Versión 1.1 23-Octubre-2003
Indice
Introducción. Referencias
En esta página explico mis aventuras y desventuras para construír una antena tipo Pacific Wireless "BackFire", más conocida como "TarterAntena (tm)"
Las pruebas realizadas en el laboratorio me han dado una ganancia del orden de 17dB y una directividad de +/-40 grados. Es una antena direccional relativamente pequeña ( 25cmts de diámetro por 15 cmt de ancho ) que se maneja mejor que las tradicionales helicoidales o guia-ondas, ( muy pornográficas eso sí :-). Además es muy sencilla y no precisa de ajustes adicionales. Simplemente hay que extremar el cuidado a la hora de cortar y medir el material.
En cuanto al precio... La Pacific Wireless (15dB) "BackFire" cuesta unos 50 euros. La Stella Doradus (17dB) sale por 40 euros (y abulta el doble). La "TarterAntena(tm)" sale por unos 12 euros... no está nada mal para 17 dB's...
Ruego encarecidamente que me mandéis comentarios, sugerencias, experiencias, etc. Mi dirección de correo es mailto:jonsito@teleline.es
Enlaces
- Este artículo está basado en los esquemas y planos elaborados por Martti Palomaki, que a su vez se basó en un artículo publicado en http://6mt.com/2304tech.htm. Los enlaces originales se encuentran en http://www.saunalahti.fi/~elepal/antenna1.html
- Para los que deseen la antena Pacific Wireless de verdad, aquí tienen el enlace
- He aquí la autopsia de la Pacific-Wireless. Para los curiosos, el enlace original
- Una copia del artículo original (en inglés) viene aquí
- En este enlace tenéis un artículo completo (páginas 1 y 2)sobre este tipo de antenas de la banda de microondas
- Aquí tenéis otra implementación, cortesía de Carl Rabe (G6NLC). El enlace original es: http://www.frars.org.uk/cgi-bin/render.pl?pageid=1076
- (En italiano), cortesía de Fabrizio, otro diseño para la short-backfire. El enlace original está aquí
- En esta página http://www.medicaljournal-ias.org/8_4/Al-Rashid.htm hay un montón de estudios, documentos y enlaces sobre este tipo de antenas. Desgraciadamente no hay enlaces para todos....
Aunque estos enlaces están en inglés, recomiendo su estudio detallado: Las fotos de mi "niña" no son siempre claras, y los diagramas y esquemas del documento original son a veces mucho más explicativos
Antes de empezar
Vamos a recitar el mantra:
- 2,45Ghz dan una longitud de onda (L) de 124 milímetros
- 2 * L son 248 mmts
- L / 2 son 62 mmts
- L / 4 son 31 mmts
Material Necesario
- Una tartera metálica de 248 mmts de diámetro interior
-
Podéis encontrarla en cualquier Carrefour o Alcampo
Precio aproximado: 3 euros
- ATENCION: No se os ocurra creer en las dimensiones que figuran en los estantes. (ver mi primera antena)
- A ser posible el borde debe ser perpendicular a la base. En caso contrario la antena perderá algo de directividad...
- La tartera debe ser de latón o de algún material en el que se pueda soldar
- ATENCION: No se os ocurra creer en las dimensiones que figuran en los estantes. (ver mi primera antena)
- Un tubo de cobre o latón de 12mmts de diámetro exterior y 10mmt de diámetro interior y de unos 10cmts de largo
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Precio aproximado 0,60 euros
En Akí o en LeroyMerlín encontraréis tubos de cobre apropiados. Desgraciadamente no los venden en longitudes inferiores a 1 metro...
- Una varilla de cobre o latón de 4 mmts de diámetro exterior y de 1 metro de largo
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Precio aproximado 2.5 euros. Se compran tambien en AKI o en LeroyMerlin
Si encontráis una varilla hueca, mejor que mejor. En caso negativo, la varilla rígida es una solución válida. Lo ideal sería encontrar un hilo de cobre de dichas dimensiones, pero no he sido capaz de encontrarlo...
- Un conector tipo "N"
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Lo más caro: 6,5 euros. En caso necesario vale tambien un conector "PL", pero a costa de perder 2dB's...
- Una tapa plástica tipo "microondas" de 25cmts de diámetro (real).
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A comprar en el Híper. Os recomiendo encarecidamente llevar una regla / metro para medir....
Precio aproximado: 2 euros - Una plancha de latón de 50mmts de diámetro
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La podemos obtener de cualquier lata de foie-gras o similar... :-)
- Estaño calidad "fontanero"
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Realmente, salvo en el dipolo, las soldaduras a realizar no son de precisión... no es necesario usar estaño del bueno... :-)
- Pegamento tipo "barra termofusible" con pistolita aplicadora
Alternativamente se puede usar silicona transparente
- Soldador tipo "macho-man" ( 75-90 Watts :-)
Si tienes un soldador tipo lápiz, ni lo intentes: vamos a soldar planchas de metal que disipan muuuuuuucho el calor
- Herramientas al uso:
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- Lima, sierra para metales, cutter, regla, alicates,...
- Un "pie de rey" o calibre para afinar medidas, tampoco estaría de más... pensad que un milímetro a estas frecuencias significa un desplazamiento de 30Mhz...
Aquí tenemos la foto. Una vez con todo el material, vamos a empezar...
