DIPOLO ROTATIVO: una experiencia personal
Octubre de 2006 Autor: Manuel Wilches, LU5OM & CT4IK lu5om@arrl.net
Desde hace unas semanas tengo allá arriba, a 19 metros del suelo y entre los cuadros de mi cúbica, un dipolo rotativo para la banda de los 30 metros. - ¡Qué novedad! - pensará Ud., estimado lector.
En efecto, hay muchos dipolos rotativos en todos los rincones del mundo y son muy pocos los aficionados que no los conocen. No obstante, el dipolo que tengo yo, lo hice gracias a la generosidad de dos radioaficionados, quiénes decidieron describir sus experiencias y luego las compartieron con todos nosotros. Ellos son: Sergio Landoni, LU7YS, autor de un artículo publicado hace muchos años en el sitio de Internet del GACW, en el cuál explica, con lujo de detalle, cómo construyó, exitosamente, un dipolo rotativo para la banda de los 40 metros, con materiales simples y de fácil adquisición. Sergio, además, colocó su antena entre los cuadros de una cúbica y ello fue, para mí, lo más atractivo de su relato.
Por otra parte, resalto su enorme generosidad, al atenderme tan amablemente por teléfono, sumergido yo en mis dudas respecto de la interacción de ambas antenas. Adolfo Corbalán, LU5BOJ/O quién también tomó inspiración en el mismo texto de Sergio y luego construyó una antena para la banda de los 40 metros, con otros materiales, pero con resultados igualmente extraordinarios. Adolfo, al estar más cerca de mí, me facilitó algunos materiales, me dio sabios consejos y hasta me ayudó, en una oportunidad, a subir el dipolo a mi torre. Adolfo también describió sus experiencias en un artículo similar. Muchas gracias Sergio y Adolfo.
Antes de continuar, quisiera agradecer también a mi amigo Don Ricardo González, un herrero profesional “cómo los de antes” quién, al vivir tan cerca de mi casa, me ayuda a resolver con simpleza, los más intricados (para mí) problemas de taller. Y a su hijo Daniel González, un joven talentoso, quién me ayuda constantemente con mis proyectos y, además, sube y baja en mi torre con una agilidad increíble. Siempre con cinturón de seguridad y guantes del mismo palo. Para muchos lectores, lo que describiré es un proyecto sencillo pero, para mí, fallo de talentos para las manualidades, esta ha sido una tarea de gran envergadura.
LA ELECCIÓN DE LA BANDA
Lo que nos pasa siempre a los radioaficionados es que, cuándo descubrimos una antena que funciona bien, queremos tener una igual para cada banda. Yo le garantizo, estimado lector, que si Ud. se anima a construir una antena cómo esta, llamémosle, “a la LU7YS”, querrá tener varias similares para otras bandas. ¿Por qué? Simplemente porque funciona muy, pero muy bien.
La banda de los 40 metros es atractiva y, haber escuchado unas cuántas noches a Adolfo, LU5BOJ/O, consumir sus “pile-ups” con señales de S9 de larga distancia, sin que yo registrara señales entendibles en mi casa, me convenció de que el dipolo no era de juguete.
Un atardecer, llevé mi equipo (un Elecraft K2/100) a su sala de radio y descubrí que, en realidad, yo jamás había escuchado los 40 metros con mis dipolos o V’s invertidos… lo que escuché ese día, estimado lector, era todo un mundo de señales desconocidos para mí.
Había que tomar una decisión, y yo decidí, por cuestiones de logística de materiales, hacer la misma antena pero, para la banda de los 30 metros. La banda de los 30 metros es formidable para el DX y para los contactos locales. Y si bien la tenemos compartida con otros servicios, lo peor que podemos hacer es no usarla. Hay que esquivar algunas transmisiones comerciales en SSB pero, es un precio muy bajo, el que hay que pagar, por el privilegio de disfrutar una banda tan generosa, en términos de propagación.
LA FÓRMULA
Cada instalación y lugar es un mundo aparte. Yo jamás construí una antena cuyas dimensiones pudiera exportar a mi proyecto desde un texto de terceros.
