Antena cuadrifilar helicoidal – QFH

Esta antena, a pesar de su nombre, es muy sencilla de construir y te brindará unos resultados que te impresionarán.

Utilizada muy frecuentemente para la recepción de los satélites NOAA en 137 MHz, esta antena cuenta con un rango de recepción de horizonte a horizonte con un gran ancho de banda, permitiéndonos así recibir estos preciados satélites durante toda su pasada, proporcionándonos una imagen nítida y detallada de lo que está pasando en la superficie terrestre.

No entraré en detalles (no en este post) sobre el proceso de recepción y decodificación de las señales APT que transmiten estos satélites, ese tutorial lo dejaré para una publicación futura.

La antena cudrifilar helicoidal, en adelante QFH, está formada por dos anillos. Para obtener la polarización circular que buscamos, necesitaremos que las corrientes en ambos lados estén desfasadas por 90º.

Utilizaremos anillos de tamaños diferentes, consiguiendo que el largo reaccione inductivamente y el corto capacitivamente.

La torsión de estos anillos genera el tan ansiado diagrama de radiación hemisférica, que le da a nuestra QFH la capacidad de escuchar de horizonte a horizonte.

Vamos al grano:

Para fabricar esta antena necesitaremos materiales sencillos de conseguir, baratos e incluso podemos reciclarlos:

  • Un tubo de PVC (o aluminio, en caso de tener que soportar fuertes vientos) de unos 30 mm de diámetro y aproximadamente 1.30 mts de largo que nos servirá de mástil.
  • Seis tubos de PVC de unos 20 mm de diámetro y aproximadamente 30 cm. de largo para los soportes horizontales.
  • Cable eléctrico (para mi método) de 2.5 mm de sección, unos 5 mts.
  • Un conector hembra para chasis según vuestras necesidades. En este tutorial, yo usaré un PL-259.
  • Un trozo de aproximadamente 5×5 cms. de placa fenólica virgen, y los materiales necesarios para realizar la PCB.
  • Una caja de registro de un elemento, para introducir la PCB.

Empecemos:

Yo haré este tutorial utilizando las medidas generadas por la calculadora en esta página, pero estáis invitados a probar otras medidas dependiendo de vuestras necesidades y/o posibilidades.

Empezaremos marcando los cortes en nuestros tubos.

Necesitaremos:

  • 3 tubos de 20 mm de diámetro y exactamente 28.9 cm de largo, y los marcaremos como Dc1,  que corresponde con el anillo grande (inductivo).
  • 3 tubos de 20 mm de diámetro y exactamente 27.4 cm de largo, y los marcaremos como Dc2, que corresponde al anillo corto (capacitivo).
  • 1 tubo de 30 mm de diámetro y mínimo 72.6 cm de largo, que será nuestro mástil.
    • Nota: Al principio del artículo, decía que necesitaríamos aproximadamente 1.20 mts de este tubo para que la antena tenga su propio mástil, pero si queréis hacer la antena solo, 72.6 cm es la medida mínima (no lo recomiendo).

Marcado:

Corte del mástil de 30 mm a 1.30 mts.

Corte del mástil de 30 mm a 1.30 mts.

 

Corte de uno de los soportes horizontales de 20 mm a 28.9 cms (Dc1).

Corte de uno de los soportes horizontales de 20 mm a 28.9 cms (Dc1).

 

Corte de uno de los soportes horizontales de 20 mm a 27.4 cms (Dc2).

Corte de uno de los soportes horizontales de 20 mm a 27.4 cms (Dc2).

Y, finalmente, todos los cortes hechos:

Todos los elementos de la estructura de la antena ya cortados.

Todos los elementos de la estructura de la antena ya cortados.

 

Una vez hechos todos los cortes (fácil, ¿eh?) procederemos a marcar el tubo principal para hacerle los orificios por donde pasarán los soportes horizontales. Para este paso necesitaremos mucha paciencia y habilidad, puesto que deberemos conseguir que los agujeros estén bien alineados los unos con los otros y con el eje medio vertical del mástil.

  • En el anillo largo:
    • El primer orificio lo marcaremos a 4 cms. de la parte superior del mástil, y le llamaremos A1.
    • El tercero lo marcaremos a 72.6 cms. de A1, y le llamaremos A3.
    • El segundo lo marcaremos en un punto medio entre A1 y A3, encontrándose a 36.3 cms. hacia abajo de A1, llamándose B2.
  • En el anillo corto haremos los orificios de forma que los soportes horizontales queden en forma de cruz:
    • El primer orificio lo marcaremos inmediatamente por debajo de A1, cuidando que no entorpezca el paso del soporte que va por A1, y  le llamaremos B1.
    • El tercero lo marcaremos a 69 cms. de B1, y le llamaremos B3.
    • El segundo lo marcaremos inmediatamente por encima de A2,  y lo haremos igualmente que con B1. A este le llamaremos B2.

Los orificios han de quedar tal que así:

Orificios A2 (abajo) y B2 (arriba)

Orificios A2 (abajo) y B2 (arriba).

 

Como podéis observar, los orificios de mi antena son bastante chapuzas, por no tener las herramientas adecuadas. Si vosotros contáis con ellas, os invito a hacer los agujeros redondos y de la medida justa. Os evitará muchos problemas.

Ahora solo queda pasar los soportes horizontales marcados como Dc1 a través de los orificios A1, A2 y A3, fijarlos con algún pegamento que tengáis a mano o, incluso, con alguna masilla epoxi y seguir los mismos pasos con los soportes horizontales marcados como Dc2 a través de los orificios B1, B2 y B3, obteniendo estos resultados (o mejores, jejeje):

Vista general de la estructura.

Vista general de la estructura.

Vista desde abajo, para apreciar el ángulo de 90º que forman los soportes A respecto a los B.

Vista desde abajo, para apreciar el ángulo de 90º que forman los soportes horizontales «A» respecto a los «B«.

Otra vista desde abajo.

Otra vista desde abajo.

 

En el siguiente paso pasaremos los cables y les daremos la forma helicoidal que da nombre a esta antena:

Recordemos que esta antena consta de dos anillos, uno que tendrá efecto inductivo (D1, el largo) y otro que tendrá efecto capacitivo (D2, el corto). Según la calculadora antes mencionada, el largo del conductor del anillo D1 será de 2. 40 mts., mientras que el anillo D2 será de 2.29 mts. A la hora de cortar el conductor, recomiendo dejarle unos 15-20 cms. extra para poder corregir en caso de que sea necesario (para las conexiones, soldadura, etc.).

 

 

 

[Continuará…]

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