O cabo de baixada
Um "cabo de baixada" é o cabo que liga a antena ao receptor. Algumas características importantes de um cabo de baixada são:
Comprimento não superior a 30 metros (quanto menor a distância entre a antena e o receptor será melhor);
Flexibilidade, para que ele possa contornar obstáculos e atravessar orifícios na parede sem se romper;
Resistência à tração;
Resistência elétrica compatível com o fio utilizado para a antena.
Normalmente pode-se utilizar, como cabo de baixada, o chamado "cabinho" que também pode ser utilizado como antena. A desvantagem é que o cabinho não possui blindagem e portanto é passível à captação de interferências elétricas das redondezas. Uma alternativa é o uso do "cabo coaxial".
O cabo coaxial é um cabo blindado composto de dois elementos: o condutor e a blindagem. A principal característica deste cabo é a sua imunidade quase que total às interferências elétricas da redondeza. No entanto, o cabo coaxial possui duas desvantagens em relação ao cabinho: perda capacitiva (o que significa que deve ser usado um cabo com baixa perda e também de menor comprimento possível) e o preço elevado.
Regras de segurança para montagem de antenas
Quando se faz a instalação de qualquer antena, alguns fatores de segurança devem ser sempre lembrados para evitar acidentes com o instalador e com as pessoas que residem nas redondezas.
Por regra, as antenas externas devem ser instaladas o mais alto possível, longe de obstáculos e a uma altura razoável, geralmente a uns 10 metros acima do solo. O DXista que se prepara para instalar antenas deve se preocupar com as condições dos acessórios utilizados como escadas, cordas, ferramentas, etc. é aconselhável sempre trabalhar com mais alguém ao lado, que eventualmente poderá lhe ser útil caso necessite de mais "duas mãos".
Jamais passe o fio da antena sobre fiação elétrica, mesmo que os fios elétricos estejam em boas condições e encapados. Caso o fio da antena se solte e tocar nos fios elétricos, a eletricidade poderá "descer" pelo fio da antena, cabo de baixada, chegando até o receptor e podendo danificá-lo permanentemente.
Evite também as seguintes situações quando for instalar sua antena:
Não coloque o fio da antena próximo a janelas de casas ou apartamentos vizinhos, seja abaixo ou acima delas;
Nunca traspasse os terrenos de propriedades de vizinhos com sua antena a menos que tenha expressa autorização deles;
Nunca estique demais o fio da antena, mas também não lhe dê muita folga formando a chamada "barriga";
Não coloque a antena próxima a árvores, mesmo que estas não estejam atrapalhando o fio naquele instante. Lembre-se que a árvore poderá crescer e seus galhos irão tocar o fio, podendo até mesmo rompê-los;
Nunca instale a antena em dias chuvosos ou de vento.
Além de tudo isso verifique freqüentemente as estruturas que suportam a antena observando se os isoladores não estão trincados, se os postes de sustentação estão bem fixados no solo e se o cabo de baixada não está em atrito com a parede quando sopra o vento.
Conectando a antena ao receptor
Se o DXista possuir um receptor de comunicações este com certeza possuirá uma entrada específica para antena externa. Os conectores podem ser dos mais variados, desde os "parafusos fixos" que possuem uma "porca" móvel que prensa o fio contra o suporte do parafuso até os conectores mais sofisticados como os N ou o RCA-PL 259.
Caso o receptor seja do tipo portátil ou não seja um receptor de comunicações (doméstico), a ligação entre a antena e o receptor deverá ser improvisada. A extremidade do cabo de baixada deve se unir à antena do receptor (antena telescópica) transferindo assim boa parte da energia da antena externa ao receptor. De preferência use na extremidade do cabo de baixada uma garra do tipo "jacaré" para permitir uma boa fixação à antena telescópica do aparelho.
Entre o receptor e a antena deverá existir uma chave do tipo faca. Sempre que não estiver utilizando o receptor desconecte a chave faca impedindo que a estática fique acumulada nos circuitos de entrada do aparelho. Nunca utilize o receptor em dias chuvosos, principalmente quando há fortes descargas elétricas.