De todos modos, la fórmula que se usa para calcular el dipolo es la conocida: 150 / FREQUENCIA. = longitud total dipolo ½ onda (metros)
Por tratarse de un dipolo hecho con caños y otros materiales, al resultado obtenido tal vez sea sensato (en teoría) restarle un 5%. No siempre funciona en la práctica, pero hay quiénes lo calculan de ése modo.
Cómo explica Sergio, LU7YS, en su artículo, el acortamiento de un 30% de la longitud total de la antena, puede ser compensada con una longitud similar de cargas lineales, sin alteraciones significativas en su rendimiento. Es decir, sólo un 70% de la longitud de la antena calculada según fórmula, constituirá el elemento irradiante. Ello facilita mucho la resolución de los problemas estructurales, ya que estas antenas, como su nombre indica, son rotativas y deben “colgarse” de algún mástil o torre para aprovechar, al máximo, sus características. Al ser más cortas, todo se hace más fácil, a pesar de la vieja muletilla de los radioaficionados que dice que: “si una antena no se cae, entonces no es suficientemente grande”….
Para quiénes hayan construido verticales con sombreros capacitivos, el principio de acortamiento del largo del elemento irradiante, es el mismo.
MATERIALES
Use los materiales que tenga a mano o aquellos que pueda conseguir a un precio vil. Sólo es necesario sentido común para saber qué materiales utilizar. Por ejemplo, si va hacer un dipolo rotativo para los 20 metros, las dificultades serán mucho menores. Si lo va hacer para los 30 metros, hay que tener algún cuidado; y, si decide seguir los pasos de Sergio y Adolfo, la antena para los 40 metros es muy larga y requiere un cuidadoso estudio previo.
Quiénes estén soñando con hacer la misma antena para la banda de 80 metros, reciban mi más profundo respeto por el coraje pero, este artículo no les servirá de mucho. Para todos los casos, tenga siempre presente su seguridad y la de terceros, así como la seguridad de su propiedad y la de sus vecinos.
Yo tenía una muy buena antena Walmar (un dipolo multibanda con trampas, para 10, 15, 20 y 40 metros) que ha sido la base de mis experiencias y que, instalada lejos de mi otra antena, funcionaba muy bien en las bandas señaladas.
Mi antena para las bandas altas es una cúbica cuadrada, de 2 elementos, para los 6-10-12-15-17-20 metros. Me preocupaba, desde luego, la interacción con la cúbica, a pesar del antecedente positivo de Sergio, LU7YS.
En efecto, cuándo subí el dipolo Walmar y lo coloqué entre los cuadros de la cúbica, no pude nunca bajar el ROE a menos de 2.7:1 en la banda de los 40 metros. Pude, desde luego, hacer varios DX pero mis señales eran muy débiles. Como no tengo ninguna de las cajitas maravilla (comodísimas, por cierto) a qué nos acostumbraron los fabricantes para engañar los equipos (mal llamadas “sintonizador de antena”) lo mío era de muy difícil solución.
Debo señalar que llamé a Walmar y hablé con Don Oscar Rositi, quién me dio muy buenos consejos, pero la cúbica, en definitiva, no podía vivir con la Walmar en sus entrañas. Sergio Rositi, su sobrino, también tuvo la amabilidad de conversar conmigo sobre el mismo tema. Les agradezco a ambos sus atenciones. Estimo que el problema se vincula al hecho de que la Walmar es una antena multibanda para las frecuencias de los mismos cuadros de la cúbica. Nunca funcionó adecuadamente y vaya uno a saber ¡qué extrañas interacciones hubo por allí! Decidí entonces transformar la Walmar (¡qué me perdone Don Oscar!) en el soporte base para mi antena rotativa para los 30 metros. Los materiales son de muy buena calidad y no hesité. Yo necesitaba “comprobar” que lo qué hizo Sergio, LU7YS, funcionaría en mi caso. Lo único que no usé fueron las trampas y los radiales capacitivos de la antena Walmar. Todo lo demás lo he usado con éxito, agregándole algún aluminio adicional por la mayor longitud requerida.
