El fuselaje es de madera, lo que permite poner las antenas en el interior. El espacio detrás de los ocupantes, en C7, es suficiente para poner una antena de comunicaciones de cuarto de onda con radiales a modo de plano de masa.
La antena propuesta en la documentación es muy fácil de hacer, y funciona muy bien (la documentación así lo asegura). Es un monopolo de cuarto de onda, es decir, un cable vertical sujeto a C7 como elemento radiante principal, y otros 4 o 6 horizontales, en el fondo del fuselaje, como plano de masa.
Para aumentar la banda pasante de la antena (para que no sea muy crítica) se aumenta el diámetro del elemento radiante, en este caso en la documentación se sugiere utilizar la malla del coaxial. Su longitud se ajusta para «sintonizar» la antena para las frecuencias de comunicaciones en la banda aérea, desde 118 MHz hasta 136,975 MHz (en la documentación se sugiere ajustar para 130MHz, que está más o menos en el centro de la banda).
El ajuste de la antena se hace cortando poco a poco la longitud del elemento radiante (el coaxial), hasta obtener una ROE (Relación de Ondas Estacionarias, SWR en inglés) mínima. Según la documentación, la longitud debería quedar entorno a 51 cm. No es necesario hacer este ajuste, porque ya lo ha hecho Serge.
En mi caso, y porque ya tenía en casa, utilicé un NanoVNA para ajustar la antena. Hoy este tipo de equipos es asequible. El mío, de procedencia «oriental» es como este:
En el siguiente gráfico se muestra el resultado de la ROE obtenido en las pruebas a medida que se acortaba la longitud del elemento radiante, desde 580 mm hasta 540 mm:
Como se ve, en mi caso el óptimo estaría entorno a los 560 mm de longitud, a unos 128,5 MHz, centrado en la banda, y 550 mm para 130 MHz. En cualquier caso, la ROE sube rápidamente fuera del punto óptimo, es decir, la antena es bastante selectiva, tiene poco ancho de banda.
Para mejorar el ancho de banda se puede agrandar el diámetro del elemento radiante. Yo he probado a utilizar un tubo de aluminio de 22 mm de diámetro. Hay que procurar mantener el peso bajo control, así que el grosor de la pared del tubo es solamente de 0,5 mm… vaya, un trozo de un palo de escoba de aluminio. Un par de euros en la tienda:
En el aluminio no se puede estañar el coaxial, así que utilicé un tapón de fontanería, en latón, para hacer una pieza que sirva de conexión. Esta pieza irá remachada al tubo:
Para los radiales el tipo de conductor utilizado no es crítico, aunque su longitud sí es importante. Por razones de peso yo he utilizado hilo de soldadura MIG. Es de acero, pero bañado en cobre. De esta forma es fácil de estañar, pero al mismo tiempo es resistente. En mi caso compré un rollo de 0,8 mm de diámetro. Muy fino, muy ligero, 4,84 € el rollo:
Los radiales se podrían estañar directamente a la malla del coaxial como se indica en la documentación, seguramente es lo más razonable. Pero yo hice otra pieza para esto. No lo recomiendo, demasiado trabajo para poco resultado. En esta pieza sujeté los radiales provisionalmente, usando clemas de electricista, y los soldé con estaño-plata y decapante de fontanería, de esta forma los radiales quedan conectados eléctricamente y sujetos mecánicamente (vibraciones, etc.):
Esa pieza también tiene un cilindro ranurado para crimpar directamente el coaxial. Ambas partes de la antena irán aisladas entre sí, y unidas, mediante una arandela de fibra de vidrio (restos de un PCB antiguo) encolada con epoxi:
El tubo, inicialmente largo en exceso, se fue cortando para ajustar su longitud. También se jugó con la longitud de los radiales, que afecta a la sintonización de la antena. Incluso mezclando radiales de diferente longitud. Se hicieron muchas pruebas y muchas medidas. Pero simplificando, en la siguiente gráfica se han añadido dos medidas con longitudes de tubo diferentes, para comparar con la antena inicial. En ambas hay 6 radiales como en la documentación, los 4 más largos miden 680 mm y los dos cortos 280 mm (la imagen se puede ver más grande abriéndola en otra pestaña del navegador):
Como se ve, la ROE es bastante más baja que en la antena original, quedando los extremos de la banda en los valores mínimos de la original. En definitiva, bastante mejor. Ya veremos cómo se comporta en vuelo.
El mejor valor de longitud del tubo es de 510 mm, que será el definitivo. Al disminuir su longitud respecto a los 560 mm de la antena inicial, y situado lo más alto posible en C7, es posible inclinar algo hacia abajo los radiales (los 12º que aparecen en la gráfica ). Esto mejora la impedancia de la antena. Una antena como esta, con los radiales a 45º «hacia abajo» tendría teóricamente 50 ohmios, que es el valor adecuado, concordando con la impedancia del coaxial (RG48) y de la salida de la emisora. Si los radiales están planos, a 0º, apoyados en el fondo del fuselaje, como en la antena origina, la impedancia cae hasta 36 Ohm, que es un poco baja. En la siguiente imagen se añaden otras dos gráficas, con los radiales a 45º, sólo para comprobar que, en efecto, al quedar la impedancia en 50 Ohm, la ROE mejora:
Como se ve, aparecen dos nuevas gráficas, que son las de radiales a 45º, en las que la ROE mejora ligeramente en el centro de la banda, pero mejora bastante en los extremos. En cualquier caso, con los radiales a 45º la antena no cabe en el fuselaje, así que esa opción queda descartada.
En resumen: la dimensiones óptimas para la antena «palo de escoba» serían con un tubo de 22 mm de diámetro y 0,5 mm de grosor de pared (palo de escoba) de 510 mm de longitud. A este elemento se une el conductor del coaxial, y se sitúa en C7 lo más alto posible. 4 radiales (cualquier tipo de conductor sirve) de unos 640 mm de longitud, hacia las esquinas del fuselaje en C6 y C8, inclinadas hacia abajo todo lo posible. 2 radiales más, de la longitud que sea, hasta las esquinas inferiores de C7. Queda espacio de sobra para el tubo de la profundidad. Ver las fotos más abajo.
Para proteger el aluminio del tubo, se limpió y lijó por dentro y por fuera, y se protegió con imprimación para aluminio. Después, una mano de pintura (negra, en este caso):
El resultado:
Por último, un pequeño recuento de masas. Los cables utilizados para las pruebas de la antena original, con el coaxial y los radiales, pesan en total unos 93 g:
Por supuesto, se podría haber utilizado otro tipo de cables para los radiales, más ligeros. Por otra parte, el peso de los componentes de la antena «palo de escoba»:
Eso suma 89 g. Con la imprimación, la pintura y la arandela de fibra de vidrio… unos 93 g. Vaya, lo mismo que la otra. Insisto, en la original se podrían utilizar cables más finos.
Respecto a las piezas torneadas, creo que es demasiado trabajo para poco resultado. Hoy lo habría resuelto de otra forma: una clema para sujetar el conductor del coaxial al tubo, con tornillo o remache, y los radiales soldados directamente a la malla del coaxial. Fácil, rápido, sencillo, ligero. Una foto esquemática del posible montaje:
Para los que tengan interés, dejo por aquí alguna imagen del vnaSaver, el software utilizado en el proceso de ajuste.
