Antena Colinear de dois elementos para VHF

Em todo tipo de tráfego de VHF, seja ele móvel ou fixo, ficou provado que a melhor antena é a de polarização vertical. Ás vezes, um bom plano terra resolve o problema. No entanto, necessitamos de ganho, temos que elaborar antenas bem mais complexas. O projeto que apresentaremos aqui é, com ligeiras modificações, aquele sugerido por W9NGT (CQ, março de 1971). Nesta versão, elaboramos uma antena colinear, com polarização vertical alimentada em paralelo e em fase e, o que é mais importante, cada dipolo tendo um ganho de 3 dB. Sua facilidade de montagem de montagem, associada ao seu alto desempenho, nos incentivou tanto que resolvemos dar conhecimento a todos.

                                    DESCRIÇÃO GERAL

Se tivermos um dipolo simples, sua impedância no centro é baixa, ficando em torno dos 70 Ω. Ao associarmos outro dipolo, o qual será alimentado com a mesma linha, surge o problema da adaptação das impedâncias. A solução mais simples é a utilização de adaptadores balum. Á medida que novos dipolos são acrescentados, novas adaptações são necessárias. Na Fig. 1 temos quatro casos de antenas e os métodos utilizados para adaptação de impedâncias.

FIG 1 – Eis as ligações necessárias quando se deseja associar vários dipolos

Como vemos o problema de ajuste das impedâncias não é tão complicado assim. O sistema de três dipolos é de difícil solução pois, infelizmente, não temos no comércio brasileiro cabos de 85 Ω. Mas nas associações pares temos condições, aqui no Brasil, de facilmente conseguir os ajustes, pois temos os cabos de 52 e 75 Ω.

                                A ANTENA

Como cada dipolo nos dá em média 3 dB de ganho, optamos pela montagem de dois elementos que nos proporcionaria, na pior das condições, 6 dB de ganho. Além do mais a montagem física fica menor e mais simples.

                         LISTA DE MATERIAL

* Duas junções em “T” de plástico PVC (TIGRE) de 19,05 mm (3/4”) com rosca interna que serão suportadoras centrais dos dipolos e peça de fixação da haste suportadora (“boom”).

* 3 metros de tubo alumínio de 19,05 mm (3/4”) de diâmetro, com paredes finas que serão usados para fazer os dipolos e os suportes dos mesmos (“boom”).

* Um tubo de alumínio com 50,8 mm (2”) de diâmetro e que tenha 4 ou mais metros de comprimento, que servirá de suporte das antenas e adaptador de impedância dos dipolos.

* Duas chapas de alumínio de 3 mm de espessura com 10 x 15 cm cada uma, que serão usadas para a confecção do suporte para os dipolos.

* grampos em “U” para cano de 50,8 mm (2”) (escapamento de automóvel). Latão ou galvanizados.

* 4 grampos em “U” para cano de 19,05 mm (3/4”) (antenas de TV). Latão ou galvanizados.

3,5 metros de cabo coaxial fino de 75 Ω.

* 4 conectores machos coaxiais, sendo 2 com redutor para o de 75 Ω.

1 junção coaxial fêmea em “T” que vai ser usada para a interligação dos dipolos com a linha de alimentação.

* Cabo coaxial grosso de 52 Ω cujo comprimento seja o suficiente para ir da antena ao transmissor, com certa folga.

* 4 parafusos de rosca soberba, cabeça chata, galvanizados ou de latão, com 12,7 mm (1/2”) de comprimento, para a ligação dos terminais do cabo de 75 Ω aos lados do dipolo.

* 4 terminais de latão para serem soldados nas pontas do coaxial de 75 Ω e fixados aos dipolos.

* 4 tampões de borracha para cano de 19,05 mm (3/4”) e 1 tampão para cano de 50,8 mm (2”).

FIG 2 – Dois dipolos polarizados verticalmente constituem a nossa antena.

Como vemos pela fig. 2, a coisa é bem simples. Inicialmente tomamos o cano de 19,05 mm (3/4”) e recortamos todo ele em pedaços de 50 cm cada. A seguir, pegamos as junções de plástico em “T” e, com um canivete bem afiado, damos uma ligeira escareada por dentro dos plásticos na parte correspondente às suas roscas, para se evitar que se rachem ao se introduzir os canos de 19,05 mm (3/4”). Preparamos as pontas dos canos com uma lima e, com cuidado e batidas secas com um toco de madeira, introduzimo-los nos orifícios das junções, até que os canos encontrem o ressalto do fim da rosca. Assim preparamos os dois dipolos com seus respectivos suportes, observando as medidas da Fig. 2. Terminada esta operação, recortamos as sobras dos canos para que o comprimento final do dipolo seja igual a 953 mm.