BOBINA (INDUCTO-MATCH)
Usé el mismo alambre de cobre mencionado en los artículos de Sergio y Adolfo. La cantidad de espiras es una historia aparte, que contaré más adelante en el capítulo del ajuste de la antena. En mi caso usé un trozo de caño de plástico de la medida adecuada para armar la bobina. La manera más sencilla resultó ser sostener el caño de plástico en forma vertical en una morsa (y una punta del alambre), y luego ir enrollando el cable alrededor del mismo. La bobina queda muy bien. No se preocupe demasiado con la estética de la misma porque, más adelante, cuándo ajuste la antena, tendrá que abrirla en forma de abanico para lograr el ajuste de impedancias.
CARGAS LINEALES
Usé caño de aluminio de 9.5 mm de diámetro exterior. Por iniciativa de mi amigo Don Ricardo González, hemos usado una rueda de un diámetro similar al pretendido y, con dicha rueda bien colocada en una morsa, fuimos doblando el caño muy despacio, hasta lograr la curva (trombón) de cada carga lineal. Una de las cargas lineales quedó perfecta y la otra (porque estábamos apurados) no tanto.
DETALLES CONSTRUCTIVOS
Por favor vea las fotografías adjuntas. Estimo que los detalles de la construcción se aprecian bien en las fotos. Advertencia: Yo no tengo amplificador y mi potencia de trabajo es de 100 vatios. Si Ud. usa potencias muy superiores le recomiendo tomarlo en consideración cuándo defina los materiales a usar. Sugerencia: este texto debe ser leído juntamente con los textos de Sergio Landoni, LU7YS http://gacw.no-ip.org/dipolo.html , y Adolfo Corbalán, LU5BOJ/O. Ellos han sido mucho más generosos en los detalles constructivos. Yo he preferido “convencerlo” con mi entusiasmo, estimado lector, contándole mis experiencias y sabiendo que, con lo que tenga a mano, Ud. podrá hacer lo mismo que yo. No hay grandes secretos.
AJUSTE DE LA ANTENA
Una vez colocado el centro de dipolo “Tameco” (es excelente para este proyecto) y habiendo verificado las medidas de la fórmula, subí la antena. ¡Sorpresa 1! La antena tenía su punto ROE más bajo entre 11.200 y 11.400 khz. Dentro de la banda de radioaficionados los valores ROE eran de 3.8:1 a 4:0:1…. Como pueden imaginar, no había sonrisas en mi sala de radio y hasta mi perro, RAM, mi fiel compañero Labrador, me miraba con preocupación, pendiente de mi mal humor.
Previa consulta con Adolfo, removí la bobina e hice nuevas mediciones. Muy poco cambió. Era evidente que la antena estaba muy corta y que la fórmula usada para el cálculo había sido, tan solo eso,… una fórmula.
Adolfo, pacientemente, hizo algunos cálculos adicionales y me dijo, solemnemente, que tenía que agregarle casi 90 centímetros para traerla dentro de la banda. Confieso que no estaba muy convencido así que, la dejé arriba por un tiempo, hice algunos contactos, pero siempre “sentí” que la antena no estaba bien. Además, por el desajuste de impedancias y el punto de resonancia tan lejano de la frecuencia pretendida, mi K2 sólo entregaba 20 vatios de lectura, y de estos, sólo Dios sabe ¿cuántos llegaban a la antena?
El viernes siguiente bajé la antena y la puse arriba de dos banquitos de plástico, pensando que mi proyecto se derrumbaba. La miré mucho tiempo sin encontrar una solución. La sugerencia de Adolfo no me tenía cómo adepto, porque veía que el largo de la antena se alejaba mucho de la famosa fórmula. No obstante, en algún momento, y fallo de mejores ideas decidí, prudentemente, seguir sus consejos y alargar la antena.
