APRESENTAÇÃO

Você já deve ter visto essa cena numa live de rádio ou num grupo de WhatsApp de radioamador: alguém posta a foto de uma antena de fio, chama de “End-Fed” e recebe uma enxurrada de respostas contraditórias. Um fala em 49:1, outro jura que é 9:1, um terceiro garante que “End-Fed não precisa de contrapeso” e ninguém explica o porquê de nada. O sujeito compra o transformador errado, pendura o fio, mede uma ROE de doer os olhos e conclui errado que a antena “não presta”.

Essa confusão não é falta de estudo de quem pergunta. É que EFHW e EFRW compartilham o sobrenome (“End-Fed”) mas não são parentes tão próximos assim. Neste artigo você vai entender por que uma antena ressonante e uma não ressonante pedem transformadores completamente diferentes, de onde saem os números 49:1 e 9:1, se dá para trocar um pelo outro (spoiler: não, e vamos mostrar a conta) e por que essa história de “não precisa de contrapeso” é, na melhor das hipóteses, uma meia-verdade perigosa.

INTRODUÇÃO

As duas antenas são alimentadas pela ponta daí o “End-Fed” nos dois nomes. Mas essa é praticamente a única coisa que elas têm em comum. Eletricamente, são duas filosofias diferentes de resolver o mesmo problema: como tirar RF de um fio comprido sem precisar de um ponto central de alimentação.

A EFHW – End-Fed Half-Wave – é uma antena ressonante. O fio é cortado para ficar próximo de meia onda na banda fundamental, e é exatamente essa ressonância que faz a impedância no ponto de alimentação disparar para uma faixa muito alta. A ARRL, em seu projeto clássico de EFHW, cita algo em torno de 2.500 Ω nesse ponto quase cinquenta vezes mais do que os 50 Ω que o seu transceptor espera ver.

A EFRW – End-Fed Random Wire – normalmente é usada como antena não ressonante. O comprimento não é escolhido para bater com meia onda nem com nenhuma fração óbvia dela; é escolhido, ao contrário, para fugir das impedâncias extremas nas bandas que você pretende usar. Por isso ela quase sempre aparece acompanhada de um acoplador de antena logo depois do transformador.

Guarde esta frase, porque ela resume o artigo inteiro:

A EFHW procura a ressonância. A EFRW procura evitar a ressonância.

Todo o resto o transformador certo, a necessidade ou não de ATU, o comportamento em multibanda, até o tipo de contrapeso decorre dessa única escolha de projeto.

Comparação prática

Um exemplo deixa isso muito claro: 40 metros

Digamos que você queira operar em 40 metros com uma EFHW. O comprimento de onda dessa banda é:

λ = 300 / 7,1 ≈ 42,25 m

Meia onda, portanto:

42,25 / 2 ≈ 21,1 m

Na prática o fio sai um pouco menor do que essa conta de padaria o fator de velocidade do condutor, o diâmetro, a altura da instalação e tudo que está ao redor do fio (árvores, paredes, umidade) puxam o comprimento ressonante para baixo. Não é capricho do fabricante: é física de antena real interagindo com o mundo real.

Por isso uma EFHW comercial para 40 m costuma ficar perto de 20 metros (66 pés) e não por coincidência é exatamente o comprimento do projeto clássico da ARRL, que entrega operação em 40, 20, 15 e 10 metros com um único fio. O motivo é bonito de ver quando você olha os múltiplos:

• Em 40 m, o fio está próximo de ½ λ
• Em 20 m, próximo de 1 λ
• Em 15 m, próximo de 1½ λ
• Em 10 m, próximo de 2 λ

Como todas essas bandas são múltiplos harmônicos da fundamental, o mesmo fio de 40 m tende a apresentar condições de casamento interessantes também nelas daí a fama de “multibanda de graça” da EFHW. Na prática real, quase sempre são necessários pequenos ajustes de comprimento para deixar a ROE confortável em todas as quatro bandas ao mesmo tempo, mas a ideia de fundo é essa: você está explorando a relação harmônica do fio consigo mesmo.

E a EFRW? O nome engana

Aqui mora uma das confusões mais bem-intencionadas do hobby. “Random Wire” dá a entender que qualquer comprimento de fio serve jogue lá o que sobrou do carretel, pendura numa árvore e pronto. Para recepção, tudo bem, pode até ser encarado assim. Para transmissão multibanda, é uma péssima estratégia.

A RSGB recomenda escolher um comprimento que não caia numa impedância excessivamente alta nem excessivamente baixa nas bandas que você pretende usar. A Palomar Engineers vai além e é bem específica: evite comprimentos próximos de ¼ ou ½ onda nas frequências de transmissão, porque isso empurra uma impedância complicada para a entrada do transformador 9:1 e faz o tuner suar para casar.

