ADAPTADORES DE IMPEDANCIA EN L

Hace un tiempo comentábamos, entre amigos, el buen desempeño de unos dipolos rígidos fabricados con caño de aluminio y montados en lo alto de la torre de transmisión. La mayoría experimentaron el de 10 M (28 Mcs) mostrado en la figura 1 y por mi parte monté uno para 15 M (21 Mcs) con el que trabajé en telegrafía en incontables estaciones de USA, dado que lo orienté hacia el NO.

DESARROLLO

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.

 
FIGURA 7
FIGURA 8
 
Autor: Guillermo H. Necco; LW 3 DYL
E-Mail: lw3dyl@yahoo.com.ar
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 5
 
FIGURA 6
 
FIGURA 9
 
FIGURA 10
 
PROMOCIONES