Construcción antena Skew Planar Wheel

 

Autor: Sircana

http://www.circular-wireless.com

 

Resumen de medidas:

 900 MHz

Feed Length= 3mm
Longitud del hilo de acero = 338,0mm
Rama larga (leg length + feed length) = 94,3mm
Rama corta (leg length) = 91,3mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

1.3GHz 

Feed Length= 3mm
Longitud del hilo de acero = 236,8mm
Rama larga (leg length + feed length) = 67,2mm
Rama corta (leg length) = 64,2mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

 2.4GHz

Feed Length= 3mm
Longitud del hilo de acero = 122,8mm
Rama larga (leg length + feed length) = 35,2mm
Rama corta (leg length) = 32,2mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

 

5.8

Feed Length= 2mm
Longitud del hilo de acero = 50,9mm
Rama larga (leg length + feed length) = 14,8mm
Rama corta (leg length) = 12,8mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

 

Materiales necesarios

 -Tubo pvc 5mm

-Cable coaxial RG316 50 omhnios de impedancia

-Conector SMA

-Acero recubierto de cobre 0.8mm

-Pintura en spray (sin plomo)

-Estaño

-Termorretráctil

-Epoxy

 

 

Herramientas

-Soldador

-Tenazas

-Cuter

-Calibre

-Cuñas con un ángulo a 50º

-Pirámide 4 caras con un ángulo de 50º

 

 

 

Esta antena da un resultado excelente, tanto en omnidireccionalidad como en rechazo a la polarización inversa, por lo que es una de las mejores antenas disponibles para el emisor de vídeo.

 

1.3 GHz

 

 

2.4 GHz 

 

 La clave es que la longitud del hilo de acero de cada lóbulo más el “feed” (el vivo del coaxial que queda expuesto) sea la longitud de onda de la frecuencia para la que queremos construir la antena, con un pequeño factor de corrección por el efecto de la pintura y el epoxy.

 

 Para 2.4GHz, las dimensiones para obtener una antena centrada en 2440MHz, con ancho de banda más que suficiente para cubrir todos los canales de esa banda, desde 2370 hasta 2510MHz, son las siguientes (con la nomenclatura del croquis):


Feed Length= 3mm
Longitud del hilo de acero = 122,8mm
Rama larga (leg length + feed length) = 35,2mm
Rama corta (leg length) = 32,2mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

Para 1.3GHz, se pretende cubrir los canales desde 1160 hasta 1360Mhz. La relación entre ancho de banda (200MHz) y frecuencia central (1260MHz) es demasiado grande, y se cubren todos los canales por los pelos. Por este motivo, he preferido hacer la antena centrada en 1280MHz, para asegurarnos de cubrir bien los canales más utilizados (los altos), ya que 1160MHz es una canal a extinguir debido al sistema Galileo. Las dimensiones para obtener una antena centrada en 1280MHz, con ancho de banda suficiente para cubrir todos los canales de esa banda, desde 1200 hasta 1360MHz (no quiere decir que la antena no funcione a 1160MHz, simplemente su rendimiento no será del 100%), son las siguientes (con la nomenclatura del croquis):

Feed Length= 3mm
Longitud del hilo de acero = 236,8mm
Rama larga (leg length + feed length) = 67,2mm
Rama corta (leg length) = 64,2mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

Medidas para frecuencia 5.740, canal uno de las gafas Fat shark

Feed Length= 2mm
Longitud del hilo de acero = 50,9mm
Rama larga (leg length + feed length) = 14,8mm
Rama corta (leg length) = 12,8mm
Arc Angle = 90°
Pitch Angle = 50°

 

Ahora, a construirla:

1. Con un tubo de PVC de 5mm, calentando la punta con la pistola de aire caliente, agrandamos un extremo con una broca de 4,5mm.