Ou seja: o fio não é aleatório coisa nenhuma. Você escolhe, deliberadamente, um comprimento que produza impedâncias administráveis pelo conjunto 9:1 + ATU. Tecnicamente, “End-Fed Non-Resonant Wire” descreveria muito melhor essa antena do que “Random Wire” só que o nome já pegou e não vamos mudar a tradição do hobby por um artigo.

Por que 49:1 na EFHW?

Esta é a parte que separa quem só decora tabela de quem entende o que está fazendo e é a mais gostosa para quem curte a eletrônica por trás do rádio.

Partindo da impedância típica citada pela ARRL, de aproximadamente 2.450 Ω, e querendo chegar perto dos 50 Ω do transceptor:

2.450 / 50 = 49

Daí o 49:1 de impedância. Mas repare que essa é uma relação de impedâncias, e um transformador não trabalha diretamente com impedância trabalha com espiras. A ponte entre as duas grandezas é:

Z₂ / Z₁ = (N₂ / N₁)²

Então, para achar a relação de espiras, você tira a raiz quadrada da relação de impedâncias:

√49 = 7

Um transformador 49:1 de impedância tem, portanto, uma relação de espiras de aproximadamente 7:1. É esse enrolamento que a ARRL usa para transformar a impedância elevadíssima da ponta de uma EFHW em algo que o coaxial e o transceptor reconheçam como próximo de 50 Ω.

E por que 9:1 na EFRW?

O 9:1 é um casamento bem menos ambicioso e é aí que está a diferença de filosofia entre as duas antenas.

Considerando uma impedância nominal de referência de 450 Ω:

450 / 50 = 9

E, seguindo a mesma lógica de espiras:

√9 = 3

Relação de espiras de aproximadamente 3:1. Só que aqui é importante não se enganar quanto ao objetivo: o 9:1 não está tentando entregar exatamente 50 Ω ao rádio, como faz o 49:1 da EFHW. Ele está trazendo uma impedância que pode ser de várias centenas de ohms para uma faixa que o acoplador de antena consiga trabalhar sem sofrer. A Palomar, por exemplo, descreve aplicações de fio não ressonante nessa faixa de algumas centenas de ohms justamente usando a transformação 9:1 como etapa intermediária antes do ATU.

Fica fácil de lembrar assim: o 49:1 tenta fazer o casamento sozinho. O 9:1 só coloca a bola dentro do campo em que o tuner consegue jogar.

Posso colocar um 9:1 em uma EFHW?

Pergunta honesta, e a resposta honesta é: fisicamente pode até existir alguma combinação de comprimento e ATU que “funcione” torto, mas não é o casamento pensado para essa antena e os números mostram por quê.

Se a ponta da sua EFHW apresenta, digamos, 2.500 Ω, um transformador 9:1 entregaria ao coaxial:

2.500 / 9 ≈ 278 Ω

Ainda uma barbaridade longe dos 50 Ω. Com o 49:1 correto:

2.500 / 49 ≈ 51 Ω

A diferença fala por si. Um 9:1 numa EFHW deixa praticamente todo o trabalho pesado para o ATU e ATU trabalhando com carga muito reativa é sinônimo de mais perda em forma de calor, não de mágica.

Posso colocar um 49:1 em uma EFRW?

Também não, e pela razão oposta. A impedância de uma EFRW muda bastante de banda para banda é da natureza dela, já que não foi projetada para ressonância. O 49:1 foi calculado para uma condição de impedância muito alta e relativamente previsível, como a da ponta de uma meia onda ressonante.

Se a carga da sua EFRW estiver em torno de 450 Ω numa determinada banda, um 49:1 entregaria:

450 / 49 ≈ 9,2 Ω

O rádio continuaria enxergando uma condição bem distante de 50 Ω só que agora baixa demais, em vez de alta demais. É por isso que escolher o unun “porque as duas são End-Fed” é exatamente o tipo de atalho que gera as reclamações de ROE alta que a gente vê todo dia nos grupos.

O ponto mais interessante do artigo: o contrapeso

Prepare-se, porque aqui mora a informação ruim mais espalhada da internet sobre esse assunto: “EFHW não precisa de terra nem de contrapeso”. É uma simplificação perigosa, e o motivo é simples de entender: todo sistema de antena precisa de um caminho de retorno para a corrente de RF. Sem retorno, não existe circuito fechado, e sem circuito fechado a antena simplesmente não irradia direito.

O que muda de instalação para instalação é como esse retorno acontece. Ele pode vir de:

• um contrapeso dedicado;
• a blindagem externa do próprio coaxial;
• uma estrutura aterrada nas proximidades;
• capacitância para o ambiente (o solo, objetos metálicos, o próprio operador);
• ou, na prática, uma combinação de vários desses elementos ao mesmo tempo.

