Esta antena con forma piramidal tiene algunas propiedades interesantes.
Su impedancia terminal, dependiendo de la altura sobre tierra, se halla entre 60 y 100 ohms. La radiación se encuentra principalmente en los alambres inclinados. Como se puede verificar en la distribución de corriente, la sección horizontal transporta comparativamente poca corriente, y es igual en magnitud pero de dirección opuesta, por lo que los campos tienden a cancelarse.
Por consiguiente, la radiación de las secciones horizontales es despreciable. A gran ángulo con respecto a tierra, la antena es sustancialmente omnirradiante; a pequeños ángulos la radiación es mayor en la dirección AB y débil en dirección CD, como se
indica en la Figura de la piramide.
Debido a que los alambres radiantes están a un cierto ángulo entre sí el acoplamiento con líneas aéreas es mucho menor que en el caso de antenas horizontales.
El "Q" de la Piramidal es menor que el de la V invertida de alambre simple.
Con otros sistemas de espira de onda completa, como el elemento de Quad, la Piramidal comparte la característica de no tener "efecto de puntas".
Como resultado, el largo total del alambre se aproxima al largo de onda natural, siempre que los terminales de alta tensión (en este caso la sección horizontal) estén suficientemente apartados de tierra u otros objetos.
El área ocupada por esta antena de onda completa es extremadamente pequeña y se requiere un solo mástil.
Debido a su forma, la antena puede simular el sistema de anclaje para su mástil soportador.
De allí que fuera bautizada Piramidal de Anclaje.
Observando la Figura de la piramide, la relación con el dipolo en forma de V invertida será obvio. En realidad, la Piramidal puede ser definida como consistiendo de dos V invertidas, cortocircuitadas, colocadas en ángulo recto y conectadas en serie.
Comparte con la V invertida la ventaja de tener sus terminales en el extremo superior del mástil, ofreciendo un conveniente soporte para la línea de alimentación.
Un cálculo rápido muestra que una antena similar para 4 Mc/s ocuparía un área de no más de 12,80 por 12,80 metros y que la altura sería de 12,20 metros suponiendo que las secciones horizontales están a 3,05 m sobre la tierra.
Un toque accidental de los terminales de una antena en uso es peligroso, las secciones horizontales de la Piramidal deben estar por lo menos a una altura de 3 m sobre el terreno.
Sintonía
La siguiente figura, muestra, esquemáticamente, cómo puede ser reducida la frecuencia resonante de tal antena.
Mediante el agregado de alambres rígidos conectados a los "terminales" hacen la adaptacion.
El hecho de que estos terminales, por ejemplo, los centros de las secciones horizontales de la Piramidal, son fácilmente accesibles nos capacita para construir un dispositivo de sintonía.
Una solución práctica, que nos ofrece tantas frecuencias como querramos, se muestra en la Figura siguiente "B"..
La línea que interconecta los centros de las secciones horizontales es interrumpida por aisladores en puntos predeterminados. Cortocircuitando simultáneamente uno o más juegos de aisladores de cada punta, la antena puede ser alargada paso a paso. De esta manera un rango de frecuencia de relación 1,2 a 1 puede ser cubierto sin inconvenientes..
En 80 metros, esto sería desde 4.0 hasta 3.3 Mc/s.
Dichos alambres rígidos adaptadores (stubs) no sólo reducen la frecuencia resonante sino también la impedancia terminal. Mediciones realizadas han demostrado que sobre el rango completo la impedancia variará desde 90 ohms a la frecuencia más alta, a alrededor de 50 ohms a la más baja.
Sugerencias sobre detalles de construcción
Poco sentido tendría dar una receta clara para la construcción de una antena de este tipo. El terreno donde sería instalada necesitaría algunas modificaciones en su superficie.
Si una pirámide con una base de 15,25 por 9,15 m se adaptara mejor al lote, de todas maneras hay que seguir adelante con el proyecto y adaptarlo al predio que uno dispone.
En este caso hay que tratar de adaptar las secciones horizontales en los lados cortos.
La forma y el contorno influirán tanto en la frecuencia resonante como en la impedancia, al igual que la altura.
La única forma de obtener las dimensiones correctas es midiendo la frecuencia, lo que no es difícil.
Un medidor por corriente de reja, el método de cortar y probar y un poco de ingenio es todo lo necesario.
Lo siguiente deberá ser visto como un ejemplo más algunas sugerencias prácticas.
Existen algunos requerimientos mínimos como la altura del mástil y la altura de las secciones horizontales.
Cuanto más alto se encuentre todo el sistema, mayor será la eficiencia, con un mínimo de 12,20 m para la parte superior, y por razones mencionadas anteriormente, un mínimo de 3,05 m para las secciones horizontales.
Estas secciones deben también ser mantenidas apartadas todo lo posible de cercos altos, líneas aéreas de tensión u otros
conductores.
Suponiendo que una torre o mástil de por lo menos 12 m de altura se encuentra ya disponible en el centro de un área de 12,80 X 12,80 m, la lista de materiales necesarios no es muy extensa:
Dos largos de 38,12 m de alambre de antena (para una frecuencia de 3900 Kc).
