Proyecto experimental

Antena de cuádruple cuadro para la frecuencia 1.2 GHz.

Tony Capoccetti – LU7DTS - Septiembre 2009 Propósito de la experiencia

El objetivo del proyecto fue de realizar una antena de cuadro cuádruple convencional pero utilizando cinta de cobre de 3/16” de ancho en lugar de alambre de cobre de 2 a 3 mm. de diámetro. El uso de la cinta de cobre facilita la realización de la antena porque es mucho mas sencillo respetar las medidas de los cuadros dado que es casi como dibujar la antena sobre un panel de plástico.

Materiales utilizados

• Dos paneles de acrílico espumado de 3 mm. de espesor de 360 mm. de largo y 120 mm. de ancho.

• Algunos retazos de acrílico espumado de mayor espesor (10 mm. aprox.) para soportes y refuerzos (ver detalles de armado de la antena)

• Cinta de cobre autoadhesiva de 3/162 de ancho y 35 micrones de espesor. Se utiliza en fabricantes de vitreax y se consigue en Veahcolor – E. Ravignani 1355 Capital – Tel. 011 4899 0455

• Dos pequeñas arandelas de cobre o bronce para reforzar el centro de la antena. • Chapa de zinc galvanizado de 40 cm. x 20 cm. de 1 mm. de espesor • 60 cm. de perfil L de aluminio de 10 x 10 mm. • Un soporte metálico de forma L similar al que se usa para vigas de madera. Será para preparar

el sostén de la antena. • Una abrazadera tipo “omega” para sostén de la antena. • 110 Mm. de tubo de cobre de 5/8” • 120 Mm. de coaxial RG 213 del que se utilizara solo el conductor central y el foam aislante. • Remaches tipo pop para colocar el perfil L de aluminio. • Cilindro de nylon o teflón para colocar y sostener el tubo de cobre. Puede ser también de

sección cuadrada. Se usara también para reforzar la parte trasera del plástico en el lugar donde va conectado el tubo de cobre y el coaxial al centro de la antena.

• Tornillos de bronce para madera de 1/16” por 20 mm. de largo. • Tornillos de bronce o acero galvanizado para sujetar el perfil L a la chapa de zinc y a la

abrazadera tipo “omega” • Pegamento para plástico tipo cianoacrilato. Yo utilice marca “Ciano” pero el tipo “La gotita” o

similar es lo mismo. • Un conector N (en mi prototipo se utilizo un conector BNC)

Detalles constructivos Para que tengan una idea de la forma final de la antena , les muestro una foto del frente de la misma.

Frente de la antena terminada Encintado del plástico De acuerdo a la experiencia obtenida lo primero que se debe hacer es el encintado de cobre con el diseño de la antena sobre el espumado de acrílico de 3 mm. de espesor. Las dimensiones son las que se detallan en la Figura 1. Cada cuadro tiene 59 mm. interior por lado para que la antena resuene a la frecuencia de 1.240 GHz.

59 m

m

59 mm

Figura 1 – Detalles y dimensiones de la antena.

Sobre el plástico se dibuja la antena a lapiz como se ve en la siguiente foto:

Detalle del diseño de la antena dibujada sobre el panel de plástico

La cinta de cobre se coloca por cada tramo recto. Los sobrantes se cortan mediante el uso de un cutter. En la siguiente foto se muestra la cinta de cobre colocada sobre panel el plástico:

Detalle de la cinta de cobre colocada sobre el diseño de la antena Tener en cuenta que en el cruce del encintado, y a los efectos de aislar los cuadros, se debe colocar un trozo de cinta de teflón o algún material similar pegado al plástico antes de superponer el otro lado del cuadro. Una vez concluido el encintado en cada vértice se debe colocar un punto de estaño para que tenga continuidad eléctrica dado que la cinta de cobre es autoadhesiva por lo tanto puede no hacer buen contacto eléctrico Concluido el encintado se debe realizar el pegado del otro trozo de espumado de acrílico. Antes de realizar este pegado, se debe cortar una pequeña ventana en el centro del mismo para luego realizar la soldadura del coaxial a la antena. En la foto siguiente se aprecia la ventana de acceso al centro de la antena para realizar luego la soldadura al coaxial.

Panel de proteccion pegado al panel de antena En el centro de los lazos, donde se hará la conexión con el coaxial, se debe reforzar mediante el uso de arandelas pequeñas de cobre o bronce. La ubicación de estas debe coincidir con las dimensiones de la conexión del tubo de cobre y del centro del coaxial. Para el pegado de este material se utilizo el pegamento cianoacrilato. Seguir las instrucciones de seguridad de manejo de este producto pues se pega fuertemente a la piel. El pegamento se debe colocar en todo el perímetro del plástico y en algunos puntos intermedios. Tener cuidado cuando se coloca el plástico de cobertura de hacerlo coincidente con el otro pues una vez pegado no será posible removerlo. Preparación de la chapa de metálica de zinc. La placa de zinc se usa como reflector y además como soporte de la propia antena. Para hacerla mas rígida la misma se colocara en forma transversal dos tramos de perfiles L de aluminio de 30 cm. cada uno en forma longitudinal y a unos 3 cm. de los bordes superior e inferior.

