Antena Doble Bi-Quad Con Dipolo

Elaboración antena Doble Bi-Quad Con Dipolo

Materiales:

- Placa de circuito de 11 x 22 cm.

- Alambre de cobre de 2,5mm.

- Conector N hembra para chasis.

- Estaño y Pasta para soldar.

- Tornillos.

Herramientas:

- Alicate

- Cartonero.

- Regla.

- Cautil.

- Taladro.

Para la confección de la antena Doble Bi-Quad, procedimos a hacerle un agujero a la placa de cobre, con el fin de fijar el conector N de chasis, este se realizó con un taladro, hasta que el agujero fue del tamaño correcto, luego se fijó el conector a la placa utilizando tornillos.

Luego procedimos a hacer los rombos del quad  siguiendo el siguiente patrón:

Además se confeccionaron dos biquad separados, que se unirían al doble biquad, a modo de un dipolo:

Para finalizar se procedió a la unión del Doble Bi-Quad y el dipolo mediante los bornes, uno soldado al conector N hembra y el otro directo a la placa de cobre.

Marco Teórico.

La mayor parte de antenas biquad o doble biquad son diseñadas para frecuencias de onda de 2.457 GHz.

Diseñar una antena Biquad para otra frecuencia es muy simple. El principio básico de la antena se mantiene: cada uno de los lazos (cuadrados) de la antena debe tener una longitud total (perímetro) de una longitud de onda.

La longitud de onda de una radiación electromagnética puede obtenerse a partir de la frecuencia mediante la relación entre ambas magnitudes:

La velocidad de la luz en el aire es de aproximadamente  299.792.458 m/s. Usando este dato y la frecuencia podemos calcular la longitud de onda.

Magnitud	BiQuad	Doble BiQuad	Medida física
λ	122.01 mm	122.01 mm	Longitud de cada lazo (cuadrado)
λ/4	30.5 mm	30.5 mm	Longitud de cada lado
λ/2	-	61 mm	Longitud de segmentos largos
Longitud total	244.02 mm	488.04 mm	Longitud total de cable de la antena

En las antenas BiQuad de telemetría (tanto simple como doble) cada uno de los dos lazos cuadrados tiene una longitud igual a la longitud de onda (es decir, cada lado del cuadrado mide λ/4).

En la antena BiQuad simple todos los segmentos del elemento activo son de la misma longitud (igual al lado del cuadrado, es decir, λ/4. En la antena Doble BiQuad, sin embargo, algunos de los segmentos tienen el doble de longitud (λ/2). Además, añadimos la longitud total de cable necesaria para construir la antena, que es diferente en los dos modelos: en la BiQuad simple es 2*λ, mientras que en la Doble BiQuad es 4*λ.

Pérdida de propagación:

La fórmula que se utiliza para esto es:

Pp = 20log₁₀ (d/1000)+ 20log₁₀ (f*1000) + 32,4

d =  distancia(metros)

f = frecuencia(GHz)

Por lo que reemplazando los valores de d y f la fórmula nos quedaría:

d = 100mt

f = 2,447

Pp = 20log₁₀ (100/1000)+ 20log₁₀ (2,447*1000) + 32,4

Dándonos como resultado una pérdida de propagación (Pp) de : 80,17 decibelios(dB) por cada 100 mt.

Se debe tener en cuenta que los GHz varían dependiendo del canal en que se esté transmitiendo la señal.

Existen variadas fuentes de información para construir este tipo de antena, los siguientes enlaces son muy útiles tanto del punto de vista informativo como para verificar el cálculo de las medidas de los componentes de la antena.

http://www.wikarekare.org/Antenna/tetraquad.html

http://martybugs.net/wireless/biquad/

En concreto las medidas son las siguientes:

Alimentador doble-biquad y reflector:

F=2,457GHz

F = 2,457GHz (frecuencia)

c = 299.792.458 m/s (velocidad de la luz)

Lo = Longitud de onda

Lo=c/F   => Lo=122mm

Con estos datos obtenemos las siguientes medidas:

L=(1/4)LO => L=30.5mm

LR=235,4mm

D=(1/8)LO => D=15,4mm

L:lados del cuadrado

LR:largo reflector

D: distancia entre el alimentador doble-biquad y el reflector.

Resumiendo cada uno de los lados del alimentador biquad debe tener un largo de 30.5mm, el reflector debiera tener como mínimo 105mm de alto por 235,4mm de largo y la distancia entre el reflector y el alimentador biquad debe ser de 15,4mm (esta medida es critica aunque he visto algunas gráficas de la ROE VS D y la distancia podría variar entre 15mm y 20mm sin problemas).

ROE: Relación de Ondas Estacionarias.

Estos datos fueron corroborados en el primer link presentado, donde se ingresó la frecuencia y el canal de transmisión utilizado, en este caso utilizamos el canal 6, y se obtuvieron datos prácticamente idénticos a los calculados anteriormente.