha en casa trabaja también para la recepción de todos los satélites digitales. Pienso que no está nada mal trabajar 5 diferentes satélites con la yagi portátil casera...por supuesto que puedes agregar elementos para tener mas ganancia introduciendo los parámetros de tu gusto al programa de diseño.

FLASH !!!....El 20 de Agosto de 2000, hice mis primeros contactos a través del AO-10 usando SOLAMENTE mi yagi cruzada como se ve en la parte inferior de esta página (la yagi de 16 elementos no se usó). Fué otro acontecimiento para mi yagi hecha en casa. Aunque la distancia al satélite fue "corta" (a unos 8000 kilómetros), fue muy excitante comunicar via AO-10 con solo 20 watts y 8 elementos en la subida de UHF y recibir con solo 4 elementos en la bajada de VHF. El transceiver usado fue mi ICOM IC-706 MKIIG. ¿ Qué mas puedo decirte de mi yagi cruzada hecha en casa ?...debieras probarla...es barata, portátil y trabaja con por lo menos 6 satélites analógicos. Estoy seguro que sus resultados son buenos con los satélites digitales pero en este momento no manejo este modo.
El Diplexer....No lo construí hasta ahora, pero conseguí información interesante y prometedora para construirlo. Por favor navega a la página de Lee Devlin, K0LEE la cual contiene el Microduplexer diseñado por Chuck Duey, KI0AG.
Solo para tu información: Durante el año 2000 tuve 554 exitosos comunicados por satélite usando esta antena via AO-10, UO-14, AO-27, FO-20, FO-29 y SO-35.
Sus comentarios serán muy agradecidos: xe1mex@hotmail.com

Antena de panel UHF

Medidas de las antena de panel UHF

http://parabolicacaliente.blogspot.com/2009/04/medidas-de-las-antenas-uhf.html 

Ok Anteneros Conversando electrónicamente con un grupo de amigos de la Isla me propusieron algo que tiene cierta lógica y es repetir esto post que fue uno de los primeros que hice en este blog por le mes de marzo creo que fue ya que muchos compatriotas entran en el blog y ni se enteran de que hay un archivo de post.
Además también se perfectamente que la internet en Cuba hay que explotarla al máximo y muy poquísimo tiempo y que no se pueden regodear en la red como hacemos aquí en fin que de nuevo repetiremos este post donde van las medidas de la panel UHF...
Como verán esta antena posee 4 dipolos en forma de dos V invertidas como ya explicamos ok y estos se pueden hacer de alambre de cobre del 10 que es un alambre bien grueso y al ser de cobre es fácil de doblar. estos dipolos irán uno debajo del otro por lo que al dipolo de arriba le llamaremos A y así en dirección hacia abajo le llamaremos B,C y D. a los otros 3