A própria SOTABeams discute o uso de contrapeso em suas EFHW e chama atenção para a corrente de modo comum aquela que teima em subir pela malha do coaxial e “morder” o equipamento, o notebook conectado nele ou até o operador. A recomendação de colocar um choke de modo comum em um ponto adequado da linha não é excesso de zelo: é o que separa uma antena bem-comportada de uma fonte de RFI dentro de casa.

Nas EFRW isso fica ainda mais na cara. Sistemas comerciais com 9:1 costumam usar deliberadamente a própria blindagem do coaxial como parte do contrapeso, e por isso recomendam o choke com ainda mais insistência.

Se você quiser aprofundar exatamente esse ponto, ele daria um artigo inteiro só para si: “EFHW realmente não precisa de contrapeso? Entenda para onde vai a corrente de retorno.” Fica a sugestão de pauta.

E qual é mais eficiente?

Resista à tentação de fechar o artigo com “EFHW é melhor que EFRW”. Não é tão simples assim, e quem te vender essa resposta pronta está simplificando demais.

Nas bandas para as quais foi projetada, uma EFHW bem construída tende a apresentar uma condição de casamento mais previsível, e isso evita as perdas extras de um ATU trabalhando o tempo todo com carga muito reativa. Já a EFRW oferece muito mais liberdade para quem quer transitar entre bandas que não têm relação harmônica entre si, desde que o tuner tenha faixa de casamento suficiente.

O preço dessa liberdade é que impedância, ROE, perdas no coaxial, perdas no unun e perdas no ATU podem variar bastante de banda para banda você troca previsibilidade por versatilidade.

Um exemplo real: 40, 30, 20 e 17 metros

Suponha que você queira operar justamente nessas quatro bandas. A clássica EFHW de 40 m funciona muito bem como sistema multibanda nas bandas harmonicamente relacionadas 40/20/15/10 m, como já vimos. O problema é que 30 e 17 metros são bandas WARC, e elas não caem nessa mesma relação harmônica conveniente com uma EFHW simples de 40 m.

É exatamente nesse cenário que uma EFRW com 9:1 e um bom ATU vira a escolha mais interessante: a maior liberdade de sintonia compensa a imprevisibilidade de impedância, porque o que você quer ali é abrangência de bandas, não o casamento mais eficiente numa banda específica.

Um detalhe que quase ninguém menciona: a tensão na EFHW

Na extremidade de uma meia onda, a corrente é baixa e a tensão é alta é justamente essa combinação que produz a impedância elevadíssima que vimos lá atrás. E isso tem uma consequência prática que vai muito além da teoria: o transformador, o capacitor de compensação, os isoladores e as conexões da EFHW podem ficar sujeitos a tensões de RF nada triviais.

A SOTABeams dá um exemplo que costuma abrir os olhos de quem nunca parou para calcular isso: considerando algo em torno de 4.700 Ω na ponta, 100 W de potência podem produzir cerca de 686 V RMS ali. Não é um número para assustar ninguém é um número para lembrar por que isolamento de qualidade e boa distância de fuga no transformador não são luxo, são parte do projeto.

CONSIDERAÇÕES FINAIS / CUIDADOS

• Nunca escolha o transformador pelo nome da antena (“é End-Fed, então é 49:1” ou “é End-Fed, então é 9:1”). Escolha pelo comportamento elétrico: ressonante e impedância alta previsível pede 49:1; não ressonante com impedância variável pede 9:1 seguido de ATU.
• Sempre trate o contrapeso/retorno de RF como parte do projeto, não como opcional. Um choke de modo comum bem posicionado evita RFI e protege seus equipamentos.
• Em EFHW, respeite o isolamento: tensões de centenas de volts na ponta do fio não perdoam contato acidental nem isoladores de qualidade duvidosa.
• Em EFRW, escolha o comprimento com intenção evite frações próximas de ¼ ou ½ onda nas bandas que você pretende transmitir, para não sobrecarregar o ATU.
• Antes de trocar de banda numa EFRW, confirme que o ATU tem faixa de casamento suficiente para a impedância esperada naquele comprimento.

BIBLIOGRAFIA

• ARRL – projeto e artigos técnicos sobre a End-Fed Half-Wave (EFHW), incluindo a antena de referência para 40/20/15/10 m.
• RSGB – orientações sobre escolha de comprimento em antenas de fio não ressonante (Random Wire).
• Palomar Engineers – notas de aplicação sobre transformadores 9:1 e uso em fios não ressonantes.
• SOTABeams – notas técnicas sobre contrapeso, corrente de modo comum e tensão de RF em EFHW.

Um forte 73, e até o próximo artigo da bancada.