Antena exterior logarítmica UHF/VHF : Metronic 425010 - II Modificaciones

En una entrada anterior hemos descrito la antena comercial de bajo coste Metronic 425010 (LPDA Array de Dipolos Logaritmicos Periódicos) pensada para la recepción de los canales de TV en VHF  y UHF desde el punto de vista teórico y hemos medido su comportamiento.

En esta entrada se experimenta con ella para adaptar su comportamiento a nuestras necesidades

Ampliar el ancho de banda

Dado que el soporte tiene un espacio libre en la parte posterior que se usa para la conexión, la placa de soporte que hace de corto, se ha pensado instalar un nuevo par de elementos.

Siguiendo el metodo de calculo de Orneta para  el elemento 17º, que permitiría ampliar la banda de recepción por la parte inferior del espectro se ha aplicado la siguiente fórmula para el par su  longitud  seria de l/𝜏 a una distancia de separación de d/𝜏 

Así con un radiador adicional en el extremo final de 509mm situado a 121 mm llegariamos hasta los 148 MHz, con lo que incluiriamos la banda marina y nos acercariamos a la de radioaficionados de 2m.

λ (m) teorica = c (299,7925) /f MHz =>148 MHz 

λ (m) real = c (299,7925) /f MHz /K (0.93) => 137,7 MHz

Rehaciendo los calculos tenemos que apra una 𝜏=0,857 y una 𝜎=0,081

Impedancia Z de la log con stub y 34 elementos

Reactancia X  de la log con stub y 34 elementos

Carta de Smith con stub y 34 elementos

Z y X  con los 16 dipolos de fábrica

Z y X añadiendo el dipolo 17

Diferencia de Z y X sin y con el dipolo nº17. Con dipolo tiene un mejor comportamiento en la banda de 140-170 MHz

Faltaría añadir una simulación del comportamiento de ambas antenas

STUB Terminal

La antena no lleva stub en su lugar se unen los dos apres en el extremo mediante la placa metálica de anclaje.

Un estub mejora las corrientes estáticas

Se ha pensado añadir un stub terminal de 1/8 de longitud de onda mas baja usada para 148 sería de 0,50m que por un coef. de velocidad de 0,66 seria un coaxial de 330 mm

Reactancia X sin stub de 1/8. Se observa una mayor amplitud en la oscilación de la reactancia dentro de la banda teórica de trabajo (148 MHz - 1153 MHz), lo que indica que el stub es beneficioso 

Reactancia X con stub de 1/8

Impedancia Z  con stub de 1/4 

Reactancia X con stub de 1/4 . No se nota casi la diferencia respecto a l/8

Reactancia X en corto. Se observa una mayor amplitud en la oscilación de la reactancia dentro de la banda teórica de trabajo (148 MHz - 1153 MHz), lo que indica que el stub es beneficioso 

Se ha pensado probar con un stub terminal de 1/4 de longitud de onda mas baja usada para 148 MHz sería de 1,00m que por un coef. de velocidad de 0,66 seria un coaxial de 660 mm y comprobar su comportamiento así como con un corto.

Conclusiones usar stub es mejor que cerrar en corto o dejar en abierto el extremo del boot o antena. No se encuentra diferencia entre usar un octavo de longitud de onda de la frecuencia mas baja o un cuarto

Probar con balums 1:1 manteniento el stub, con balums 1:4 quitando el stub

Modificar el 7º elemento

Este elemento de 165mm resuena teóricamente a 454,5 MHz y lo usan las sub-bandas de VHF y UHF. Puede ser interesante cambiarlo por uno de 185 mm que resuene en 420 MHz una frecuencia intermedia entre la del 6º y el 8º y mas próxima a la banda de radioaficionados. Con esta modificación quedan más proporcionados los elementos 6y 8 respecto a 5 y 9.

Z y R de la antena sin el elemento 7º

Z y R de la antena elemento 7º 165mm 454 MHz (Original)

Z y R de la antena elemento 7º 175mm 437 MHz (ajustado)

Carta de Sith  de la antena elemento 7º 175mm 437 MHz

Z y R de la antena elemento 7º 185mm 420 MHz (calculado) 

LOs ajustes en una antena LPDA son complejos pues intervienen todos los elementos de la antena y la mejor forma de calcularlos es con un programa de simulación de antenas. Pero en este caso se comprueba que poniendo un dipolo calculado para la frecuencia deseada mejora la impedancia del conjunto para dicha frecuencia en este caso 420 MHz

Trabajar con el modulo de radioastronomia de SDRAngel

Para leer mas

• Antena logaritmo periodica o  logperiódica 

Referencias

• Some Notes on LPDA Stubs L. B. Cebik, W4RNL (SK)
• Brew balun collins (cable)
• Diseño y Fabricación de una Antena Log- Periódica 200-1000 MHz Víctor Cruz Ornetta
• DESIGN AND INVESTIGATION OF A LOG-PERIODIC ANTENNA FOR DCS, PCS AND UMTS MOBILE COMMUNICATIONS BANDS Frantisek Hutira, Jan Bezek, Vladimir Bilik
• Analysis, design, and simulation of a Log Periodic Antenna for Mobile Communication bands 
• A note on the calculation of the gain of log-periodic dipole antennas
• Further comments on the design of log-periodic dipole antennas
• Comments on the design of log-periodic dipole antennas
• The design of log-periodic dipole antennas

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