Ainda que a chave faca fique desconectada durante um certo período, a estática atmosférica poderá se acumular na antena e quando a chave for conectada o receptor receberá uma descarga estática podendo danificá-lo. Para minimizar este problema existe um recurso muito fácil e barato. Primeiramente é necessário adquirir dois diodos dos seguintes modelos: 1N914 ou 1N4148 ou ainda 1N5712; o modelo 1N4148 é o mais fácil de ser encontrado. Estes diodos possuem um desenho de seta em seu corpo; o que deve ser feito é amarrar os dois diodos com as setas invertidas e conectar uma das extremidades deste par ao cabo de baixada que vem da antena e a outra extremidade a um fio terra. Desse modo toda a estática acumulada será descarregada para a terra.
O fio terra é fácil de ser construído. é necessário adquirir primeiramente um tubo de cobre (de preferência; caso não encontrar use aço inox) e enterrá-lo a uma profundidade de 2 metros no solo. Antes de jogar a terra na vala aberta para o tubo, jogue um pouco de carvão ativo ou sal de cozinha. Este é um recurso para garantir a condutividade do solo e permitir uma boa eficiência do terra. Amarre um fio ou cabo grosso ao terra (n.º 10 ou 12) e dirija a outra extremidade próxima ao receptor para conectar uma das extremidades do par de diodos. Caso esteja utilizando cabo coaxial, o melhor será unir o fio terra à malha externa, mas na extremidade de contato com a antena, e então conectar a outra extremidade da malha externa ao par de diodos de proteção. Caso o receptor possua saída para terra, a malha externa do coaxial deverá ser conectada a este plugue.
Caso o DXista resida em apartamento encontrará dificuldades em construir um "terra". Existe uma possibilidade que deverá ser analisada muito bem antes de ser posta em prática. O DXista poderá quebrar um pequeno pedaço do concreto no rodapé de uma das paredes de seu apartamento até encontrar uma das barras de ferro que compõe a estrutura do edifício e conectar o seu fio terra ali.
Os diversos modelos de antenas, bem como seus aterramentos serão discutidos no capítulo específico sobre montagem de antenas.
Equacionando antenas
Como já foi comentado na introdução, as ondas eletromagnéticas se propagam a milhares de quilômetros de distância e esta distância percorrida é feita em questões de centésimos de segundos. As ondas eletromagnéticas se propagam a 300.000 km/s, ou seja, é a mesma velocidade da luz.
Existe uma relação entre a velocidade da luz, a freqüência de transmissão e o comprimento de sua onda. Esta é a relação:
Freqüência (kHz) = 300.000 / Comprimento de Onda (metros)
Por exemplo, se tivermos um comprimento de onda igual a 31 metros, a freqüência correspondente será de 9677 kHz. Obviamente o inverso também é válido; se tivermos uma freqüência de 11760 kHz, corresponderá a 25,5 metros.
Uma antena deverá respeitar esta relação matemática para poder ter um bom rendimento. É claro que um simples fio de qualquer tamanho colocado sobre a casa poderá receber sinais de rádio de longas distâncias, mas caso se deseja captar uma freqüência em especial há um cálculo específico para tanto.
A antena teórica para se captar uma freqüência de 9510 kHz teria o seguinte equacionamento:
Comprimento da Onda = 300.000 / 9510 = 31,5 metros
O comprimento da antena seria de 31,5 metros, que é igual ao comprimento da onda.
Não necessariamente é preciso construir uma antena exatamente do tamanho do comprimento das ondas. As ondas de rádio se propagam também em outros comprimentos denominados múltiplos. Estes múltiplos podem ser de 1/2, 1/4, 3/4 ou até mesmo 5/8 do comprimento de onda original.
