Nesta época de fraca propagação, as faixas dos 60 metros e dos 30 metros têm-se revelado interessantes. Por este motivo, resolvi equipar a CT1HIX com antenas para essas frequências. Como só tinha uma baixada disponível, o Dipolo de Meia Onda com Traps seria uma boa escolha se conseguisse ultrapassar o desafio de os fazer.
Os Traps são circuitos LC paralelos sintonizados numa determinada frequência à qual chamamos frequência de ressonância. , Na frequência de ressonância, o Trap apresenta uma elevada impedância funcionando como se fosse um “interruptor” que desliga segmentos da antena, fora da frequência de ressonância, o Trap “transforma-se” numa bobine que encurta a antena.
Como não é um interruptor perfeito não pode ser usado em bandas muito próximas, por exemplo 10 e 12 metros, 17 e 20 metros, 30 e 40 metros.
Veja em baixo, o esquema equivalente do Trap onde também é representado a resistência da bobine que não deve ser desprezada por ter bastante influencia no funcionamento do circuito.
Acerca de traps, existe muita informação na Internet, alguma contraditória, outra sem fundamento, uma das melhores páginas que encontrei é pertença do colega Charles, W8JI:
Os pontos que me pareceram essenciais para avançar com o projecto, são os seguintes: • Existem pelo menos dois tipos de construção de Traps, uns feitos a partir de cabo coaxial, outros, construídos com componentes passivos, condensadores e bobines. • Os Traps Coaxiais são mais simples de construir porque os Traps “normais” usam condensadores de alta tensão, adequados para RF, que são um pouco mais complicados de encontrar no mercado ou construir. • Os Traps Coaxiais tem mais perdas do que os Traps “normais”, no entanto as perdas num trap coaxial mal construido não deverão ultrapassar os 0,8dB. Considerando que um dipolo usa pelo menos dois, a perda máxima será de 1,6dB! • Qualquer dipolo com traps fica mais curto o que implica perda de largura de banda ou seja o uso de traps diminui da eficiência da antena...
O mundo não é perfeito! • Segundo o estudo do colega W8JI é importante que o trap não tenha a sua frequência de ressonância a coincidir com a frequência de trabalho da antena porque se as duas frequências forem iguais, haverá um aumento das suas perdas. Existem fabricantes que fazem os seus Traps com a frequência de ressonância desviada ±1 MHz da frequência de trabalho da antena.
Perante toda informação que obtive, consciente da menor eficiência da antena, optei pela construção do Trap Coaxial porque para além de ser barato, é mais simples de construir e fácil de ajustar.
► O Trap Coaxial O Trap Coaxial consiste em enrolar um determinado comprimento de cabo coaxial, numa forma não condutora e ligá-lo segundo o esquema que se vê abaixo. Simples!
► O cabo coaxial Pode usar um cabo coaxial de qualquer impedância. A qualidade do cabo vai influenciar eletricamente e mecanicamente a construção do Trap. Um cabo coaxial de melhor qualidade vai resultar num Trap mais eficiente.
A escolha do cabo requer alguns cuidados, por exemplo:
• Um cabo coaxial para TV (75 Ohm), com dupla malha e dielétrico de foam tem baixas perdas, é leve, mas para além de ser mecanicamente mais frágil, terá o inconveniente de poder absorver água com mais facilidade.
• Um RG58 é leve e mecanicamente resistente mas tem perdas elevadas, por isso não poderá ser usado para potencias muito elevadas (máximo 500W).
• Um RG 213 é pesado e robusto, difícil de manusear, mas fará um trap com baixas perdas e capacidade para suportar potência.
► A forma A forma é feita com tubo de material isolante, resistente à tração e ao tempo. Podemos usar PVC, Nylon,Teflon, ou até o plástico de uma embalagem... Quanto maior for o diâmetro do trap melhor será a sua eficiência! Atenção, o diâmetro da forma deve estar de acordo com o cabo que vamos usar. Os cabos coaxiais admitem um raio de curvatura mínimo, valor que pode ser fornecido pelo fabricante ou então calculado através da regra que diz que “o raio de curvatura não deve ser inferior a 10x o diâmetro do cabo”. Não enrole um RG 213 numa forma de 5 cm de diâmetro... ☺
► Cálculo do Trap Para projectar os Traps Coaxiais, usei o programa “Coaxial Trap Design” do colega VE6YP, disponível para download grátis em https://www.qsl.net/ve6yp. Este programa é muito intuitivo, não é muito rigoroso, mas é uma boa ferramenta para iniciar a construção do Trap.