Ocho aisladores de antena.
Un receptáculo coaxil montado en una placa de plexiglass.
Un cable coaxil de 25,30 m de largo (75 ó 53 ohms, a elección).
Cuatro mástiles de 3,00 m con abrazaderas.
Alambre de anclaje (plástico con núcleo de nylon es ideal).
El primer paso es examinar el terreno y determinar los mejores lugares para las secciones horizontales, pensando que cuanto más despejado, mejor.
Al mismo tiempo trate de determinar si hay ya algún mástil, poste de cerco o pared que puedan ser utilizados como puntos de sujeción para las esquinas de la Piramidal. Caso contrario, deberemos colocar los mástiles de 3 m como se muestra en la Figura. A, o, si se dispone de más espacio, cuatro estacas como se ven en la Figura B.
Luego dispondremos el alambre en formas de U con los extremos cercanos al mástil central y sus bases en la dirección que habíamos fijado para las secciones horizontales
.
Agregamos entonces dos aisladores en cada extremo de las L asegurándolos en su lugar a 0,3 y 12,18 m del final.
Y ya estamos listos para completar la construcción del extremo superior como se muestra en el detalle de la figura.
Un juego de cables es interconectado, y el otro va al receptáculo coaxil.
La manera en que disponemos que el tope superior quede a su altura apropiada y asegurado al mástil o torre depende de sus facilidades y queda librado a su ingenio.
Para prevenir que los cables se enreden, los aisladores de las esquinas deben ser sujetados a los postes con porciones generosas de cable de anclaje antes de izar la sección superior a su lugar.
Asegúrese que los cables no tocan el mástil u otras antenas.
Complete la construcción estirando los cables de anclaje y conectando el cable coaxial.
Compruebe la frecuencia resonante con un medidor por corriente de reja acoplado a una bobina de pocas vueltas en el final del cable coaxial.
Si la frecuencia es inferior a 3900 Kc podemos modificar las secciones horizontales cortando un pedazo de cada lado.
Una regla sería 4,5 metros cada 50 Kc.
Si la frecuencia fuera muy alta puede ser corregida mediante alambres rígidos conectados en el centro de las secciones horizontales, usando la regla anterior.
Si poseemos un puente de impedancia podemos medir la impedancia terminal que debe estar en el rango de 70 a 100 ohms, y
puede ser medida al final del cable coaxial que tiene un largo de media onda a 3900 Kc/s.
Como la antena es un dispositivo simétrico el perfeccionista preferirá una relación 1:1 en lugar del cable coaxial simple descrito aquí.
Como una mejora extra, podemos agregar un sintonizador de frecuencia, consistente en una línea conectando los centros de las secciones horizontales.
Para frecuencias alrededor de 3900, 3700, 3500 y 3300 Kc/s esta línea es cortada por aisladores colocados a O, 1.80, 4.00 y 6.40 m de cada lado.
Utilizar terminales cortos, como se vé en el detalle de la figura, con clips cocodrilo robustos completan el trabajo.
Queda a criterio del aficionado que encare la construccion de esta antena improvisará un control remoto de conmutación para los terminales.
Combinaciones con otras antenas
Los problemas encontrados en 80 mts., se tienen también en 40 mts., aunque en menor grado.
La Piramidal resuena en su segunda armónica, pero muestra algunas características indeseables.
Las secciones horizontales actuarán como radiadores y la impedancia terminal será muy baja.
Una solución factible es colocar en paralelo con la Piramidal una "V" invertida, como se vé esquemáticamente en la Figura.
Para minimizar la interacción entre las dos antenas la "V" invertida debe estar paralela a las secciones horizontales de la Piramidal.
También, cuando se esté operando la "V", la Piramidal debe estar sintonizada en su frecuencia más alta; de tal manera, su segunda armónica estará bien arriba de los 7 Me.
Al construir una "V" invertida para 40 se debe seguir el mismo procedimiento descrito para la Piramidal, por ejemplo, comenzar con alambres de 11 metros a cada lado del terminal, medir la frecuencia de resonancia y luego reajustar la longitud de los alambres.
La impedancia terminal de la "V" invertida es de alrededor de 50 ohms, por lo que una línea coaxil de 53 ohms será una buena magnitud para esta combinación de antenas.
Combinaciones con antenas para otras bandas son también posibles.
Experimentos demostraron que se obtuvieron resultados notables con una "V" invertida de 4 1/2 longitudes de onda de largo para 20 metros.
La antena agregada influenciará en la frecuencia de resonancia de la Piramidal.
Es aconsejable efectuar una prueba de ella y reajustar la longitud de los cables de la Piramidal si fuera necesario.
Segun su autor la antena Piramidal de Anclaje no pretende ser el mejor sistema radiante para los 80 m, pero ha probado conformar uno de los mejores compromisos entre practicabilidad y eficiencia.
El sintonizador de frecuencia proporciona una versatilidad que puede ser muy apreciada, sumada a su adicional bajo ángulo de radiación contribuirá a obtener buenos resultados en los DX. BY. G.H.Pieterson
|