Comenzaremos por decir que la distancia entre todos ellos es de 20 cm ósea entre los dipolos A y B hay lo mismo que entre B Y C asi como C Y D y los mediremos desde el centro mismo del aislante por lo que trataremos que los 4 aislantes sean iguales y tengan los huecos a la misma distancia, esto es vital….( VER IMAGEN ) como logramos esto? pues a la hora de taladrar los huecos pues los hacemos a los 4 aislantes a la misma vez cosa que todos los cuecos donde iran los tornillos nos quedaran a la misma distancia
Todos los dipolos van montados en un aislante que puede ser plástico o baquelita pero eso si la distancia que debe haber entre un lazo tipo V y el que tiene justo al lado opuesto debe ser de 4 cm entre ellos atornillados al aislante con tornillos de métrica 5 con arandela y tuerca. ( es vital un buen contacto)
Ahora cada lazo en V tiene una longitud a partir del tornillo que lo sujeta hasta la punta que es de 10 cm con una abertura en la V de 16 cm entre alambre y alambre igualmente esta medida será para todos los lazos ( estamos hablando de 8 lazos 4 a cada lado de la barra sostén)
Los aislantes con los lazos fijados a su vez van montados en una barra que si es de metal debemos tener cuidado que nunca estos tornillo que agarraran el lazo al aislante, hagan contacto ninguno por detrás con la cabeza ....ni con la arandela ¡ojo! con esto para eso es precisamente el aislante para obligar que cada lazo este fuera de contacto con el resto de la antena solo con el del tornillo que lo va a sujetar lógicamente .( VER IMAGEN)
Ahora bien por ejemplo si tenemos la posibilidad de utilizar en vez de metal una barra de plástico duro o Baquelita, y si también tenemos la suerte de que esta barra tenga un ancho de 10 cm resolveremos 2 problemas de un tiro ya que no necesitaremos instalar ningún aislante la misma barra plástica fungirá como tal de forma que los tornillos irían directos a esta barra, sujetando los lazos y no habrá ningún tipo de problemas de contacto ni nada pero se hace la aclaración por si usan algún tipo de angular de aluminio etc.... hay que estar a la viva.( VER IMAGEN)
Ahora veremos la conexión que hay que hacer entre los 4 dipolos para que estén todos en línea...... bueno al mismo tornillo que sujeto al lazo metálico A pues le conectamos un alambre de cobre rígido de 14 que ira al tornillo opuesto del dipolo B o sea el que le sigue de bajo y del otro tornillo de A hacemos lo mismo hacia el tornillo opuesto de B de forma que un alambre conector cruzara por encima del otro (ver figura) pero ojo.....no pueden hacer contacto de ninguna manera un alambre con otro, cuando pelemos los alambres debemos ser listos y tener cuidado de dejarle el plástico que los cubre ( espagueti) justo en el tramo del lugar que se cruzan así no corremos riesgo de contacto por ráfaga de aire., por eso es que se usa preferiblemente alambre eléctrico y no cable porque el alambre es rígido completamente.( VER IMAGEN)
Partiendo de B vamos al dipolo C.... pero ojo!.....esta vez no lo cruzaremos sino iremos hacia abajo de forma recta... o sea buscando el tornillo de B al tornillo de C que tiene justo debajo todo recto y lo mismo hacemos del otro lado luego partiendo de C iremos hacia el dipolo D y aquí si cruzamos repitiendo la misma combinación que hicimos de A hacia B quedando la conexión recta solamente en el tramo que va del dipolo B al C.( VER IMAGEN )
Ok hasta aquí ya tenemos lo básico de la antena ya desmenuzado ahora vamos al reflector que es en este caso la malla que va por detrás y esta será del tamaño que quieran darle siempre y cuando cubra por detrás a los 4 dipolos anteriores suficientemente, ahora bien lo que si debemos estar claro es que esta malla debe ir despegada de los dipolos a 11 cm de separación solo eso mas nada por lo que una malla rígida seria fácilmente sujeta al tubo por dos presillas y el viento no la doblaría. algunos fabricantes usan varillas pero a mi me gusta mucho la malla. al menos hablo desde mi experiencia particular.(VER IMAGEN)

Por ultimo la conexión del cable en el caso que tengamos un amplificador de interior o simplemente no tengamos pues este cable que ira a nuestro TV saldrá justo del medio de la parte recta de los dos alambres conectores que bajan del dipolo B al C de ser posible esta unión tratar de estañarla toda para que halla un empate como dios manda y no se corra el riesgo que se afloje, ni que haga falso contacto con el agua y el cobre..... estañarlo es la idea mejor.( VER IMAGEN )
Solo agregar que si usamos algún Booster o amplificado de mástil debemos conectarlo a 3 metros en el mástil y partir que utilizaremos un balun o circuito atenuador en el mismo lugar osea al medio entre B y C igualmente con los tornillos en este caso hacia arriba para que el agua corra por gravedad y no entre hacia el circuito en descenso.
Esta placa atenuadora previamente la pondremos en algún cofre plástico para evitar la inclemencia del tiempo ( VER IMAGEN) en Cuba usábamos jaboneras y le abrimos los orificios del mismo diámetro del coaxial cosa que entrara apretado o justo y así evitar entradas de agua.
VIDEO ILUSTRATIVO DE LA FABRICACION DE UNA ANTENA DE ESTE TIPO USANDO UNA TABLA DE MADERA Y PERCHEROS COMO DIPOLOS  Ver video