Mini whip - Antena de látigo míni

En Aliexpress y Amazon podemos encontrar varios modelos de Mini-Whip sin que realmente se conozca con seguridad que circuito incorpora y las características del mismo, tampoco he encontrado un analisis comparativos de los mismos, por los que he agrupado por su aspecto externo y las pocas caracteristicas que se facilitan.

Una antena activa muy conocida para las bandas LF, MF y HF (< 30 MHz) es la "MiniWhip" diseñada por PA0RDT y PA0NHC.

Las principales características de estas antenas son las siguientes:

  • Onmidireccionals es decir presenta la misma ganancia en todas las direcciones. Una antena como la You-Loop es direccional por lo que permite discriminar emisoras en frecuencias cercanas por su dirección respecto al receptor.
  • Polarización vertical. Existen tres tipos de polarizaciones que se usan con frecuencia en radiodifusión: vertical, horizontal y circular. Las emisoras que trabajan en bajas frecuencias suelen usar polarizaciones verticales  (grandes mástiles radiantes) por lo que esta antena es adecuada para estas frecuencias pues existe una discriminación por la polarización.
  • Activa. Es una antena activa por lo que requiere alimentación para su funcionamiento
  • Receptora. Las antenas pasivas cumplen la propiedad de ser recíprocas  es decir tienen el mismo comportamiento en recepción como en transmisión, en este caso no es posible usar la antena para transmisión.
  • Bajas frecuencias. El diseño del elemento pasivo y la circuitería la hace adecuada para trabajar en banda de frecuencias es (< 30 MHz). En las antenas pasivas la frecuencia de trabajo depende de las dimensiones físicas de la misma. 

ATENCION!: Asegurese de colocar el Tee-Bias de forma correcta pues si lo hace en sentido contrario dañara la etapa de entrada de su receptor de forma irreparable (Para saber mas)

Hay muchos modelos de esta antena en el mercado y tambien en diseños apra su montaje, vamos a ver algunos de ellos:


MODELO A (PA0RDT): SDR-RF Srudio 

Este es el modelo de mini-whip que adquirí en aliexpress por unos 10 €   y sobre el cual puedo comentar algunas cosas

  • La mini-whip la componen dos elementos:
    • La antena propiamente dicha compuesta por una placa receptora y el circuito de amplificación que van montados dentro de una cápsula de plástico transparente. La placa mantiene las dimensiones de la original dado que la placa en si es de 80x34mm y la placa metálica de la antena 45x30mm. El circuito parece que es el mismo pues mantiene un número de componentes similar 
    • (1 inductor, 2 semiconductores n JFET y un bipolar, 8 resistencias y 4 condensadores)
Diseño original de la antena


    • T-Bias que es un circuito electrónico que permite introducir la corriente de alimentación del circuito electrónico a través del cable coaxial de la antena.


T-Bias 


Curva de respuesta obtenida con naoVNA del Tee-Bias introduce una atenuación mínima de -4 dB a 50 KHz y máxima de -29 dB a 2 MHz, que como se observa no va nada fino.



  • Esta basado en los semiconductores 
    • J310 (J309) para la etapa de entrada, es un semiconductor de tipo JFET VHF/UHF Amplifiers N−Channel 
    • 2N3866A de Motorola (2N5109 en el original) para la etapa de salida es un semiconductor de  silicio de tipo NPN VHF-UHF amplifier transistor
Circuito original de PA0RDT Mini Whip



  • La antena necesita una buena toma de tierra, algo fácil de obtener hoy en día pues las instalaciones eléctricas modernas proporcionan una toma de tierra de calidad en cada uno de los  enchufes. La diferencia en el nivel de ruido de no tener a tener una toma de tierra conectada a la parte externa del coaxial es de entre 15 y 35 dB que lo cual es una diferencia muy importante. En otras palabras sin toma de tierra la antena es inservible
  • Como cualquier antena sus características mejoran sus prestaciones cuanto mas despejada esté y más alta esté sobre tierra.
  • Su comportamiento no es lineal por lo que hay bandas  en las que su comportamiento es excelente y otras que no tanto o hasta penoso.
  • Introduce productos de intermodulación que usted encontrará como emisoras fantasmas lo cual puede marear un poco incluso hacer que alguna emisora no pueda sintonizarse.
  • Puede usar una batería de 9V o una fuente de alimentación entre 9-15V en corriente continua. Si no usa baterias sino una fuente de alimentación cuide que esta no introduzca ruido adicional. Uno de los trucos es colocar una ferrita en el cable de alimentación a la antena.
  • Es indistinto que coloque el T-Bias cerca de la antena o cerca del receptor. Parece mas  práctico situarla cerca del receptor sobre todo si usa una fuente de alimentación
  • La alimentación es entre 9 y 15 V de corriente continua. A mayor voltaje seguramente mayor ganancia pero tambien mayores productos de intermodulación pues se suele trabajar en la parte no lineal de la cuerva de ganacia. Se pueden probar distintos voltajes.


La Mini Whip se muestra superior a la YouLoop en frecuencias bajas al conseguir mayores ganancias y mejores relaciones S/N (SEÑAL RUIDO) esta ventaja va disminuyendo a medida que aumenta la frecuencia. En VLF y LF su efectividad es clara.


