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Antena J

Antena J
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Antena J Pole.jpg
Concepto:Antena omnidireccional de media onda alimentada en un extremo.

La antena J, antena J-Pole, J-Pole o simplemente J, es una antena omnidireccional de media onda alimentada en un extremo que puede ser utilizada tanto en base, móvil o portable. No necesita plano de tierra o radiales. Es barata, sencilla y rápida de construir, al poder usar una gran variedad de materiales y técnicas.

Características

La antena J-Polo se compone de un radiador de media longitud de onda alimentado y por un cuarto de onda conectado a la malla del cable coaxial. Básicamente, la antena es un dipolo alimentado en un extremo y cortocircuitado. Tiene un patrón omnidireccional con un bajo ángulo de radiación.

El elemento de cuarto de onda actúa como transformador de impedancia a la de la línea de transmisión. El libro sobre antenas de la ARRL describe dos configuraciones de la antena J-Pole: un talón de la versión libre y una versión de corto-trozo. La imagen muestra las dos configuraciones. Una conectada directamente a una línea de baja impedancia (50 Ohmios) y otra alimentada con una línea abierta de 200 a 600 Ohmios. Esta última configuración puede sustituir la línea abierta por un balun relación 4:1 y un cable coaxial de 50 Ohmios. Esta obra recomienda la alimentación directa con cable coaxial de 50 ohm, por dar mejores resultados y por su acoplamiento con objetos cercanos.

El Dr. John S. (Jack) Belrose, VE2CV, interesado en las antenas J-Pole durante muchos años, señaló que el diámetro del elemento radiante afecta el ancho de banda y la longitud física necesaria para una frecuencia de funcionamiento dada. Cuando el diámetro del elemento radiante se incrementa, aumenta el ancho de banda utilizable y la longitud física del elemento radiante necesaria para una frecuencia de funcionamiento dada disminuye con respecto al espacio libre de media longitud de onda.

Así, usando un elemento radiante de mayor diámetro se puede tener un mayor ancho de banda mayor que con una antena físicamente más pequeña. En realidad este es un efecto del factor de la velocidad. Este efecto es descrito en detalle en un sentido teórico en el ARRL Antenna Book. VE2CV determinó empíricamente la relación entre el diámetro de la antena y la longitud física, y las dimensiones de la antena J-Pole se puede calcular utilizando sus mediciones.

Ventajas de este diseño

Las letras A, B, C y D corresponden a la banda más baja (VHF) y las letras A´, B´, C´y D´ a la banda más alta (UHF).
Al igual que la Slim jim, la J-Pole posee las siguientes características, tanto en el rango de frecuencias de 140-150 MHz, como de 430-450 MHz; y con respecto a otras antenas verticales:
  • es fácil de erigir.
  • no necesita radiales.
  • tiene un ángulo de radiación bajo.
  • trabaja con mayor ancho de banda que otras verticales.
  • es menos sensible al "ruido".
  • es ideal para redes locales o repetidores distantes.
  • cuenta con más ganancia que otras antenas con planos de tierra.
  • soporta bien el paso del tiempo.
  • muy fuerte ante los ciclones tropicales y otros desastres naturales.

Construcción de la Antena

Se puede usar casi cualquier material imaginable para construir una antena J-Pole, pero hay que tener en cuenta dónde se va a instalar la antena, los efectos del clima, cómo vamos a realizar el cortocircuito entre los dos elementos y el método de fijación de la línea de transmisión a la antena.

Algunos de los materiales posibles son tubos de aluminio, línea bifilar, alambre, cinta de cobre, tubos de cobre, etc. Las construidas con línea paralela son ligeras y muy fáciles de transportar; pudiéndose enrollar. La fijación de la antena J-Pole bifilar se puede ver con ayuda de un tubo de PVC.

Si se utiliza tubo de cobre, es recomendable soldar unos tapones en los extremos de cada tubo para evitar la entrada de agua y de humedad.

En el caso de la antena bibanda cada elemento debe de ser alimentado con un cable coaxial. En nuestro caso tendríamos uno para VHF y otro para UHF. El de UHF bajaría pegado al elemento más largo hasta la base de la antena, donde se juntaría con el de VHF.

Elemento de cortocircuito

Se puede construir en una variedad de maneras, dependiendo del tipo de material utilizado. El más simple es, posiblemente, para soldar una placa entre los dos elementos. Pero esto no prevé ningún ajuste. Un soporte puede estar formado como se sugiere por Drew Diamond, VK3XU, el que permite a los elementos que se muevan arriba y abajo para simplificar la puesta a punto, usando unas abrazaderas.

Colocación de la línea de alimentación

La línea de alimentación se puede conectar mediante soldadura a los elementos o por medio de abrazaderas disponibles en ferreterías. Algunos diseñadores sugieren el uso de tornillos, pero no se recomienda este sistema porque puede debilitar los elementos y dejar una entrada al agua y a la humedad en la antena. La ubicación del punto de alimentación de las líneas de transmisión, en general, tiene que ser determinado por ensayo y error, para obtener la mínima ROE, desplazando hacia arriba o hacia abajo el punto de alimentación - tanto del vivo como de la malla-.

Es aconsejable alimentar cada J de forma independiente y unir las alimentaciones con un duplexor en la base de la antena, desde el que baja el cable de alimentación hacia el transmisor.

Sellado

En caso de que la antena se vaya a dejar instalada por períodos prolongados de tiempo, todas las juntas y las conexiones del cable coaxial deben ser selladas con un sellador neutro que no ataque a los tubos y evite la entrada de agua y la corrosión.

Balun o Choke

El cable coaxial es una línea de alimentación no balanceada, por lo tanto, si se utiliza un cable coaxial como la línea de alimentación después de un balun se recomienda dar cuatro-seis vueltas de cable coaxial con un diámetro de 125 mm. Una sugerencia es usar perlas de ferrita (FB-73-2401) (W2DU tipo de balun) pegando a la base de la antena. M0UKD recomienda 9 vueltas de cable coaxial sobre forma de 40mm.

Montaje de la antena

La antena se puede sujetar a cualquier estructura de apoyo, incluidos los de metal conectado a tierra. Lo ideal sería que la antena se montara por lo menos un cuarto de longitud de onda por encima de cualquier estructura metálica, debe colocarse de manera vertical y evitar inclinaciones de la misma para que su patrón de radiación sea estable y no sufra deformaciones.

Ajuste de la Antena

Para el ajuste de la antena a mínimo de ROE hay que desplazar los contactos del vivo (en el elemento más largo) y de la malla (en el elemento más corto) hacia arriba o hacia abajo hasta obtener la mínima ROE posible.

Además se puede hacer un ajuste fino, si hemos empleado tubos de cobre para la construcción, colocando un tornillo o trozo de varilla roscada en el centro del tapón del elemento más corto, para poder acortarlo o alargarlo.

Hechos los ajustes las conexiones deben de ser selladas convenientemente.

Fuentes