Antena Dipolo Coaxial de 10 Metros: O Projeto Compacto de PY2RML

Introdução

No mundo do radioamadorismo, a busca por antenas eficientes e compactas é uma constante, especialmente para aqueles com espaço limitado. Rubens, PY2RML, do Brasil, apresentou um projeto engenhoso para uma antena coaxial de 10 metros que utiliza o fator de velocidade do cabo coaxial para reduzir significativamente seu tamanho. Este artigo detalha o projeto, os cálculos e a explicação técnica por trás dessa inovadora antena, baseando-se nas informações compartilhadas por PY2RML [1] e no projeto original de K4MMG [2].

A Inspiração: O Projeto de K4MMG

A antena de PY2RML foi inspirada em um conceito desenvolvido por K4MMG, que por sua vez se baseou em ideias de John, N0KHQ, para antenas Yagi de 2 e 6 metros. A premissa fundamental é o uso do fator de velocidade (VF) do cabo coaxial para encurtar fisicamente o comprimento da antena. Tradicionalmente, o comprimento de uma antena é determinado pela velocidade da luz no vácuo. No entanto, quando a energia de radiofrequência (RF) viaja através de um cabo coaxial, ela o faz a uma velocidade menor, determinada pelo seu fator de velocidade. Ao construir os elementos da antena com o dielétrico do cabo coaxial, é possível aproveitar essa característica para criar antenas mais curtas, mantendo a ressonância na frequência desejada.

Entendendo o Fator de Velocidade

O fator de velocidade (VF) é a razão entre a velocidade de propagação de um sinal em um meio (como um cabo coaxial) e a velocidade da luz no vácuo. Para o cabo RG58 foam (celular type) utilizado por Rubens, o VF é de 0.66. Isso significa que a RF viaja a 66% da velocidade da luz dentro do cabo. Consequentemente, para que o cabo ressoe em um determinado comprimento de onda elétrico, ele precisa ser fisicamente mais curto do que um condutor nu no ar.

Cálculos Técnicos da Antena de 10 Metros de PY2RML

Rubens projetou sua antena para operar na frequência de 28.450 MHz. A fórmula padrão para o comprimento total de um Antena de meia onda no ar é de 142.5/Frequência (em MHz) em metros. No entanto, ao incorporar o fator de velocidade do cabo coaxial, a fórmula é ajustada.

Fórmula de Rubens (para um lado do dipolo):

Rubens utilizou a seguinte fórmula simplificada para calcular o comprimento de um lado:

Comprimento por lado (metros) = (Fator de Velocidade * 75) / Frequência (MHz)

Para a frequência de 28.450 MHz e um VF de 0.66 (para RG58 foam):

Comprimento por lado = (0.66 * 75) / 28.450 MHz Comprimento por lado ≈ 1.74 metros

Comprimento Total da Antena de PY2RML:

O comprimento total de Rubens é o dobro do comprimento de um lado:

Comprimento Total (PY2RML) ≈ 2 * 1.74 metros ≈ 3.48 metros

Comparação com um antena Padrão:

Para fins de comparação, uma antena padrão de meia onda para 28.450 MHz (sem considerar o fator de velocidade) teria um comprimento total de:

Comprimento Total (Padrão) = 142.5 / Frequência (MHz) Comprimento Total (Padrão) = 142.5 / 28.450 MHz ≈ 5.01 metros

Percentual de Encurtamento:

O projeto de Rubens resulta em uma antena significativamente mais curta:

Percentual de Encurtamento = ((Comprimento Padrão – Comprimento PY2RML) / Comprimento Padrão) * 100 Percentual de Encurtamento = ((5.01 – 3.48) / 5.01) * 100 ≈ 30.54%

Isso demonstra que a antena de PY2RML é aproximadamente 30.54% mais curta que um antena padrão para a mesma frequência, confirmando a eficácia do uso do fator de velocidade para redução de tamanho.

Construção e Desempenho

Rubens construiu sua antena utilizando cabo coaxial RG58 foam e suportes de nylon de 0.8mm, que são baratos e leves, facilitando a montagem e desmontagem para experimentação. A antena foi instalada a 4 metros acima do solo, com polarização horizontal. Nos testes iniciais, a antena apresentou uma Relação de Onda Estacionária (ROE) de 1:1.1, indicando uma excelente correspondência de impedância com o cabo RG58. Rubens relatou contatos bem-sucedidos com estações na Bulgária, Itália, Marrocos e EUA, demonstrando o bom desempenho da antena.

Conclusão

O projeto da antena antena coaxial de 10 metros de Rubens, PY2RML, é um excelente exemplo de como a criatividade e a compreensão dos princípios da radiofrequência podem levar a soluções práticas para desafios comuns no radioamadorismo. Ao utilizar o fator de velocidade do cabo coaxial, Rubens conseguiu uma antena compacta e eficaz, ideal para operadores com limitações de espaço. Este projeto não só oferece uma alternativa viável às antenas de tamanho completo, mas também encoraja a experimentação e a inovação na comunidade radioamadorística.

Referências

[1] 10 Meter Dipole Using Coax Velocity Factor To Shorten Antenna by PY2RML [2] COAX ANTENNA PROJECTS – K4MMG 2 AND 6 METER ANTENNAS – Using Velocity Factor to Reduce Size!