A antena mais comum é a "Dipolo meia-onda" que é a metade do tamanho original. O cálculo para uma antena "Dipolo meia-onda" real, é o seguinte:
Comprimento da antena (metros) = 142,74 / Frequência (MHz)
No exemplo teríamos 142,74 / 9,51 sendo igual a 15,01 metros de isolador a isolador. O comprimento de cada polo seria a metade, ou seja, 7,5 metros. A fórmula acima já está computando as perdas eletromagnéticas de uma antena teórica que é aproximadamente 5% maior que a antena real e redimensionando seu tamanho; uma antena teórica teria 15,75 metros de comprimento total enquanto a real teria 15,01 metros.
Tipos de antenas para Ondas Curtas
Como já foi explicado, qualquer comprimento de fio esticado para fora da janela é apto a captar sinais de rádio, mas o que faz um certo "comprimento de fio" a ser mais eficiente que outro "comprimento de fio"? Existem vários fatores envolvidos e entre as características principais estão:
Direcionalidade: é a habilidade de uma antena receber sinais melhores em uma direção do que em outros (para ambos os planos: horizontal e vertical);
Ganho: é o termo usado quando se compara uma antena com outra antena de referência, normalmente a dipolo meia-onda. A relação de duas voltagens na entrada do receptor quando usando duas antenas diferentes é expressa em dB (decibéis). Por exemplo, pode-se dizer que uma certa antena tem um ganho de 3 dB (ganho relativo à dipolo meia-onda).
Largura de banda: é a habilidade de uma antena receber uma "faixa" de freqüências com igual intensidade de sinal. Uma antena de "faixa estreita" será apta somente a receber sinais entre as freqüências, por exemplo, de 15000 kHz a 15020 kHz, com igual intensidade.
Ressonância: uma antena é ressonante quando ela é metade do comprimento da onda ou um múltiplo desta mesma onda (1/2, 1/4, 3/4, 5/8, etc..). A antena, então, está "sintonizada" em um sinal em particular.
Antenas ressonantes
Uma antena ressonante tem duas principais vantagens sobre as demais; sua direcionalidade e o fato dela ser "sintonizada" em uma freqüência particular. Por esta razão, uma faixa particular de freqüências de uma direção também particular será recebida mais claramente do que sinais interferentes (indesejáveis). Em termos de eficiência, a antena ressonante é mais eficiente que uma antena não-ressonante.
É claro que também as antenas ressonantes tem suas desvantagens. A principal desvantagem é que ela é uma antena de "faixa única", ou seja, ela é sintonizada para receber sinais de rádio de somente uma faixa, por exemplo 25 metros. Para todas as outras freqüências fora da faixa especificada ela não será melhor do que qualquer fio estendido, sem ganho e direcionalidade. Uma solução para este problema é a construção de um "sítio de antenas" que consiste na montagem de uma antena para cada faixa das ondas curtas. Tendo esta idéia como impraticável, restam ainda três sugestões: a primeira seria a colocação de circuitos paralelos (taps) em certas posições da dipolo fazendo com que antena entre em ressonância em diferentes freqüências. Este método apresenta uma desvantagem que é a cobertura de uma gama muito estreita de freqüências e por esta razão ela somente poderá ser usada para a sintonia de uma freqüência muito específica, mas não cobrir toda a faixa. A segunda sugestão seria a construção de antena dipolo multibanda, que consiste em um número de dipolos com um centro em comum para o fio de baixada. O terceiro método é inserir um acoplador de antena entre a antena (de algum tamanho) e o receptor. O acoplador pode ser sintonizado em uma determinada faixa e todos os outros sinais indesejáveis seriam descartados.
Dipolo - A antena dipolo consiste de dois elementos colineares (de mesmo tamanho) tendo no centro a alimentação ao receptor por um fio de baixada adequado. Como já foi explicado no capítulo de equacionamento de antenas, uma dipolo deve obedecer à equação:
Comprimento (metros) = 142,74 / Frequência (MHz)
para se determinar o tamanho total e real da dipolo. Para a conexão com o receptor o ideal é utilizar um cabo coaxial de 75 ou 70 ohms.
