26 de mayo de 2013

LA G5RV Y EL SINTONIZADOR DE ANTENAS - ( ICOM AT 500 O MFJ 948)- LA MEJOR OPCION.-


LA ANTENA G5RV

Quizas hubiera sido mejor explicar la teoria de funcionamiento de esta antena ,"la mas incomprendida" de todas, a mi entender, pero existiendo tanta biografia internet mediante, le dejo su lectura al amigo visitante, para que saque sus propias conclusiones.

 Solo me gustaria  aclarar, que esta antena es un dipolo multibanda, diseñado sobre la frecuencia de 14 Mhz. como fundamental, resonando segun su largo (hay dos versiones), en 80, 40, 20 15 y 10 metros sin problemas. En 15 y 10 metros funciona como un hilo largo.

Pero cuidado con esto, resonar no significa que tenga el maximo rendimiento.
En realidad y luego de experimentarla un tiempo, llegue a la conclusion que es una excelente antena de compromiso para trabajar todas las bandas, pero este "compromiso" no significa nada malo, solo que si lo comparamos con un dipolo monobanda, su rendimiento estara alrededor del 70 al 80% de lo que rinde este (dipolo monobanda).

Lo cual no es nada malo si tenemos en cuenta que, en una sola antena tenemos practicamente todas las bandas de HF,  con un solo coaxil.

 En 20 metros su rendimiento es practicamente igual al que brinda  un dipolo de media onda.

Al "resonar" en todas las bandas de HF (no la probe en las WARC´s pero entiendo que funciona de igual manera), presentara valores reactivos tanto positivos como negativos (inductancia y capacidad), los que deberan ser compensados indefectiblemente, haciendo uso de de un acoplador de antenas o sintonizador, siendo este elemento imprescindible para su correcto ajuste. 

 Algunos detalles a tener en cuenta,  para no pasar malos momentos durante su instalacion o evaluacion, es que es  muy sensible en cuanto a valores de adaptacion de impedancia, si pretendemos utilizarla en configuracion V  invertida, por lo menos en mi caso tuve que tener muy en cuenta, que el angulo entre sus dos ramas no sea menor a 120 grados (en las V invertida normales se estila un angulo no inferior a los 90º).

Trabajando con 90 º entre las ramas practicamente fue imposible conseguir su maximo rendimiento, impidiendo por momentos el trabajo del acoplador de antena.

Recien cuando eleve su angulo hasta aproximarlo a 100º, pude ajustarla con gran margen o ancho de banda.
En realidad la mayoria de las G5RV que he visto, trabajan como un dipolo horizontal (sus ramas a 180º), pero dandole el angulo requerido de 120º se logra balancear la impedancia del centro del dipolo con la linea de bajada de aproximadamente 600 ohmios (varia entre 300 y 600 ohms).

Recordemos que la impedancia de una linea abierta es directamente proporcional a la separacion entre conductores, diametro de los conductores, material utilizado como dielectrico o aislante etc.), en mi caso pude medir una impedancia de aproximadamente 480 ohmios.

Esta linea abierta se acopla al centro del dipolo generalmente de 75 ohmios (varia entre 100 y 30 ohmios), mientras que en el otro extremo se encuentra con el cable coaxil de 50 ohmios normalmente.

 Aqui generalmente se le puede colocar un balun para pasar de una linea balanceada (antena y linea de alimentacion abierta) a una desbalanceada (cable coaxil), pero no es imprescindible.

 En mi caso para evitar las corrientes parasitas le fabrique un choque de RF, bobinando 8 vueltas del mismo cable coaxil sobre una forma de 10 cms de diametro. Hice un choque en cada extremo y no observe que se produjeran ese tipo de corrientes a traves del coaxil, valiendome de un ondametro, para mi el instrumento mas sencillo y fiable.

 Por supuesto nadie se quejo de interferencias en equipos electrodomesticos, aun cargandolo con un amplificador lineal.
Otro detalle a tener en cuenta es que, la linea abierta forma parte del circuito resonante de la antena (ver la teoria del funcionamiento de la G5RV), por lo que deberemos tener la precaucion de separarla de la torre u objetos metalicos cercanos, en mi caso la separe desde el centro del dipolo que esta muy cercano a la torre (formacion V invertida), ayudandome con una tansa de pesca, descendiendo la misma con un angulo de 45º, quedando separada efectivamente de la torre.

El extremo donde va conectado al cable coaxil esta a casi un metro sobre el nivel del techo. Tomando todas estas precauciones, pude lograr un correcto ajuste de la G5RV, por medio del sintonizador o acoplador de antena. Cuando digo un correcto ajuste, es que su ROE se mantiene practicamente invariable sobre 400 Khz. minimos de ancho de banda, con algunos detalles en las puntas de banda.



SINTONIA DE LA G5RV

Siendo un fanatico de los sintonizadores automaticos en particular de los ICOM AT 500 (no utilizan  reles y capacitores, en su lugar realizan la sintonia en pasos muy finos, mediante tres motores de corriente continua), cuyo funcionamiento ha sido impecable a traves del tiempo que me brindan servicio, no podia dejar de probarlo con la G5RV, es mas lo estimaba como un desafio a llevar a cabo, ya que generalmente se dice que el sintonizador automatico tiene sus limitaciones a la hora de sintonizar grandes desadaptaciones, y quizas esto sea cierto dependiendo lo que se considere como " grandes desadaptaciones".

