El
dipolo es la antena de mayor rendimiento que existe,
pues la casi totalidad de la energía que
le llega es radiada al éter. Pero hay un
muy pequeño detalle: el dipolo con los brazos
extendidos tiene una impedancia de 75 ohm, si lo
alimentamos con cable coaxil a un transmisor con
salida normalizada de 52 ohm tendremos una pérdida
por desadaptación de impedancias. Esto se
ve reflejado en la ROE (Relación de Ondas
Estacionarias) que es la energía que refleja
la antena a causa de esta desadaptación y
causa una disminución en el rendimiento de
la misma. Si bien en este caso la ROE es pequeña
(75/52=1,44), para los perfeccionistas ofrezco un
sistema de adaptación de impedancias conocido
como “red L” (ver fig 2), que tiene
la particularidad de poder calcularse sin una matemática
complicada, apelando a un método gráfico,
utilizando solamente lápiz, papel, regla
y escuadra.
Comenzaremos trazando en el centro
de una hoja de papel tipo A4 una línea de
75 mm (que representan los 75 ohm de la antena).
Denominaremos sus extremos A y B (ver figura 3).
Sobre esta línea marcaremos a los 52 mm (que
representan los 52 ohm de la impedancia a adaptar)
que denominaremos punto C. Apoyamos la regla sobre
esta línea AB y con la escuadra trazamos
dos líneas perpendiculares a ésta.
Una para arriba en el punto C (que representan la
reactancia inductiva de la red L de adaptación)
y otra para abajo en el punto B (que representa
la reactancia capacitiva de la red L). Vemos esto
en la figura 4.
En el siguiente paso tomamos los
lados de la escuadra y apoyamos los lados en los
puntos A y B de forma que el vértice del
ángulo recto que forman los lados, toque
el eje de la reactancia inductiva que nace del punto
C (ver figura 5). Este eje es interceptado en este
caso a unos 35 mm del punto C. Denominaremos este
punto como D. Estos 35 mm representan 35 ohms de
reactancia inductiva, esto es de la bobina de la
red L. Para averiguar la inductancia de la bobina
se utiliza la fórmula L = XL / (f . 6,28).
Aprovechamos estos cálculos par aclarar una
serie de conceptos sobre unidades de medida. Para
que la fórmula dé correctamente hay
que respetar las unidades. Esto es: la inductancia
L en Henrys; la frecuencia en ciclos / seg. y la
reactancia en ohms. En este caso tendríamos
L = 35 / (28.000.000 x 6,28) o sea L = 35 / 175.840.000
es decir L = 0,000 000 2 Henrys (ver figura 6).
Aquí tenemos un detalle de los submúltiplos
comúnmente utilizados. Tres ceros a la derecha
(e-3 en notación exponencial) son los milihenrys
y seis ceros a la derecha (e-6 en notación
exponencial) son los microhenrys. En este caso nos
da como resultado 0,2 microhenrys. La tabla de la
figura 7 nos da la cantidad de espiras necesaria
de alambre de 1 mm bobinado a espiras juntas sobre
una forma de 10 mm que puede ser una mecha, que
luego se retira. En este caso son 3 espiras.
Continuamos con nuestra hoja de
papel. Apoyamos la regla en el segmento AD y la
escuadra como muestra la figura 8. Desde el punto
A trazamos una línea que intercepte al eje
de la reactancia capacitiva. En este caso lo cortará
a unos 113 mm del punto B, en un punto que denominaremos
E. Estos 113 mm corresponden a 113 ohms de reactancia
capacitiva, que como en el caso anterior, deberemos
aplicar una fórmula para averiguar la capacidad
en pF. Esta fórmula es C = 1 / (6,28 x f
x XC).
En este caso tenemos C = 1 / (6,28
x 28.000.000 x 113). C = 1 / 19.869.920.000 C =
0, 000 000 000 050 Farads.
En la figura 9 tenemos el detalle
de los submúltiplos. Los tres primeros ceros
a la derecha son milifaradios. Los seis ceros a
la derecha son los microfaradios (µF). Los
nueve son nanofaradios (nF) y los doce picofaradios
(pF). Tenemos en este caso particular una capacidad
de 50pF, cuyo valor comercial más cercano
es 47pF. Nos queda entonces acoplar la red L a la
antena. En estas redes el capacitor va en paralelo
con la impedancia más alta, quedándonos
entonces como en la figura 10. Con esta red entonces,
la ROE será prácticamente de 1 a 1
siendo el rendimiento de la antena del máximo
posible.
Este método nos puede ayudar
en el diseño de adaptadores de impedancia
simples, teniendo en cuenta que provoca un desfasaje
(que no provoca una red pi) que en el caso de una
antena no tiene ninguna importancia, pero hay que
prever en el diseño de un splitter, por ejemplo.
El ángulo puede medirse con un transportador
en el ángulo CAD (ver la figura 8) y en este
caso es de unos 35 º.
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