Dipolo de banda ancha de 2 hilos

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Resumen:

En este artículo se describen el diseño y la simulación con 4Nec2 de un dipolo de banda ancha de dos hilos, capaz de trabajar en la banda completa de 3-30 MHz.

Las simulaciones tienen como objeto la determinación de la ROE y los diagramas de radiación en la banda de trabajo de la antena. Agradecimiento a EA4NA por su ayuda en la simulación de la antena.

	Tipo: Dipolo de banda ancha
	Diseño: Australiano
	Impedancia: 300 ohms
Simulación: 4NEC2	Banda: 3-30 MHz
Notas: Cargas resistivas e inductivas.

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Dipolo_Banda_ancha_dos_hilos.nec

1. Diseño y modelado de la antena.

Fig.1. Antena dipolo de banda ancha de 2 hilos (3-30 MHz).

En la fig.1 se muestra el diseño del dipolo. Todas las distancias se expresan en metros. Desde el punto de alimentación, la estructura de cada rama se describe de la siguiente forma:

Los dos hilos que conforman cada rama han de alcanzar una separación de 1.80 metros a 1.25 metros desde el punto de alimentación. En ese punto se ubica el primer separador metálico para mantener a los hilos paralelos.

Tras el primer separador, ambos hilos se extienden una longitud de 12.10 metros hasta el siguiente separador.

En este punto existe una discontinuidad de 0.45 metros hasta la siguiente sección de la rama.

La siguiente sección nuevamente tiene dos hilos, con un separador al principio y otro al final. La longitud de la sección es de 6.40 metros.

Ambas secciones se unen con una carga resistiva de carbón (330 ohmios, 2 W) y una bobina (16 uH) dispuestas en paralelo. Para el diseño de las bobinas, puede utilizar las herramientas proporcionadas por AMSAT Argentina.

Todos los hilos son de cobre, con una sección de 1 mm. Los ocho separadores utilizados en la antena son metálicos, con un diámetro de 12.5 mm. La potencia máxima aplicada a la antena no ha de exceder los 350 W.

En la fig.2 se muestra la antena modelada con 4Nec2.

Fig.2. Antenna modelada con 4Nec2.

La antena presenta una impedancia de unos 300 ohmios en el punto de alimentación, casi en toda la banda 3-30 MHz. Se puede utilizar con línea coaxial de 50 ohmios, empleando un balun 4:1.

2. Resultados de la simulación.

En los siguientes apartados se muestran los resultados de la simulación con 4Nec2: relación de onda estacionaria y diagramas de radiación en bandas de interés.

2.1 Relación de onda estacionaria (ROE).

Cálculos de ROE para una impedancia característica de 300 ohmios. En algunos casos, especialmente si la antena se ubica cerca de objetos metálicos, puede ser necesario utilizar un acoplador de antena.

La fig.3 muestra los resultados de la simulación para toda la banda 3-30 MHz.

Fig.3. ROE (300 ohms) en la banda 3-30 MHz.

2.2. Diagramas de radiación.

Banda de 80 m: Antena bidireccional (fig.4) con lóbulos principales perpendiculares al eje de la antena, presentando pérdidas de unos 0.76 dBi. La antena también radia en modo NVIS, con pérdidas de unos 0.76 dBi.

Fig.4. Diagrama de radiación en la banda de 80 metros (3.5 MHz).

Banda de 40 m: Antena bidireccional (fig.5) con lóbulos principales perpendiculares al eje de la antena, presentando una ganancia de unos 0.76 dBi. La antena también radia en modo NVIS, con pérdidas de unos 0.78 dBi.

Fig.5. Diagrama de radiación en la banda de 40 m (7 MHz).

Banda de 20 m: Antena bidireccional con cuatro lóbulos principales ubicados a 30 grados desde la perpendicular al eje de la antena (fig.6). Ganancia en torno a 3.26 dBi.

Fig.6. Diagrama de radiación en la banda de 20 m (14 MHz).

Banda de 17 m: Antena bidireccional con cuatro lóbulos principales ubicados a 55 grados desde la perpendicular al eje de la antena (ganancia de 8.24 dBi) y dos lóbulos secundarios perpendiculares al eje de la antena (ganancia 4.43 dBi). Ver fig.7.