Em seguida, com broca de 6,35 mm (1/4”) fazemos um furo no centro da junção “T”, exatamente entre os dois canos de cada dipolo. Este orifício nada mais é do que a saída para o cabo coaxial de 75 Ω que vem por dentro da haste suporte (“boom”) dos dipolos (Fig. 4). Os dois pedaços de cabo coaxial fino de 75 Ω deverão ter alguns centímetros a mais do que 1.700 mm. Preparamos uma de suas pontas pela retirada da capa plástica em ±15 mm; desfazemos a malha externa, retiramos 0,5 cm da camada de polietileno. Faremos assim duas pontas nas quais soldaremos os terminais de latão (Fig. 3).

FIG 3 – Ligação dos cabos terminais aos cabos

Prosseguindo, faremos dois pequenos furos de 3,175 mm (1/8”) na junção “T”, na parte onde vão encaixadas as varetas do dipolo. Estes furos ficarão ±1,5 cm dos extremos do “T” plástico (Fig. 4). Com uma broca um pouco maior, ou seja 108,7 mm (9/32”), alargamos o orifício no plástico somente. Assim faremos nos dois dipolos. Em seguida introduzimos os pedaços preparados de coaxial de 75 Ω pelo orifício central do “T” plástico e, com os parafusos de rosca soberba, aparafusamos com cuidado os terminais do coaxial (Fig. 4).

FIG 4 – Detalhe do encaixe das varetas do dipolo no "T" de plástico

Uma vez terminada a confecção dos dipolos, preparamos uma boa porção de araldite e colocamos os bordos ao redor dos canos e do “T”, assim como também na saída do cabo coaxial no centro da junção. Deixamos secar pacientemente por 24 horas. Enquanto isto, preparamos a placa de fixação com os grampos em “U” para prender os dipolos pelo suporte de 19,05 mm (3/4”) ao mastro principal de 50,8 mm (2”). Tomamos as placas de 10 x 15 cm e, com uma broca de 6,35 mm (1/4”) fazemos os orifícios dos grampos, segundo a Fig. 5, seguindo as dimensões dos próprios grampos.

FIG 5 – Fixação dos suportes ao mastro principal

Uma vez seca a cola, medimos cuidadosamente os cabos coaxiais de 75 Ω já fixados aos dipolos, considerando como sendo seu início a linha imaginária que passa pelos dois terminais, e seu fim o centro do conector coaxial em “T”, incluindo naturalmente o conector coaxial macho. A medida total é de 1.700 mm (Fig. 6).

FIG 6 – Ligação do cabo coaxial. A distância total será igual a 1.700 mm

Colocados todos os conectores nas pontas dos cabos coaxiais, trataremos de montar a antena. Seguindo a disposição e medidas da Fig. 2, fixamos as placas com grampos “U” e, com medições cuidadosas, fixamos os dipolos. Tomamos o cuidado de deixar os ramos de cada dipolo com a parte que foi ligada à malha do coaxial dirigida para cima. Alinhamos os dipolos perfeitamente, tanto no que se refere ao mastro principal como também verticalidade; se possível, de tal maneira que se olharmos por dentro do cano de um dos dipolos, veremos através do dipolo seguinte. Com fita plástica, fixamos os cabos ao mastro principal, fazendo nas saídas dos suportes dos dipolos pequenos arcos para que não fiquem forçados. Conectemos o cabo coaxial grosso de 52 Ω, que tem menos perda, ao centro do “T” coaxial e dali o levamos ao transmissor. Como vimos pela Fig. 2, deveremos deixar sobras no mastro principal. Na parte superior devemos deixar livres 50,8 mm (2”), e na parte inferior, 30 cm (12”). O restante da parte inferior do cano de 50,8 mm (2”) será usado como torre para a antena pois esses canos, quando inteiros, têm 6 metros de comprimento.

                                                   AJUSTES

Se obedecermos às medidas aqui fornecidas, não teremos nenhum ajuste a fazer. Sua ressonância é bastante ampla, ou seja, trabalha com 1:1 de R.O.E. desde os 144 até 146 MHz.