La verdad, es que no sabía cómo hacerlo, porque no tenía más caños de aluminio de la medida telescópica requerida. Recordé entonces algo que había leído muchas veces (sin creer demasiado en ello): “La sección central de un dipolo es responsable por la mayor parte de la irradiación y, en realidad, un 70% de la irradiación total, se genera en la mitad central de su longitud” Y recordé también, vagamente, un artículo publicado en la revista QST titulado “The Inverted-U” (“La U-Invertida”) y algún comentario del autor respecto de la posibilidad de dejar “caer” una porción de los extremos de un dipolo sin modificar, significativamente, su eficacia de irradiación. Sí, yo sé que, 1 DB perdido en esto y 1 DB perdido en aquello, van sumando pero, para quiénes no somos fundamentalistas del ROE y del cómputo científico de los DB’s y vivimos, además, con poco espacio para las antenas, todas estas sugerencias son más oportunidades que amenazas.
En mi caso yo buscaba, desesperadamente, alargar la antena y no tenía, como ya dije, el aluminio adecuado. Además necesitaba encontrar algo escrito que me guiara respecto del porcentaje del largo total de la antena que podía “doblarse” sin afectar, significativamente, su eficiencia.
Me saqué los guantes y, ratón en mano, me sumergí en Internet. Rápidamente encontré el artículo que buscaba, en la revista QST de Mayo 2005. Allí el autor señalaba: “Perdemos muy poco desempeño (en un dipolo) si doblamos, o mutilamos los extremos (de un dipolo) para que el mismo quepa en el lugar disponible” Y más adelante, en la misma página: “En principio, no perdemos mucha fuerza de señal si dejamos caer en forma vertical, hasta la mitad del largo total del elemento (de un dipolo)”.
Con estos conceptos, tantas veces erróneamente descartados por inútiles, tomé un cable eléctrico común (se puede ver en una de las fotos), corté dos pedazos de 90 cms cada uno y los até a los caños más finos del dipolo. Coloqué entonces una escalera en el centro del jardín y allí puse la antena. Los cables, cómo puede verse, están “colgados” de los caños de aluminio y forman un ángulo de 90º con el elemento irradiante.
Luego conecté el cable coaxil y subí a la sala de radio. Esa mañana, recuerdo, subí y bajé unas 30 veces. ¡Sorpresa 2! El dipolo tenía su pozo de ROE en 10.125 Khz. y el medidor del K2 indicaba 1:8:1 de ROE. Adolfo: ¡tenías razón!
Yo no tengo ningún analizador de antenas, ni tampoco un medidor de ROE confiable. Sintonicé la antena con el medidor interno del equipo. De todos modos, lo importante para mí no es el ROE, sino que la antena esté cortada para la frecuencia que uno desea, que la misma irradie y que su impedancia luego se adapte, de algún modo eficaz, a los 50 Ohms del equipo.
Para quiénes se obsesionan con el ROE, recordemos que una carga fantasma tiene un ROE de 1:1 pero no irradia absolutamente nada.
Con una sonrisa amplia decidí entonces atacar la bobina. Yo había hecho una bobina de unas 10 espiras, y Adolfo me había facilitado una bobina sobrante que tenía unas 5 ½ espiras.
Primero aparté las espiras de la bobina pero no había modificación substancial en el ROE. Es decir, no se lograba una buena adaptación de las impedancias. Entonces decidí corto-circuitar las espiras, una por una, conforme lo señalado por Sergio. Al tener solo 5 espiras corto-circuitadas, decidí cambiar la bobina y poner la que Adolfo me había facilitado. No hubo cambio alguno y entonces procedí a “abrir” la bobina de a poco dándole la forma de un abanico. Finalmente, en cuestión de minutos, logré 1:3:1 de ROE en la frecuencia de 10.125 Khz. Mi frecuencia objetivo.
Pero todavía faltaba la parte estructural. Yo tenía el dipolo con dos cablecitos colgando de sus extremos y querría algo más sólido. Me acordé entonces que tenía, en algún lado, unas tiras de aluminio sobrantes de una antena Log periódica. Medí cuidadosamente la longitud de los cablecitos, los saqué y coloqué, en su lugar dos pedazos de tira de aluminio, de igual longitud, pero en forma horizontal. Medí todo de nuevo y nada había cambiado. El K2 entregaba los casi 100 vatios de lectura, y eso que la antena, recuerde estimado lector, estaba a tan solo 2.5 metros del suelo, sobre una escalera de madera. Las tiras de aluminio las até para la prueba con cinta adhesiva (¡no se lo recomiendo!).
