ANTENA DE HILO LARGO Y CARTUCHO PARA UNUN 9:1
Saludos Colegas. En el presente
artículo se explica la teoría básica e ideas para construir antenas de hilo
largo, con su debido autotransformador Unun 9:1 y cartucho protector del mismo.
TEMAS
- Presentación
e implementaciones de antenas de hilo y de hilo largo.
- Teoría
básica relacionada al Unun.
- Construcción
del Cartucho y Unun de relación 9:1.
- Aisladores.
- Comentario
final.
ANTENAS DE HILO Y DE
HILO LARGO.
Las antenas de hilo largo, como su
nombre lo indica, consisten en un hilo
conductor generalmente de longitud aleatoria, preferiblemente superior o
igual de 1/2 λ, extendido en forma horizontal, vertical o diagonal, de
trayectoria rectilínea o irregular. El
cual es acoplado en uno de sus extremos (donde la impedancia y voltaje RF son máximos) hacia la línea coaxial, mediante un autotransformador para RF
denominado “unun” de relación 9:1 (600 Ω ↔ 50 Ω ó 450 Ω ↔ 50 Ω).
Es la antena preferida por Radioescuchas, económica, ideal para espacios mal
distribuidos y fácil de instalar. En
estaciones de Radioaficionados es posible usarla como antena receptora auxiliar,
permitiendo monitorear todas las bandas HF, especialmente en concursos, cuando
se dispone de dos o más equipos de radios HF.
Para transmitir se requiere
equipo o dispositivo acoplador.
Si se instalarla al estilo slooper (diagonal), conformando ángulos de 120° (visto desde arriba) con respecto a
los brazos de cualquier antena Dipolo HF en V invertida, permite mejorar la estabilidad del tubo mástil y
darle mayor resistencia a vientos de altas velocidades.
EJEMPLOS DE HILO LARGO HF
PREPARACIÓN DEL TUBO MÁSTIL, PARA ADICIONAR HILO LARGO HF SLOOPER
Este estilo diagonal, en HF de bajas
frecuencias, con λ mayores 20 metros,
típicamente el unun se acopla en el
extremo superior del hilo de antena, mientras que en bandas desde 10 hasta 20 metros, resulta mejor acoplar desde el
extremo inferior de la misma.
También es posible usar tubo rígido
vertical, telescópico, de longitud fija o variable.
TEORÍA BÁSICA
RELACIONADA AL UNUN
El unun es un autotransformador para
RF, compuesto de tres bobinas enrolladas en un núcleo (de aire, ferrita o
polvo de hierro) y conectadas en serie, cuya función principal es acoplar la alta impedancia existente en
uno de los extremos del hilo conductor de antena, con respecto a la impedancia
característica de la línea coaxial y equipo transceptor.
La relación de conversión de impedancias 9:1 en el unun (675 Ω ↔ 75 Ω ó 450 Ω ↔ 50 Ω) lo determina el cuadrado de la
relación existente entre el número de espiras de sus devanados (N2), es decir, si el número de espiras
en el devanado lado antena, es tres veces el número de espiras del
devanado lado línea coaxial (N= 3), entonces N2 es; 32
= 9.
La relación entre el número de espiras (N = 3), a su vez determina la
relación entre corrientes y voltajes RF. Sabiendo que la
potencia es la misma en ambos devanados, si el voltaje RF es multiplicado por 3 en uno
de sus devanados, entonces para el mismo devanado la corriente se divide entre
3 y viceversa.
CONVERSIONES EN UNUN 9:1
El extremo común o cero voltios del unun 9:1, se conecta a tierra (verde) y a la malla de la línea coaxial. El extremo de alto voltaje se conecta al hilo
de antena (rojo*). El primer
tap o primera derivación de bajo voltaje, se conecta a la línea coaxial (verde* / azul o gris).
UNUN 9:1 PARA HILO LARGO:
Para mejorar el acoplamiento y en
aplicaciones especiales, de ser necesario, es
posible modificar la relación de conversión del unun, agregando o
eliminando espiras de sus devanados, adicionando derivaciones e incluso sumando
una cuarta bobina. Ejemplos:
UNUN MULTIPLE PARA HILO LARGO:
Ejemplo de construcción artesanal de unun o balun de bobinas con taps o derivaciones centrales (las bobinas con derivaciones centrales, preferiblemente se comienzan a enrollar desde el centro de las mismas):
El unun se puede construir con núcleo
de aire, ferrita o polvo de hierro y en forma lineal o toroidal. El número de vueltas (espiras) del alambre
depende principalmente de la permeabilidad del núcleo (multiplica la inductancia), diámetro,
separación entre espiras, frecuencia, entre otros.
NÚCLEOS TOROIDALES:
Los núcleos de ferrita requieren
mayor número de espiras que los de polvo de hierro y generalmente responden en
todas las bandas HF. En núcleos de polvo
de hierro se requieren menor número de espiras pero generalmente su respuesta
desmejora en frecuencias mayores de 10 Mhz (típicamente el fabricante difiere
sus características mediante el color de la pintura). Los núcleos de aire no tienen límite de
frecuencia pero generalmente requieren 10 veces más número de espiras que los
de ferrita.
Los unun 9:1 para bandas HF 80 y 40
metros, típicamente se construyen bobinando de 8 a 14 espiras de tres alambres
paralelamente enrollados de forma uniforme, en núcleo toroidal de polvo de hierro.
