ARLA/CLUSTER: Enfasamento de 2 antenas na mesma banda.

[João Gonçalves Costa]

[http://py1ur.files.wordpress.com/2009/04/divcoax.gif?w=500&h=294]
Cofasando 2 antenas

Ouvi dizer no rádio e li em uma lista de discussão que, para se empilhar 2 yagis, basta interligá-las com cabo coaxial de 75Ω, cortados com múltiplos ímpares de 1/4 λ, a um único cabo de descida com 50Ω de impedância. Até aí, tudo bem! Mas aí veio a explicação: “se cada antena tem 50Ω, as duas em paralelo terão 25Ω que, subtraídos dos 75Ω do cabo coaxial, resultam em 50Ω�. Simples assim! Mas está errado, não há lógica, porque subtrair? Ouviram o galo cantar, mas não sabem onde! É certo que, se você seguir a receita acima, vai funcionar, você vai ficar feliz, vai fazer alguns DX, mas nunca tente explicar dessa forma, não repasse essa asneira adiante. Podem acreditar e a mentira vai virar verdade!

Então como é que funciona? Um pedaço de cabo coaxial, cortado com 1/4 λ, funciona como um transformador de impedância, ou seja, não reflecte em um extremo a impedância que está ligada ao outro. Na verdade, a impedância do cabo é tal que seu valor é a média geométrica das impedâncias em seus extremos. Se o cabo é cortado com 1/2 λ, o que se coloca em um extremo aparece no outro, não se considerando as perdas, ou seja, a impedância colocada em um lado aparece no outro. Finalmente, quando se soma 1/4 λ com 1/2 λ, obtêm-se 3/4 λ  com as mesmas características “casadoiras de impedância� de 1/4 λ . O mesmo acontece para 5/4 λ , 7/4 λ  ou qualquer múltiplo ímpar de 1/4 λ.

Não se deve esquecer que a RF caminha mais lentamente no cabo coaxial do que no espaço livre ou no vácuo. Cada cabo tem o seu factor de velocidade específico. Via de regra, os cabos com dieléctrico sólido tem um factor de velocidade de 0,66 ou 66%. Nos cabos com dieléctrico expandido mais utilizados, o factor de velocidade fica entre 0,80 e 0,85 ou 80% e 85%, respectivamente. Hoje em dia, os cabos com dieléctrico expandido, denominados celulares, são mais baratos do que os que têm dieléctrico sólido. Ah, sim! Dieléctrico é o isolante que fica entre a malha e o condutor central. O dieléctrico é expandido quando se misturam pequenas bolhas de ar ao material, ficando como uma espuma mais ou menos rígida.

Até aí, ainda não cheguei a justificar a escrachada que dei no maraca que falou aquelas besteiras. Veja a figura abaixo e os comentários a seguir.

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O pulo do gato é o seguinte:

 *   As antenas são idênticas, estão bem calibradinhas e a impedância delas é de 50Ω.
 *   O comprimento L1 dos cabos de interligação das antenas é 3/4 ou 5/4 λ, no espaço livre, multiplicado pelo factor de velocidade do cabo. Para 144,3 MHz, têm-se: L1 = 3/4 X (300/144,3) X 0,83 = 1,29m, onde 300/144,3 = λ e 0,83 é o factor de velocidade do cabo RGC-11 (75Ω com dieléctrico expandido).
 *   Se, de um lado desse cabo, temos uma antena com impedância de 50Ω, no outro lado teremos uma impedância reflectida de 112,5Ω, basta fazer o cálculo na formulazinha da figura (Zcoax = √ Zent . Zant ou Zent = Zcoax²/Zant).
 *   Ideal seria se o resultado fosse 100Ω, para que, quando associado em paralelo com o outro ramo, resultasse em 50Ω. Mas não é, então teremos que engolir essa aproximação, ou mandar fabricar um cabo coaxial com impedância característica de 70,7Ω (faça as continhas e verifique)! Melhor deixar com está e prosseguir.
 *   Como já havia dito, esses dois extremos opostos às antenas apresentam, cada um, uma impedância reflectida de 100Ω, que, associadas em paralelo pelo “T� coaxial, resultam em 50Ω (na verdade, 56Ω mais umas merrequinhas). Era o que queríamos!
 *   Na saída do “T� já temos os 50Ω que necessitávamos. Neste caso, o comprimento L2 do cabo de descida pode ser qualquer um, mas eu recomendo que seja múltiplo de 1/2λ. Porque? Porque este comprimento reflecte em um extremo o que acontece no outro. Ou você vai querer que, depois de todo esse trabalhão, a leitura da ROE seja falseada por uma besteirinha qualquer. Melhor prevenir e ficar sabendo, do lado de baixo, o que está acontecendo lá em cima.

Para terminar, quero acrescentar:

 *   Cabos coaxiais disponíveis no mercado e recomendados: 75Ω –> RG-11 ou RGC-11; 50Ω –> RG-213, RGC-213 ou RGC-8.
 *   Um divisor de potência construído em latão e/ou alumínio funcionaria melhor, mas exige alguma usinagem, o que complica bastante a execução. Para quem quiser saber mais sobre o assunto, recomendo os links http://www.qsl.net/dk7zb/Stacking/splitter.htm e http://f1rfm.free.fr/couplage2a.htm.
 *   Os conectores utilizados podem ser do conhecido tipo UHF (PL-259) ou, preferencialmente, do tipo N.



Fonte: PY1UR-Luís Belém em http://py1ur.wordpress.com/
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