Preparación del material
| Primero lo fácil: Vamos a montar el plato reflector. Para ello cogemos la tartera, y recortamos los bordes de manera que tengan una altura de exactamente 31mmts (L/4) referidos al interior de la tartera. Lijamos cuidadosamente los bordes, que cortan una barbaridad. Calculamos el centro del plato y hacemos un taladro de 12mmts de diámetro. | |
| Cortamos el tubo "gordo" (12mmt)a una longitud de 62mmts y lijamos cuidadosamente los extremos |  |
 | Cortamos tres tubitos (4mmt) a tres longitudes: 62, 33 y 26 mmts respectivamente. Limaremos los dos tubos mas largos en bisel, de manera que encajen exactamente uno con otro en ángulo de 90 grados |
| Hacemos dos ranuras simétricas en el tubo gordo, de una longitud de 31 mmts., y de una anchura de 1mmt. con unos alicates de corte y con la lima, hacemos dos "mordiscos" semicirculares de 2mmts de radio a 90 grados de cada ranura en el tubo gordo |  |
Construcción del dipolo
El dipolo es la parte más crítica de la antena: del mismo modo que el diámetro del plato nos va a dar la frecuencia de resonancia del invento, el dipolo nos va a determinar el factor de calidad y la ganancia de la antena
| Empezaremos soldando la varilla larga ( 62mmt) al conector. En mi prototipo se usa un conector tipo "PL", pero recomiendo encarecidamente el uso de un conector "N" Dejaremos entre el borde del conector y el comienzo de la varilla un espacio de 2 mmts, que nos permita soldar la varilla al conector, así como que sobresalgan 2 mmts del bisel por el otro lado |  |
 | Soldamos el tubo gordo al exterior del conector. Cuidaremos de que el bisel de la varilla interior esté alineado con una de las muescas semicirculares del tubo externo |
| Esta estructura es un ejemplo de libro de lo que es un coaxial con nucleo de aire, ajustado para que la relacion entre los diametros de los tubos interior y exterior nos proporcione una impedancia de 50 ohms | |
| A base de lima, eliminamos restos de pintura/teflón alrededor de la ranura que hemos realizado en el plato, y estañamos ésta Soldamos el conjunto conector/varillas al plato. Atención: El comienzo de las ranuras debe coincidir con la superficie interna del plato. |  |
 | Ya está el dipolo casi terminado. Ahora solo nos falta soldar las varillas cortas al "coaxial" que hemos montado:
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!Alto ahí! !Qué es eso de unir el vivo y la masa de un coaxial!
!Alarma!!Alarma!!Alarma!...
No problemo: (breve introducción a las microondas)
El aparente cortocircuito, no es tal: Recordemos que estamos trabajando con microondas, y a 2,4 gigaherzios las cosas no siempre son lo que parecen...Si os dais cuenta tenemos un dipolo hecho con cuatro segmentos:
- Cada una de las varillas pequeñas
- La varilla interna del "coaxial"
- Uno de los segmentos del tubo, ( el que va a la varilla corta )
El segundo segmento del tubo es el que parece que monta el jaleo. Realmente es la clave: Por teoría de antenas, se puede demostrar que a L/2 de cada "polo" de un dipolo, la densidad de corriente a la frecuencia de resonancia es nula. Esto significa que en nuestro caso, a una frecuencia de 2,4Ghz no se deriva corriente del dipolo hacia masa.
Para cualquier otra frecuencia, la densidad de corriente en dicho punto no será nula, y tendremos -efectivamente- un cortocircuito entre el activo y la masa.
En cristiano. Acabamos de realizar un circuito resonante sintonizado a 2,45Ghz y que va a hacer que la ganancia a cualquier otra frecuencia que no sea ésta sea prácticamente nula
Esta cualidad de alta selectividad es la que hace de la "TarterAntena(tm)" una antena tan especial.... ninguna otra antena casera tiene tan alta sensibilidad a una única frecuencia.
Evidentemente esto tambien tiene sus inconvenientes: como la antena esté mal calculada, y dado que no tiene elementos ajustables, cualquier error de diseño nos hará que el resultado sea desastroso (ver al final)
Para mas información remito al lector a los enlaces....
Construcción de los directores. Montaje de la tapa
Con lo que tenemos hasta ahora, si lo medimos veremos que tenemos ya una antena con una ganancia de unos 12dB's. Vamos a mejorarla un poco
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El diámetro de la "tapa" de foie-gras no es aleatorio: la culpa la tiene un tal Bessel, que me ocasionó pesadillas cuando estudiaba matemáticas....
| ¿Cómo fijamos el aro circular y la tapa de manera que queden exactamente a 31 mmts del borde del plato ? Pues con un poco de imaginación... En mi caso, la tapa de microondas tiene dos hendiduras con las que sujetar la tapa cuando la comida está caliente.... he aprovechado para pegar ahí la tapa. Con lo que el problema serio consiste en recortar la tapa para que al pegarla al plato quede todo el artefacto metálico que hemos pegado a 31mmts |  |
Con este engendro hemos ganado cerca de 3dB's en nuestra antena. Ahora sólo queda pegar la tapa al plato....
Adicción de los anclajes. Detalles finales
Dejo el tema a la imaginación del lector... únicamente recordar que NO DEBE HABER contacto eléctrico entre el plato y el mástil.
En las referencias citadas en los enlaces, hay alguna idea al respecto
Para finalizar, con pegamento termofusible vamos a sellar todos los "agujeros" de la tapa de plástico, dejando en la parte más baja un agujero para que se pueda evacuar el agua resultante de la condensación.
Con esmalte transparente pintamos todas las partes metálicas susceptibles de corrosión, y....
!Esto es todo, amigos! He aquí a la criatura:
Pruebas y medidas
Las graficas siguientes corresponden al datasheet de la BackFire de Pacific Wireless. Estoy esperando turno en la camara anecoica para poner las de mi antena, pero os podéis hacer una idea....
