La antena J-Pole es una antena vertical de 3/4 λ cuya adaptación de impedancias se realiza con segundo elemento de 1/4 λ
Su diagrama de radiación horizontal es onmidireccional (circular) mientras que el vertival presenta dos lóbulos uno e 0º y otro mayor sobre los 45º lo cual hace pensar que es una buena antena para cuando queremos emitir o revibir señales espaciales.
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| A la hora de elegir una antena vertical es interesante saber que diagrama de radiación es el que queremos. Para comunicaciones terrestres la 5/8 es la que presenta mas ventajas, por contra para satélites 3/4. Fuente: Understanding the 5/8 wave antenna |
Un caso práctico: J-Pole para 145 MHz
Se decide hacer un prototipo para 145 MHz con el fin de resolver los problemas prácticos, y si funcionaba hacer un par de extensiones para que trabajara en 137,5 para los satélites LoRa de esta banda.
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| Esquema de una antena J-Pole |
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| Resultado de J-Pole calculator para 145 MHz (2m) |
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La base se resolvió con una T de PVC de 32cm que es el diámetro del mástil que se dispone
Los radiantes se hacen con varilla roscada de zinc de 5mm (tienen mayor robustez que la de 4mm y no resultan pesadas) dado que las uniones que hay disponibles son de 5mm, basta con 2 de 1m.
La fijación a la T es con un tornillo+cable de unión de radiantes (un puente con dos conectores de 5mm de diametro interior) + unión+ radiador
Dos roscas con arandelas permiten ajustar la alimentación que de forma provisional se decide hacer con conectores. (Todo el material es de L&M y no llega a 5€)
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Aspecto de la antena antes de izarla, seguramente necesita al menos un separador en el extremo del radiador menor (adapta impedancias) |
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| Carta de Smith |
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| Reactancia |
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| Impedancia |
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| SWR |
Dado que en principio no se va a utilizar para TX y tampoco se tiene claro la frecuencia de trabajo no se ha ajustado la impedancia.
La sintonización se puede realizar ajustando la longitud del trozo de onda de 1/4 y la posición del punto de alimentación. Para aumentar la frecuencia de resonancia, acorte el trozo de 1/4 de onda. Para reducir la frecuencia de resonancia, alargue el trozo de 1/4 de onda.
Se recomienda utilizar algún tipo choke de RF e n el coaxial de alimentación:
- Son suficientes tres vueltas (para 145 MHz) del cable coaxial alrededor de un formador de 40 mm (tubo de PVC, etc.), o pegarlo con cinta adhesiva y colgarlo libremente. Cinco vueltas, 6 cm de diámetro para 70 MHz.
- Se pueden usar uno o dos clips de ferrita para VHF.
Al igual que con cualquier antena de alimentación balanceada, un choque de RF ayudará a evitar que la malla trenzada del cable coaxial irradie y se convierta en parte de la antena y, por lo tanto, afecte la ROE y el rendimiento. Puede verificar la efectividad del choque de RF tocando el coaxial debajo del Choque de RF y si la ROE cambia significativamente, es que es inadecuado.
AJUSTE DEL PUNTO DE ALIMENTACION
Alimentación en el punto calculado (50mm + 10mm)
SWR(142 MHz) = 1,827 SWR(145 MHz)= 1,696
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Alimentación en el punto calculado (50mm)
SWR(142 MHz ) = 1,793 SWR(145 MHz)= 2,032 |
Alimentación en el punto calculado (50mm - 10mm)
SWR(142 MHz ) = 1,931 SWR(145 MHz)= 2,299
PARA CONTINUAR
Se prueba con unas extensiones roscables de 8 cm y 2,75 cm en los radiales para hacer que trabaje en la banda de los NOAA y LoRa(137,5 MHz), que como se en las medida con nanoVNA funcionan a la perfección.
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| Z (Impedancia) |
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| SWR (Relación de Ondas Estacionarias - ROE) |
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| Carta de SMith |
Un caso práctico: J-Pole para 433 MHz
Se decide hacer un segundo prototipo para 433 MHz para los satélites LoRa de esta banda.
Las bandas son
- la de Lora de: 433,00-435,58 MHz fc=434,3 MHz
- la de los satelites Lora de: 400,4-450,2 MHz fc=425,4 MHz
- la de radioaficionados de: 430,00-440,00 MHz fc=435,0 MHz
Se calcula para 433 MHz y posteriormente se ajustará a la banda de trabajo recortando o poniendo prolongaciones
A= 49,7 cm
C=16,6 cm
D= 1,7 cm
SWR de la antena medido con nanoVNA
Carta de Smith de la antena medido con nanoVNA
Z de la antena medido con nanoVNA
Referencias:
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