Antena windom - A antena Windom tem este nome em homenagem ao seu inventor. é uma antena direcional e seu comprimento é de meia onda. Esta antena pode ser usada para uma gama muito grande de freqüências desde que o fio seja cortado para a freqüência mais baixa desejada. Uma antena Windom para cobrir todo o espectro de radiodifusão (de 120 a 10 metros) teria o seguinte cálculo:
Comprimento (L) = 142,74 / 2.4 = 59,475 metros
A freqüência adotada foi de 2.4 MHz que seria a menor freqüência no espectro de radiodifusão (faixa de 120 metros). Se desejar, o Dx-ista pode calcular a sua antena Windom para receber sinais a partir de 3 ou 4 MHz na faixa tropical, ou até mesmo para 6 MHz, descartando assim a faixa tropical. é claro que esta antena terá uma performance menor do que uma antena dipolo convencional que é projetada para receber sinais de uma única faixa ou freqüência.
O cabo de baixada da antena Windom deve ficar a uma distância (L/3) do lado da antena que fica mais próxima ao receptor pois este cabo deve ter um comprimento mínimo. No exemplo, a distância a ser colocado o cabo de baixada seria de 19,825 metros. O cabo de baixada poderá ser o mesmo fio utilizado para a construção da antena, mas contanto que ele seja encapado para evitar que o mesmo esbarre em superfícies condutoras e "aterre" a antena.
Antena dipolo dobrada - Esta é basicamente uma antena dipolo meia onda em que os dois elementos (pólos) são unidos. A principal diferença é no uso de uma fita de 300 ohms como cabo de baixada. As fórmulas para se determinar o comprimento da antena são as mesmas de uma antena dipolo convencional.
Antena dipolo para uso em apartamentos - é uma antena projetada experimentalmente por colegas DX-istas e radioamadores brasileiros que residem em apartamentos, obtendo bons resultados. Consiste em adquirir um fio de capa acrílica de aproximadamente 20 metros de comprimento e conectar uma antena telescópica fina em uma das extremidades. Este fio é colocado para fora da janela do edifício (quanto mais alto o DX-ista residir, melhor será) com uma distância mínima de 2 metros da parede. Isso pode ser conseguido com uma haste de madeira ou tubo de PVC que fica perpendicular à janela. O tamanho do fio que deve ficar para fora da janela dependerá da freqüência escutada, de acordo com a seguinte equação:
Comprimento do fio (m) = [192,5 / Frequência (MHz)] / 4
Esta é uma antena de 1/4 de onda; logo existe a necessidade de se dividir por quatro o resultado da primeira conta. Por exemplo, deseja-se escutar a freqüência de 5 MHz; o tamanho do fio a ser colocado para fora da janela deverá ser:
Comprimento = (192,5 / 5) / 4 = 9,625 metros
O cabo de baixada deve ser um coaxial de 70 ou 75 ohms. Será necessário também fazer um aterramento da malha externa do coaxial, por exemplo, na estrutura de ferro que compõe a parede do prédio.
Antena dipolo vertical - Este tipo de antena dipolo tem a mesma configuração de uma dipolo comum, bem como as mesmas fórmulas de construção; a única diferença é que ela é montada na posição vertical. Devido à sua posição vertical, esta dipolo é omnidirecional, recebendo bem sinais de todas as direções na freqüência, ou banda, para que ela for cortada. A única desvantagem de uma dipolo vertical sobre a dipolo convencional (horizontal) é que ela é muito mais passível de interferências (elétricas e atmosféricas).
Estas são as principais antenas ressonantes utilizadas por DX-istas de todo o mundo para a captação de sinais em Ondas Curtas. é claro que existem muitos outros tipos de antenas ressonantes, mas as excluo deste manual por serem muito complicadas e trabalhosas de serem calculadas e montadas.
Antenas não ressonantes
Como foi visto, a antena ressonante tem como característica fundamental a "sintonia" em uma determinada freqüência ou banda do espectro de radiodifusão. Outra característica é a sua direcionalidade, com exceção feita às antenas verticais que assumem uma característica omnidirecional.