Detalles de la parte posterior de la antena. En esta foto se muestra los detalles de la colocación de los perfiles L . Para colocarlos se utilizo remaches tipo “pop” de 3mm. En el centro de la chapa se debe hacer un orificio de 10 mm. de diámetro para que pueda pasar el tubo de cobre de 5/8”. En la parte trasera se deberá colocar un soporte de teflón o nylon, que puede ser cilíndrico (de 30 a 35 mm. de diámetro) o cuadrado de aproximadamente 30 a 40 mm. de lado. Previamente se debe realizar un orificio de 10 mm. de diámetro y en un lateral un orificio mas pequeño para colocar un tornillo parker. Este tornillo permitirá, una vez ajustada la distancia del la antena al reflector, fijar la posición del tubo de cobre para que no se mueva. La fijación de este soporte plástico se hace mediante 3 o cuatro tornillos de bronce tipo madera de 20 mm. de largo desde el otro lado de la chapa de zinc cuidando que ambos orificios de 10 mm. de diámetro queden centrados. Por otro lado se deben realizar los orificios necesarios para la colocación del soporte metálico L necesario para el sostén de la antena. Tener en cuenta de colocarlo lo mas cercano posible al centro de la chapa (ver foto de la parte posterior) El soporte metálico ya deberá tener realizado los orificios necesarios para la colocación de la abrazadera tipo “omega”. También a una distancia de 170 mm. a cada lado desde el centro de la chapa y sobre el eje horizontal se hace un orificio pequeño para colocar un tornillo de sostén del separador de la antena al reflector. Ver la siguiente foto donde se muestra el separarador mencionado.

Detalle del separador El conector coaxial a la antena Para realizar el conector al centro de la antena se utilizara un tubo de cobre de 5/8” de diámetro, dentro del cual se colocará el interior (alambre central y aislante de foam) de un coaxial RG 213 según se muestra en la Figura 2

Como se ve en esta figura, este conector tiene 100 mm. de largo, mas unos 6 mm. de la punta donde se conectará a la antena y del extremo posterior tiene soldado un conector tipo N. La terminación del extremo anterior del tubo de cobre se muestra en la Figura 3.

La terminación del RG 213 se muestra en la Figura 4

Finalmente y para dar mayor rigidez en el centro de la antena donde ingresa el coaxial realizado con el tubo de cobre . en la parte posterior del plástico donde se montó la antena se debe reforzar con un trozo de espumado de acrílico de mayor espesor (por ejemplo 10 mm.) y de aproximadamente 40 x 40 mm. al que previamente se le habrá realizado en su centro un orificio de 9.5 mm. de diámetro para pasar el tubo de cobre. Este plástico se pegará con el mismo pegamento utilizado en la cubierta de la antena. Armado de la antena. Para el armado de la antena se deben tener ya preparados la antena y su cubierta de plástico, el reflector con todos los orificios necesarios realizados, incluido el soporte de teflón o nylon y el soporte de perfil L para sostén del conjunto. Colocar el tubo de cobre a través del orificio realizado en el reflecto y su soporte , y finalmente a través del plástico que sostiene la antena de manera que los dos conectores, el del tubo de cobre y el del centro del coaxial pasen por los pequeños orificios realizado donde se encuentran las pequeñas arandelas. Soldar la extensión del tubo de cobre y el conductor central de coaxial a las pequeñas arandelas de bronce o cobre teniendo cuidado no sobrecalentar para no dañar ni la cinta de cobre ni el plástico que la contiene. Una vez soldado el coaxial y el cobre a la los elementos de la antena. De deberá costar cualquier sobrante del tubo de cobre o del conductor del coaxial a los efectos que no sobresalgan de la superficie de la cobertura plástica. Luego se deberá tapar la pequeña ventana donde se realizó la soldadura con un trozo de espumado de acrílico de una dimensión que cubra la misma y sobre por los lados para poder colocar el pegamento.

La antena así montada se probara para su mejor rendimiento, buscando el mismo acercando o alejando el plástico que contiene los elementos de la chapa reflectora. Una vez obtenido el mejor rendimiento se ajusta el tornillo que quita el movimiento al tubo de cobre y se colocaran los separadores que además de fijar la separación darán rigidez a ambos lados de la antena cubierta en plástico. No me resta más que desearles un buen trabajo de construcción de esta antena. Cualquier comentario o consulta me escriben a lu7dts@atva.com.ar 73, Tony LU7DTS Septiembre 2009