En la imagen siguiente izquierda, se muestra
un unun 9:1 para bandas HF desde 10 hasta 30 metros, con núcleo toroidal de
ferrita (de siete espiras en los tres grupos de alambres), en una prueba donde
sencillamente se conecta una carga ficticia compuesta de 9 resistencias de 50 Ω cada una (en serie = 450 Ω) y se aplica RF desde un equipo
transceptor CB 11 metros, en el cual se comprueba el 1.0 ROE mediante su mismo
medidor ROE incorporado. A la derecha,
un ejemplo avanzado de pruebas. La
gráfica muestra el estudio de ROE, realizado a un unun 9:1 para bandas HF 80 ↔ 20 metros, construido
con núcleo de polvo de hierro, de excelente calidad.
RESPUESTAS DE UNUN 9:1 DE CONSTRUCCIÓN ARTESANAL:
CONSTRUCCIÓN DEL
CARTUCHO Y UNUN
MATERIALES A USAR (CARTUCHO):
· Un
anillo PVC de 2 pulgadas de diámetro.
· Dos
tapas ciegas PVC de 2 pulgadas cada una. Se puede usar una tapa ciega y la otra de visita
(roscada).
· Un
conector hembra para cable coaxial, con tornillos y tuercas adecuadas.
· Un
tornillo de bronce, cobre o acero inoxidable, con doble tuerca y diámetro
adecuado para conectar el hilo de antena.
· Dos
tornillos tirafondos cortos, usados como prisioneros de tapa inferior.
· Una
abrazadera pequeña tipo “U” con doble turca (se puede usar un perrito para
guayas).
· Dos
terminales soldables, tipo ojo u horquilla.
MATERIALES REQUERIDOS
PARA EL UNUN DE RELACIÓN 9:1
·
4 metros de alambre de cobre esmaltado.
·
6
a 10 anillos de fundas de fibra de vidrio o chaqueta de cable.
·
Un
núcleo toroidal de ferrita o polvo de hierro.
·
Cinta
adhesiva de fibra de vidrio o teipe plástico.
CONSTRUCCION DEL UNUN 9:1
- Preferiblemente
aplicar cinta adhesiva de fibra de vidrio en la zona de conexiones, o
envolviendo totalmente al toroide, esto con la finalidad de mejorar el
aislamiento entre las conexiones y el núcleo.
- Dependiendo
del núcleo disponible, diámetro de alambres y rangos de frecuencias, bobinar de
6 a 14 espiras de tres hilos paralelos de alambre de cobre esmaltado alrededor
del núcleo toroidal. Si existe
incertidumbre respecto a la longitud de los alambres, para evitar pérdida de
éste, también es posible enrollar cada bobina por separado, como se indica en
la imagen.
3Al enrollar, es necesario tensionar suficientemente los alambres de cobre (cuidando no dañar el esmaltado), de manera que no queden ondulados y abracen
al núcleo toroidal con la menor distancia posible en toda su trayectoria. Los anillos de fundas de fibra de vidrio (o forro de cable coaxial) permiten mantener los tres alambres uniformemente
unidos en toda su trayectoria.
24. Las
conexiones deben ser lo más cortas posibles, evitando cruzar los alambres que
no tienen conexiones entre ellos (en especial los terminales de polaridades
contrarias). Es importante retirar bien
el esmalte de los alambres en los puntos de conexiones y estañado, soldar
los terminales y conector hembra al Unun.
15. Luego
de concluir las pruebas, se sugiere proteger parcial o completamente al unun,
mediante cinta adhesiva de fibra de vidrio, o cualquiera para altas
temperaturas.
CONSTRUCCIÓN DEL
CARTUCHO PARA UNUN 9:1
11. Taladrar
la tapa ciega con mechas adecuadas para fijar el conector hembra de la línea
coaxial. El terminal de tierra del unun
se conecta en uno de los tornillos que fijan a dicho conector.
22. En
el anillo PVC de 2 pulgadas, por un extremo se introduce y aplica pegamento a la
tapa de visita (rosca) y por el otro extremo se introduce el conjunto tapa
ciega-unun y fijar (sin pegamento) con tornillos prisioneros, cuidando que no
lleguen hasta el unun.
13.Taladrar
la tapa roscada de visita para fijar la abrazadera “U” que colgará al cartucho
(aplicar pegamento para evitar que entre agua de lluvia).
24. Taladrar
el cartucho para colocar el tornillo de bronce con doble tuerca y fijarlo
conjuntamente con el terminal de la salida del unun que conecta al hilo de
antena (por dentro del cartucho). Dicho tornillo fijará el alambre de antena (o tubo rígido) por la
parte de afuera del cartucho.
35. Colocar
una tuerca adicional en uno de los tornillos que fijan al conector hembra del
cable coaxial, esto con la finalidad de conectar cable de tierra.
AISLADORES PARA ANTENA DE HILO LARGO
Es posible usar aisladores de
cualquier material no conductor y de diversas formas, pero para mejorar la
estética de la antena, se sugiere construir los aisladores explicados a
continuación.
Se construyen con
tubos PVC para agua caliente de 3/4 de diámetro, dos tapas para tubo PVC de 3/4
en los extremos, con sus debidas alcayatas (doble tuerca cada una) y tornillos
prisioneros.
Según el tensionado y peso del hilo
de antena, se sugiere colocar mayor número de tornillos prisioneros por cada
tapa PVC.
PARA FINALIZAR
Este y muchos artículos similares que
he escrito, son de libre uso,
eventualmente son modificados y la última actualización siempre estará
disponible para descargar desde www.qrz.com (YY5RM en el buscador), o directamente desde https://www.qrz.com/db/YY5RM
Ramón Miranda YY5RM
Instructor de electrónica en el Radio Club Venezolano.
Enlace para descargar el archivo, en formato pdf
Actualizado el 24-09-2017):