A continuación, nuevamente eché mano de los servicios de mi joven amigo Daniel González y lo invité también a Adolfo para que me ayudara a subir la antena. Ese era el momento tan esperado pero también el más difícil de todo el proyecto: saber si la presencia de la cúbica no iba a interactuar con el dipolo.
Tampoco podía olvidar lo que me había dicho un colega español quién, en un intercambio de mensajes por correo electrónico, me advirtió que la cúbica actuaría, para el dipolo, como una “Jaula de Faraday” (un buen título para una película de terror ¿no?) y no funcionaría jamás.
Nota: si su antena, estimado lector, es una Yagi o una Log Periódica, los problemas de interacción serán menores, pero deberá instalar el dipolo paralelo al botalón (boom) de su antena direccional.
¡Sorpresa 3!
La antena, a 19 metros, “dentro” de la cúbica, entrega los siguientes valores de ROE: ?
10.100 Khz. – 1:3:1
10.125 Khz. – 1:2:1
10.150 Khz. – 1:1:1
Sí, está un poco corta y podría ajustarla al milímetro pero, como dicen los más sabios: “¡lo que funciona no se toca!”. Mi K2 está feliz y ¡no necesito de ninguna caja boba para “sintonizar el coaxil”!
Algunos días más tarde, bajé la antena después de una tormenta (una de las tiras se había doblado) y les puse remaches. Aun con aquella punta doblada hacia el suelo, la antena funcionaba perfectamente. En efecto, mientras leo de nuevo este texto, sopla un viento bastante fuerte y una de las puntas acaba de doblarse nuevamente.
RESULTADOS
Yo, cómo otros radioaficionados, he recurrido muchas veces al viejo dipolo montado como una V invertida. Los resultados, cómo todos sabemos, son dispares y tienen mucho que ver con el objetivo de distancia deseado por cada uno de nosotros y los ángulos de disparo necesarios para el objetivo buscado.
Desde luego que, los dipolos de alambre funcionan y, en algunas circunstancias, son la única alternativa. Pero, le aseguro, estimado lector, que la diferencia entre el dipolo rotativo y otro de alambre a la misma altura (aun sin rotar) es muy significativa. ¿Por qué? Realmente no lo sé. Si alguien lo sabe, que por favor nos lo diga y compartiremos esa información.
El 23 de septiembre de 2006, un sábado que no olvidaré, nos sentamos con Adolfo a probar la antena. El primer contacto fue con GM0HCQ/MM (Mike, en las costas de Brasil rumbo a Montevideo) a las 19:32 UTC. Luego se sucedieron otros contactos continentales, y el primero con un europeo se hizo a las 21.01 UTC, a pleno sol. En Salta eran las 6 de la tarde. Un poco más tarde trabajé también a Raúl, LU6EF. Durante los días siguientes continué haciendo contactos sin dificultad alguna y, en la madrugada del 26 de Septiembre de 2006, (¿por qué me habré levantado a esa hora?)….apagué mi computadora, porque introduce un ruido tremendo en mi radio y, durante una hora, disfruté de un pile-up inimaginable, desde Europa.
Más recientemente, en la madrugada del sábado 14 de octubre, pude romper un enorme pile up de estaciones japonesas de ZL8R, con mi segundo llamado, en la banda de 30 metros.
Si bien estos relatos sólo indican resultados y desempeños absolutamente subjetivos, los menciono porque, yo jamás había tenido esta facilidad para comunicarme en esta banda; aun cuando mi antena, en otra época, fue una Log Periódica cuyo elemento más largo resonaba en la misma banda. En pocos días y noches me convencí: mi dipolo rotativo ¡se ha recibido de antena!