 

 

2. Lo cortamos y ya tenemos el refuerzo para la antena.

 

 

3. Preparamos el extremo del coaxial para soldarlo al conector SMA.

 

 

 

4. Lo estañamos.

 

 

5. Conector soldado.

 

 

6. Preparamos y estañamos el extremo del coaxial donde soldaremos la antena.

 

 

7. Insertamos el tubo de PVC de refuerzo.

 

 

8. Ponemos el termorretráctil del extremo del conector, y dejamos pasado el del extremo de la antena.

 

 

9. Cortamos los 4 trozos de hilo de soldadura (el que se usa en soldadura por arco, de acero recubierto de cobre, de 0.8mm) de la longitud correspondiente. Los extremos deben ser rectos, con corte limpio. Yo lo que he hecho es ajustar la longitud con la amoladora y el calibre.

 

 

10. Doblamos la rama corta y la larga. 

 

 

 

11. Hacemos el arco de 90°. 

 

 

12. Mojamos las puntas en pasta de soldar y las estañamos. 

 

 

13. Utilizando la cutre-cuna para las ramas inferiores, soldamos los extremos a la malla del coaxial. 

 

 

14. Este es el resultado. 

 

 

15. Utilizando la cutre-cuna para las ramas superiores, soldamos los extremos al vivo del coaxial. 

 

 

16. Detalle.

 

 

 

17. Este es el resultado.

  

 

18. Una buena forma de asegurarnos que lo hemos hecho bien es comprobar que la antena se sujeta vertical si la ponemos boca abajo, sin “cojear”

  

 

19. Reforzamos la soldadura con un poco de epoxi

 

  

20. Pintada con spray. 
OJO, UTILIZAR UNA PINTURA SIN PLOMO.

 

  

21. Termorretráctil en su sitio.

 

  

La antena SPW (Skew Planar Wheel) permite combinarse con diversas antenas en el receptor de tierra:

1. Emisor con SPW y receptor con SPW: Es la combinación omnidireccional (no hay que mantener orientada la antena del receptor). Con esta combinación se consiguen alcances de 5Km en 2.4GHz con 500mW, y mayores (tengo que comprobar cuanto más exactamente) con 1.3GHz y 800mW. 

VENTAJAS: Todas las ventajas de la polarización circular. No hay que orientar la antena del receptor.

INCONVENIENTES: Alcance limitado.


2. Emisor con SPW y receptor con antena de polarización vertical directiva: Si en el receptor ya tenemos por ejemplo una patch de 11dB, entre la antena SPW del emisor y la de polarización vertical del receptor tendríamos siempre 3dB de pérdidas de polarización, independientemente de la posición del avión. Eso convierte a la patch de 11dB de forma efectiva en una patch de 8dB, que sigue siendo una ganancia aceptable. Por el hecho de utilizar polarización vertical en el receptor perdemos (además de esos 3dB) la ventaja de reducir el multipath, ya que la patch de polarización vertical capta con 3dB de pérdidas las dos polarizaciones: la de derechas directa y de izquierdas reflejada. Vamos, que no es la combinación ideal, pero se trata de poder aprovechar antenas existentes en las estaciones de tierra.

VENTAJAS: Seguimos sin tener pérdidas de polarización, por lo que podemos inclinar el avión. Permite aprovechar una antena que ya tengamos.

INCONVENIENTES: No reduce las interferencias por multipath. Desperdiciamos 3dB de la ganancia de la antena receptora. Requiere mantener la antena del receptor orientada hacia el avión (con mayor precisión cuanto mayor sea la ganancia de la antena).


3. Emisor con SPW y receptor con antena de polarización circular directiva: La combinación para alcanzar mayores distancias, con todas las ventajas de la polarización circular. Para la antena de tierra hay varias posibilidades en el mercado para 2.4GHz (hay que asegurarse de que sean RHCP, polarización circular a derechas, o en caso contrario construirla SPW al revés, para que sea a izquierdas, LHCP), por ejemplo: Patch o Helical