Desde la epoca en que casi no los utilizabamos (epoca del AM y circuitos de salida valvulares con tanque PI) y en donde, si  que   haciamos malabarismos para sintonizar grandes desadaptaciones, con antenas hertz zepelin, marconi, lineas abiertas, dipolos plegados , cortinas esterba (no la conoce ?, la invento Kurt Sterba, una antena mas que interesante)  y que se yo cuantos tipos de alambres  arriba del techo poniamos (supe sintonizar con mi humilde cordobesito, el alambre de tender la ropa de mi madre, utilizando de contraantena el elastico de la cama - era metalico, en 80 metros con un simple tanque PI), esa si que era una gran desadaptacion, pero era lo que habia. Fue uno de mis primeros contactos con una estacion de Justiniano Pose en la Provincia de Cordoba.

 Pero no divaguemos y volvamos a nuestra mas actual G5RV cuya utilizacion hace necesario acompañarla de un buen sintonizador, no dudé un momento  en poner a prueba al ICOM AT 500.

Pero en realidad tambien queria compararlo con un sintonizador manual y contrastar las ventajas de uno y otro. Entre los varios que poseo elegi un MFJ 948 que habia recibido hacia muy poco tiempo.

Como equipo emisor de HF mi eleccion fue el siempre fiel FT 847 en modo AM potencia reducida para los ajustes.

 La medicion de potencia, ROE, etc. la deje a cargo de un wattimetro Maldol HS 260 (Maldol?, quien conoce al Maldol?).

En realidad estaba por utilizar un BIR 43 pero necesitaba conocer la potencia y la ROE al mismo tiempo y no queria estar calculando y girando el tapon del BIRD a cada rato, por lo que contraste al  desconocido  MALDOL con el BIRD 43, utilizando una carga fantasma Motorola y oh¡¡ sorpresa, las mediciones eran sumamente precisas.

 Conclusion, utilizamos un desconocido Maldol con no mas de dos dias de estar en mi estacion, para llevar a cabo las medidas.

En la siguiente foto el ahora "famoso" MALDOL  (ahora ya conocido y fiable), sobre el sintonizador MFJ 948 y mas abajo el Yaesu FT 847, al costado el BIRD de contraste y la carga fantasma de 400 watts.



El contrincante para este desafio, el sintonizador automatico ICOM IC AT 500



En la fotografia siguiente, el sintonizador Icom IC AT 500  por dentro,  en donde podemos observar los tres motores de corriente continua, uno para cada capacitor variable y el ultimo para variar la inductancia.

Si observamos con detenimiento podemos ver abajo a la izquierda, el panel para presetear en cada banda la G5RV (12 potenciometros, 2 por banda que se encargan de posicionar en forma fija cada uno de los capacitores variables), de esta manera al cambiar la banda el sintonizador en una maniobra rapidisima y sin ruidos a reles, se ubica en la posicion previamente calibrada, dejando a la G5RV con la menor ROE y maxima potencia de transferencia en menos de 2 segundos.

El sintonizador ICOM permite tres tipos de trabajo, en forma AUTO, unicamente para equipos ICOM preparados y conectados con sus respectivas mangueras en el panel posterior (por ejemplo ICOM IC 730).
Al ser un sintonizador con mas de treinta años desde su fabricacion, los nuevos equipos ICOM ya no son compatibles con este sintonizador (una verdadera lastima).

A partir de alli nos quedan dos tipos o modos de trabajo , el automatico propiamente dicho, que se logra corriendo la llave corredera ubicada sobre el panel de presets, esta llave segun su posicion habilita el modo automatico o el modo preset.

 En el modo automatico se elige la banda con la llave ubicada en el panel frontal y el sintonizador por medio del sensor y sus dos motores coloca a los capacitores variables de sintonia en la posicion de menor ROE.

 Lamentablemente por el funcionamiento analogico del sistema detector, permanentemente envia señales a los motores durante el cambio que efectua el operador (en trasmision), lo cual hace trabajar en demasia a los motores de sintonia, estando estos, permanentemente en movimiento,  corrigiendo cualquier tipo de error.

Inclusive al inicio del cambio ,los capacitores se ubican en posicion de reposo por lo cual existe un retardo de casi un segundo con desadaptacion de antena, hasta que se posicionan en el lugar de menor ROE.

El modo automatico se utiliza cuando  la antena es desconocida en cuanto hace a su funcionamiento, pero si se trata de una antena base, de utilizacion permanente, lo mejor es presetear su correcta sintonia, preservando de esta manera al sintonizador ante el desgaste,  producto de una variacion continua entre cambio y cambio.

Una manera correcta para proceder el preseteo, es colocar el sintonizador con la llave corredera en posicion automatico (hacia la izquierda), generar una pequeña portadora colocando el equipo trasmisor en AM con portadora reducida, lo cual hara circular la cantidad de señal suficiente sobre el modulo del sensor activando los motores y posicionando para la menor ROE, a los capacitores variables de sintonia.