PROYECTOS Y DUDAS
El ruido de la estática y lo qué podemos irradiar con un alambre o caño de aluminio, siguen siendo cuestiones tan misteriosas y atractivas para mí, cómo cuándo era un niño.
¿Cómo no soñar entonces con otras locas ideas? ?
¿Qué pasaría si yo, aplicando lo expuesto anteriormente respecto de los dipolos, armo una antena como las de Sergio y Adolfo pero, doblo hacia abajo una parte substancial del elemento irradiante usando alambre de aluminio o de cobre?
¿Será posible tener un dipolo rotativo para los 30 metros y otro para los 40 metros, en el mismo mástil, cuándo la altura máxima posible es de tan solo 20 metros para la antena de la frecuencia más baja?
¿A qué distancia podrían estar una de la otra?
¿Habría interacción con la cúbica?
¿Podríamos imaginar un solo elemento irradiante para ambas bandas y, con un sistema de relés, corto-circuitar una parte para operar en una u otra banda?
¿Se imagina, por ejemplo, estimado lector, dos (2) antenas como esta, cortadas para los 20 metros y enfasadas una con la otra, digamos a 20 metros y a 10 metros de altura? Si alguien se anima a probarla se llevará una sorpresa. Estoy convencido de que será una sistema de antenas muy, pero muy competitivo para DX cubriendo, además, una rango de ángulos de disparo muy conveniente.
Las posibilidades son innumerables. Sigamos probando.
Sepa Ud., estimado lector, que a mí me gustan mucho las antenas hechas con alambre. Pero, convengamos que, cuándo el fondo de la casa sólo tiene 9.5 metros de ancho, poblar su espacio aéreo (y el de los vecinos) con alambres, no es la mejor manera de preservar la paz hogareña o hacerse popular en su vecindario.
En lo personal me he propuesto tener una sola antena con hilo (será una L invertida que espero funcione en los 80 y 160 metros y que se extenderá a lo largo de mi medianera) porque todos mis esfuerzos están volcados hacia proyectos que me permitan tener muchas bandas “colgadas” de mi torre. Me faltan los 40 metros.
Una versión “corta” del dipolo de Sergio y Adolfo sería lo ideal, si es que la misma puede convivir con la cúbica y el actual dipolo rotativo de los 30 metros. Con éste dipolo rotativo, tengo hoy 8 bandas en mi torre, sin ningún alambre que cruce mi pequeño jardín. Estoy cerca de mi objetivo.
COMENTARIOS FINALES
Desde luego que, estimado lector, si lo qué Ud. desea es tener la ganancia de una monobanda de 5 elementos en cada banda de trabajo, lo qué acabo de describir no lo entusiasmará demasiado. Espero, no obstante, que el relato de mi experiencia inspire a muchos colegas, con pocos $$ y espacio y una caja de herramientas bien surtida, a hacer lo mismo qué hice yo. Ah…y si tienen un vecino herrero cómo mi amigo González, valórenlo, lo necesitarán toda la vida, porque uno nunca termina de hacer antenas. Créame, estimado lector, los dipolos rotativos (aun cuán están fijos) son una alternativa muy económica a una yagi o una cúbica. Después de todo, nadie registrará los DB’s de su antena, cuándo Ud. logre ese DX tan anhelado.
¿Recuerda Ud., estimado lector, lo qué decía la sabiduría popular sobre los viejos (y sólidos) automóviles Ford Falcon? Pues…yo le diría lo mismo: “sólo se necesita un alambre y un alicate” para hacer DX. ¡Anímese!…no se imagina el placer qué se siente, cuándo instalamos una antena hecha-en-casa.
Al cierre, quisiera decir que todas las correcciones y comentarios a éste texto serán bienvenidos, así como cualquier aporte adicional para facilitar a otros la construcción de ésta antena. Podrán hacerlo a mi dirección de correo electrónico (arriba).
Para quiénes deseen contactarme por teléfono, para conseguir algún detalle necesario y no explicado aquí, podrán hacerlo a los números indicados a continuación. Los atenderé con mucho gusto. 0387-4391781 ----- 0387-156-832269