Insira ou altere os seguintes dados (usando o ponto em vez de vírgula se os valores não forem inteiros): 1. Alterar “Units” para o sistema métrico: “Metric” 2. Em “Frequency”, digitar a frequência do Trap (MHz) 3. Em “Form Diameter”, digitar o diâmetro da forma (cm) 4. Em “Coax Diameter” digitar o diâmetro do cabocoaxial (cm) 5. Por fim devemos escolher uma das seguintes opções:
a) Introduzir em “Capacitance”, o valor da capacidade do cabo por metro, em pF b) Seleccionar em “Select coax cable type”, o tipo de cabo utilizado.
A opção “Select coax cable type” só deve ser utilizada se o fabricante e a referência do cabo corresponderem exactamente a uma das opções apresentadas na lista associada. Em caso de dúvida, deverá usar o parâmetro “Capacitance”, porque existem diversos fabricantes com referencias iguais ou muito parecidas, a produzir cabos coaxias com características eléctricas bastante diferentes. Poderá obter o valor da capacidade do seu cabo coaxial junto do fabricante, ou então utilizando um capacímetro para medir a capacidade entre o vivo e a malha. Este processo é o mais seguro, principalmente quando fazemos aproveitamento de cabos. Nas imagens abaixo, pode-se ver a capacidade calculada e a capacidade medida, os valores têm de ser bastante parecidos.
► Interpretação dos resultados Os valores calculados vão dar uma frequência de ressonância diferente da pretendida. Esse “erro”, como já vimos, desde que não ultrapasse as centenas de kHz, não é importante. Se for exagerado deve reajustar o comprimento do cabo.
Resultados : 1. “Turns” numero de voltas da bobine 2. “Coil length” comprimento da bobine. Este parâmetro permite termos uma ideia do comprimento da forma. 3. “Coax length” comprimento do cabo coaxial. A este comprimento devemos acrescentar uns centímetros, conscientes que também eles irão alterar a frequência de funcionamento do Trap, por isso só devem ter o tamanho indispensável para conseguirmos fazer a conexão do vivo à malha. Se esta medida for rigorosa, as possibilidades do trap ficar dentro das características que queremos são muito boas.
► Construção do Trap Vou detalhar os vários passos da construção dos Traps. Com um pouco de imaginação, tudo poderá ser alterado e melhorado. Fica ao seu critério.
1. Fiz as formas a partir de uma caixa de medicamentos. Não é o material ideal mas era o que tinha na minha tralha. Vamos ver se resiste ao WX..
2. O comprimento da forma foi determinado pelo programa. A esse comprimento, acrescentei 20 mm (10mm de cada lado), para poder fixar os fios da antena.
3. Na forma fiz um furo a 14mm de um extremo, que é a soma da margem de 10mm com 4 mm de raio do cabo coaxial, onde introduzi uma extremidade do cabo.
4. Marquei no cabo coaxial, o comprimento de cabo a enrolar. Essa marca vai servir para determinar o local do segundo furo.
5. No ponto indicado pela marca feita no cabo fazer o furo com a broca encostada ao cabo sem o danificar. Introduzir a outra ponta do cabo no furo. Cortar a ponta com comprimento suficiente para descarnar e ligar.
6. Aspecto final dos Traps Coaxiais. Impermeabilizar tudo com muito cuidado, dessa operação dependerá em grande parte a longevidade do trap.
7. Teste de ressonância do Trap A e Trap B é feito com um Grid Dip Meter. A frequência está um pouco elevada, mas dentro de valores aceitáveis. É praticamente impossível fazê-los iguais, a diferença que se vê (20 kHz) não é significativa. Veja o video
► Montagem da antena Os Traps Coaxias são montados no extremo de cada segmento do dipolo correspondente à sua frequência de funcionamento. As pontas penduradas facilitam a afinação do dipolo.
Os segmentos do dipolo para os 30 metros ficaram com um comprimento de 7 metros, mais um “rabo” de 0,5 metros, imprescindível para o ajuste da antena (ver fotografias acima). Por não ter a certeza do comprimento dos segmentos necessários para os 60 metros, comecei com um comprimento de fio de 5 metros, que no meu caso se revelou um exagero. O ajuste da antena tem que ser feito primeiro nos 30 metros e depois nos 60 metros. Vai notar que os 5 MHz são mais críticos para afinar.
► Largura de faixa e SWR Os gráficos abaixo apresentam a evolução do SWR do dipolo nas duas bandas. O registo foi feito com um VNA gentilmente emprestado pelo colega Miguel (CT2HKN).
► Conclusões Nas faixas dos 30 e dos 60 metros, podemos operar com um SWR inferior a 1.5:1
A antena ficou com uma envergadura de cerca de 20 metros; o que permitirá montá-la em locais com pouco espaço.
A eficiência deste dipolo é idêntica a qualquer dipolo multi-banda feito por qualquer firma da especialidade com a vantagem de ter um custo mínimo.
O conhecimento adquirido permite replicar a solução para outras faixas. Alguma dúvida, não hesitem em contactar-me.
73 de Gomes, operador da estação de amador CT1HIX