A antena não-ressonante não possui propriedades de "sintonizar" somente um certo grupo de freqüências, mas sim o maior número possível de faixas em ondas curtas. Estas antenas podem ter caráter direcional ou não dependendo de sua construção.
Antena "L" invertida ou Marconi - Este é um dos tipos de antenas mais utilizados pelos DX-istas por ser de fácil montagem e ter um rendimento razoável. Ela consiste essencialmente de um fio na posição horizontal (de comprimento não inferior a 10 e não superior a 20 metros), isolado nas pontas por castanhas de porcelanas e posicionado o quanto mais alto possível. A "L" invertida trabalha satisfatoriamente em todas as faixas de Ondas Curtas, mas com uma performance reduzida em certas direções, principalmente de localidades que se situam na direção das pontas da antena.
O cabo de baixada de uma antena "L" pode ser do tipo "cabinho" ou até mesmo um cabo coaxial de 75 ohms. No caso de se utilizar um cabo coaxial, o melhor seria conectar o fio interno do coaxial na antena e a malha externa (do lado da antena), conectar a um fio terra. A outra extremidade do coaxial deve ser conectado nas entradas apropriadas do receptor para Antena e Terra.
Antena de vareta (Whip) - A antena de vareta é uma solução para os DX-istas que residem em apartamentos aonde não lhes é permitido a instalação de antenas sobre o telhado do edifício. é uma antena que não proporciona um rendimento tão bom quanto às outras antenas, mas funcionará satisfatoriamente, principalmente se for montada fora do apartamento, em uma varanda ou sacada. Esta antena tem um caráter omnidirecional, mas é claro que se a antena for colocada para fora da janela, os sinais que provêm da direção oposta a antena serão difíceis de serem captados já que o edifício será um obstáculo.
A antena de vareta deverá ser do maior tamanho possível, mas o vento poderá danificá-la se for muito longa. A antena de vareta deverá ficar afastada da parede o tanto quanto possível e uma solução seria posicioná-la em um ângulo de 45º com a parede.
Um fator negativo desta antena, é que por ser uma antena vertical ela será mais suscetível às interferências atmosféricas e ruídos elétricos da vizinhança.
Sintonizador de Antena
A eficiência de uma antena não ressonante pode ser aumentada se for utilizada uma unidade de acoplamento entre a antena e o receptor. O Sintonizador de Antena permitirá uma ótima transferência do sinal da antena para o receptor, mas se o receptor já possui um "Trimmer" de antena, não há necessidade de um sintonizador.
Um sintonizador de antena consiste em uma bobina feita de fio de cobre revestido de esmalte e enrolado em um bastão de plástico ou borracha de 2.5 a 3 cm. de diâmetro. Será necessário enrolar 15 voltas de fio no bastão e colocar conexões com as voltas de nºs 12, 9, 5, 4 e 3. Estas conexões serão ligadas a um comutador de 7 posições (a de número 7 será uma posição que permite fazer um "curto-circuito" com a bobina). Dois condensadores variáveis, com capacidades de, no máximo, entre 360 a 470 pF completam esta unidade.
Após ligar o receptor, previamente conectado ao acoplador e este na antena e Terra, pode-se girar lentamente os variáveis bem como o botão do comutador até que se encontre uma posição ideal para os três elementos que permite a melhor transferência de energia da antena ao receptor na freqüência sintonizada. Uma vez alterando-se a freqüência, ou até mesmo a faixa de sintonia, uma nova re-sintonização deverá ser feita no sintonizador para que se encontre o ponto ideal para a outra freqüência. Uma vez adquirindo experiência na operação do aparelho, poderá ser construída uma tabela aonde consta cada segmento de faixa com as respectivas posições do sintonizador.
Algumas antenas e seus cálculos
Como fazer uma antena multibanda para 80 e 40 metros"
"Como fazer sua antena Bazooka"
"Cálculo para sua antena dipolo ou "V" invertida (para qualquer banda)"
"Cálculo para sua Quadra cúbica"
Área de Download de Arquivos
Alguns arquivos sobre antenas que talvez sejam de seu interesse.