Este es el modelo analizado que monta el 2N2866A Fuente: Aliexpress

Ciruito del amplificador en el que se ve a la izquierda la placa receptora y el J310  (negro en corma de semicilinfro), mas centrado el 2N3866A y a la derecha el conector SMA de salida

Detalle del J310

Reverso del circuito

Detalle del circuito

Existe una mejora de este circuito original de  PA0RDT debida a PA0FWM que reduce los problemas de los productos de intrmodulación usando el BF862 en lugar del J310 y el BFQ149 o 2N5883 en lugar del 2N3866


MODELO A bis

MODELO A - Bis  destaca el encapsulado más sólido y los conectores  coaxiales PL

Detalle del circuito dodne se distinguen las siluetas del FET (semiciliindro) y del bipolar (capsula metálica).

MODELO B (PA0NHC)

  • Mini antena activa de 50PA, minilátigo de antena activa de onda corta hembra SMA, receptor de Radio Mf/Hf/VHF (Miniwhip antenne conector SMA) 11€
  • Shotwave-antena activa MiniWhip de 10KHZ a 30MHZ, minilátigo HF LF VLF VHF SDR RX con cable portátil (Miniwhip active antenne con conector BNC) 9,83 €
    • De las fotos de estos dos modelos solamente se desprende que es un circuito de montaje superficial (SMD) pero no se distinguen los semiconductores que utiliza podrian ser BF998  (Transistores RF MOSFET N-CH DUAL GATE 12V VHF/UHF, se distingue por que tiene cuatro patas o conectores para su montaje superficial) en la etapa de entrada y el  BCX54 (Transistor bipolar NPN con tres patas y un soporte) en la etapa de salida o de potencia. Seguramente está basado en el esquema de PA0NHC o RA0SMS que usan una primera etapa con MOSFET. Según el fabricante.
      • El rango de frecuencia de funcionamiento de la antena es de: 10KHz-30MHz 
      • El rango de fuente de alimentación: DC 9-15V típicamente con 12V funciona de forma correcta.
      • La  potencia máxima de salida es de : >-15dBm. 


Se distinguen los dos semiconductores nombrados como Q1 y Q2


Detalle de la MiniWhip antenna

Posible esquema con el MOSFET y el bipolar, los diodos de protección, las dos inductancias, etc. Fuente: YO3KXL



Detalle del Bias Tee para alimentar a la miniWhip



MODELO B (MOSFET + BIPOLAR, montaje supercie)

Sencillo encapsulado casero de la antena mini-whip MODELO-B


Esquema del circuito de miniwhip desarrollado por Ra0SMS que usa un MOSFET como el BF998 y un bipolar BCX54 ( BFG591, 2N5109, KT922, KT913, KT606)

Con el modelo en nuestras manos tenemos que
  • Este modelo de  mini-whip la componen dos elementos:
    • La antena propiamente dicha compuesta por una placa receptora y el circuito de amplificación. La placa mantiene las dimensiones de la original dado que la placa en si es de 100x30mm y la placa metálica de la antena 55x30mm. Componentes: 2 inductores, 2 diodos en inversa, 2 semiconductores Q1: MOS Q2:BD?8C, 13 resistencias y 8 condensadores.
Curva de respuesta obtenida con nanoVNA del Tee-Bias (50 kHz-900 MHZ) en la que vemos que no introduce practicamente atenuacion y se mantiene plana con un ligero aumento con la frecuencia una atenuación máxima de -3,98 dB a 900 MHz 

Curva de respuesta obtenida con nanoVNA del Tee-Bias (50 kHz-100 MHZ) en la que vemos que no introduce practicamente atenuacion y se mantiene plana con una atenuación máxima de -0,3 dB

En esta apartado este modelo es superior al anterior que hemos tenido oportunidad de analizar, el unico inconveniente es que no viene cableado, pero eso tiene fácil solución


Espectros del MODELO B (PA0NHC)


Espectros del MODELO A (PA0RDT)

El modelo B presenta menos productos de intermodulación y casi 10dB más de ganancia (no se ha tenido en cuenta el Beas Tee) desde VLF hasta VHF

En resumen el modelo que hemos identificado por B de los vendidos por Aliexpress presenta u mejor comportamiento que el A, que unido a su menor precio lo hace la mejor opción.

MODELO B bis

MODELO - B bis  D3Z7, observe que en este caso hay una conexión para la toma de tierra (GND) que otros modelos  no tienen y que es imprescindible.  Esta versión usa BF998 y BCX54 (Les-Theresa Mini Whip Active Antena HF LF VHF SDR RX 10KHz-30MHz 12-15V con Cable Portátil BNC) .


MODELO B bisbis

Parece un modelo B bis sin encapsular. Este modelo se caracteriza por:

    • Montar un conector BNC en lugar de los SMA. 
    • incorporar un Bias Tee sin conectores de ningún tipo ¿?
    • En el circuito incorpora un diodo zener de protección de sobretensiones de alimentación limitándola a 12V.

Por otra parte la banda de frecuencias que dice recibir es la misma de 100 kHz a 30 MHz que los modelos anteriores dado que es una limitación de diseño así como la polarización vertical (Aunque se anuncia como VLF-LF -HF-VHF dificilmente va a cubrir de 30 a 300 MHz). 

El montaje superficial y los semiconductores que monta (BF998 y BCX54),  parecen confirmar que siguen el esquema del MODELO B.

El precio es de 8+2 gastos d e envio / 9,82 €, sin cableado.

 


Esquema aproximado del MODELO-B bisbis que monta BNC  que ademas de los dos diodos de protección en oposición LL4148, el MOSFET BF998y el bipolar BCX54, incorpora un tercer diodo (diodo Zener  BZV55C12 seguramente para lSIRVE DE PROTECCIÓN imitar la tensión de alimentación A 12 V)

 

Conjunto de antena activa mini-whip y bias-tee
Bias-Tee

Detalle del circuito de la antena activa



 

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