Lo que debemos hacer a continuacion es "copiar" visualmente la posicion de estos capacitores.
 Pasamos la llave corredera a preset (a la derecha), observaremos que los capacitores variables se mueven,  ubicandose en posicion definida electricamente por estos presets.

Por lo que girando primero uno y despues el otro, volvemos los capacitores varables a la posicion en que estaban en el modo  automatico y que recordaremos visualmente.

 Esto se puede hacer (en posicion preset) sin generar portadora.

 Luego de ello pasamos a modo trasmision en AM y rapidamente retocamos en forma fina ambos presets , de tal manera de lograr bajar aun mas la ROE, consiguiendo asi un ajuste mucho mas preciso  que el logrado mediante el sistema automatico.

Estos ajustes realizarlos al centro de banda, de tal manera que al recorrerla completa obtengamos la minima ROE en toda o casi toda la banda.



Otro detalle a favor de este sintonizador en su utilizacion con la G5RV es que, en su panel trasero viene preparado para cuatro antenas diferentes (posee cuatro conectores coaxiles hembras), de tal manera que cada una podra trabajar en forma independiente, inclusive detras de la etiqueta con la marca, viene preparado con un orificio extra,  para agregarle un quinto conector de ser ello necesario.

  Por dentro vienen identificados los cables de cada banda para agruparlos o separarlos segun la necesidad.

  Por ejemplo si tenemos una antena para cada Banda (80 40 20 15 y 10 metros) deberemos agregar el quinto conector.

Pero si por ejemplo poseemos un dipolo para 80 metros, uno para 40 metros y una direccional para 20 15 y 10 metros, distribuimos las conexiones internas de 80 metros en un conector, de 40 metros en otro y luego agrupamos 20 15 y 10 metros en otro conector.

 Se trata de un sistema totalmente flexible que aprovechamos para nuestra G5RV, por lo que agrupamos las bandas de 80 40 20 15 y 10 metros en un solo conector ya que la G5RV es multibanda y en un solo coaxil tenemos todas las opciones.

COMPARACION DEL ICOM  AT 500 CON EL MFJ 948

Preparados todos los equipos, sintonizadores medidores y carga fantasma empezamos con las pruebas, comenzando con el sintonizador MFJ 948 conectado al FT 847, a la salida del sintonizador y entre la antena el ahora "famoso" MALDOL.

Conectamos la carga fantasma en lugar de la antena y verificamos la falta de ROE y salida maxima. Ajustamos la portadora de AM en 50 Watts y verificamos las mediciones de potencia.

 Rescato en este punto la exactitud del wattimetro del FT 847, cuya medida final fue muy orientativa y cuando lo contrastamos con el BIRD 43 no notamos diferencia.

Luego le conectamos al sintonizador la G5RV y comenzamos las pruebas en cada banda anotando los resultados obtenidos.

La sintonia se lograba totalmente viendo el resultado de minima potencia reflejada en el instrumento de agujas cruzadas del sintonizador.

 Aqui una observacion destacable y que nos puede llevar a confusion. La correcta sintonia  se lograba cuando la aguja del sintonizador nos indicaba cero potencia reflejada, pero al fijarnos en el wattimetro MALDOL, este indicaba un valor de ROE que era correcto ya que algo volvia por la linea. No obstante ello el instrumento indicador del sintonizador indicaba potencia devuelta cero.

 Muchas veces hemos escuchado decir "tengo la antena correctamente ajustada con ROE cero" mediante el sintonizador (ROE cero?) unicamente si la antena presentara resistencia pura, cosa que sabemos no es cierto, cualquier linea presentara una reactancia capacitiva o inductiva, causa de una desadaptacion produciendo ROE por minima que sea.

Teniendo en cuenta esta premisa y la manera de efectuar una correcta medicion, tomamos nota de los valores para cada banda.

Luego le toco el turno al ICOM AT 500, para lo cual preseteamos de acuerdo al metodo comentado, la G5RV para cada banda, logrando mejorar lo obtenido con el MFJ 948 en todas las bandas menos en la de 80 metros.

Por logica, la actuacion mediante el MFJ 948 insumia mucho mas tiempo al cambiar de banda, mientras que con el IC AT 500 no superaba los dos segundos, es decir que operativamente resulto superior el ICOM al MFJ 948, con la excepcion comentada.

A continuacion los valores medidos

Emision AM
Potencia de Salida 50 Watts

                ICOM            MFJ

Banda     Pot    ROE     Pot     ROE
80           45      1.75     50       1.4 *    AQUI LO SUPERA AL ICOM
40           48      1.75     47       1.8
20           49      1.4       50       1.3 *    AQUI LOS VALORES CASI IGUALES
15           49      1.9       49       1.9
10           46      1.9       45       2.0


Bueno ya tenemos la comparacion y los resultados obtenidos de ella, queda en manos del amigo visitante a la pagina, sacar sus propias conclusiones, yo por mi parte me doy mas que satisfecho, la G5RV esta en operaciones.-



Ing. Pedro Navarro
Mayo de 2013