Power Splitter. Luciano Sturaro PY2BBs. Agosto/2004 V1.0

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Joaquim Chagas Castel-Branco
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1 Power Splitter Luciano Sturaro PY2BBs Agosto/2004 V1.0

2 Índice Analítico Introdução Introdução...2 Prefácio...3 Iniciando...3 O que é e porque empilhar antenas?...4 Métodos para a divisão de potência...5 O Power Splitter...6 Especificações técnicas...7 Instalação...7 Termo de garantia...7 Anotações...8 2

3 Prefácio. Obrigado por adquirir nosso Power Splitter. O Splitter foi desenvolvido para prover o casamento de antenas empilhadas, tanto comercial como de radioamadores, tenho absoluta certeza que ele lhe atenderá a todas as expectativas. Gostaria de deixar os agradecimentos a todos os radioamadores que auxiliaram neste projeto mesmo de forma indireta, apoiando, criticando, ou até mesmo desencorajando e não acreditando na sua conclusão, gostaria de deixar especial agradecimento a: PY2BDJ (sk), Joly por me explicar e ensinar todos os fundamento teóricos e práticos do uso do Power Splitter. Luciano Sturaro, PY2BBS Iniciando... O objetivo deste manual, é fornecer todo o suporte a instalação e uso do Power Splitter, bem como levar aos menos experientes algum conhecimento sobre o empilhamento de anteas. Recomendo a leitura completa deste manual, mesmo aos mais experientes, para evitar problemas, que muitas vezes tomam horas de trabalho desnecessárias. Todo suporte e/ou ajuda pode ser obtido através de nosso website lá você entrara um banco com as perguntas mais freqüentes de nossos clientes, caso ainda persista a dúvida entre em contato por suporte@hamtec.tk, enviando o máximo de informações possíveis, frequencia de operação pretendida, tipo das anteas e descrição detalhada do problema ou dúvida, ou ainda pelo telefone (19)

4 O que é e porque empilhar antenas? Antenas são empilhadas para se somar seus ganhos, obtendo maior ganho, sem aumentar o comprimento da gôndola, o que as vezes torna as antenas grandes demais e complicadas de sustentar, e também quando se deseja estreitar o lóbulo de irradiação de uma antena. Veja um exemplo do lóbulo de uma pequena cubica de 6 elementos: E e o lóbulo de duas antenas empilhadas horizontalmente, espaçadas em 1 comprimento de onda: Note que o lóbulo se estreitou cerca de 100 graus, para apenas 40 graus de abertura e aumentamos o ganho de 9.63dBd* para 12.30dBd, um ganho de apenas 2.67dB e a relação frente/costas de 25.27dB para 27.52dB. *dbd = Ganho em db sobre o diplolo 4

5 No empilhamento de antenas, todas as antenas deve estar ajustadas exatamente como se fosses usadas sem empilhar, ou seja, deve ressonar na freqüência desejada e impedância de 50W, e todas as antenas devem se ajustadas o mais idênticas possível umas as outras. É perfeitamente possível empilhar antenas diferentes, mas isso não representa vantagens visto que não há como prever o tipo de lóbulo final que teremos, já que o objetivo de empilhar antenas é justamente propiciar o aumento do ganho da antena e a melhoria de seu lóbulo de irradiação. E para se obter o lóbulo perfeitamente simétrico, todas as antenas devem receber a mesma potência de RF e na mesma fase, se isto não for observado o lóbulo de irradiação será deformado. Métodos para a divisão de potência. Alem das antenas terem que receber a mesma potências, elas devem apresentar para o cabo coaxial de descida a impedância de 50W tal como uma única antena, sob pena de se obter R.O.E alta. A divisão de potência para antenas pode ser feita com divisores construídos a partir de sessões de múltiplos pares ¼ de onda de cabo 75W, ou através de power splitter. O que o processo usando cabo coaxial de 75W faz é elevar a impedância das duas antenas para 100W e quando ligadas em paralelo através de um conector T teremos novamente 50W. Os trechos de cabo coaxial de 75W funcionam como transformadores de impedância elevando os 50W para 100W. O inconveniente do uso do cabo de 75W é que seus comprimentos devem ser idênticos, e alem de tudo devem ter comprimento EXATO, para a freqüência central de operação, e sua largura de banda é estreita, devido que quanto maior o comprimento dos cabos, sua diferença de tamanho em função da variação de freqüências aumenta e se torna mais critica. Percebe-se que qualquer diferencia maior no comprimento dos dois pedaços de cabo, lá vai a impedância para o espaço. O que os divisores fazem é elevar a baixa impedância proporcionada por duas antenas empilhadas, de volta aos 50W, e com uma simetria muito maior, e com a facilidade de se utilizar cabo de 50W que é facilmente encontrado no comercio em detrimento do difícil cabo de 75W. Quando usando o Power Splitter, os trechos de cabos que saem das antenas e vão para a junção para o cabo de descida, podem ter qualquer comprimento, desde que idênticos, o que proporciona uma instalação muito mais limpa e bonita, já que não ficam sobras de cabos do empilhamento que tem que ser enroladas ou deixadas dependuradas na gôndola de empilhamento, quando estes tem que ser calculados em comprimentos que propiciem o casamento correto. 5

O funcionamento do Splitter é o seguinte: Quando duas antenas 50W são ligadas em paralelo, obteremos 25W o que obviamente não casa com os 50W do cabo de descida, devendo esta impedancia ser elevada

6 O funcionamento do Splitter é o seguinte: Quando duas antenas 50W são ligadas em paralelo, obteremos 25W o que obviamente não casa com os 50W do cabo de descida, devendo esta impedancia ser elevada novamente aos 50W. O splitter funciona com o um transformador de impedância, elevando os 25W em 50W novamente, que é a impedância do cabo de descida. O Power Splitter. Power spliter são dispositivos destinados ao empilhamento de antenas, proporcionando a divisão da potência em parte iguais a ser enviada para cada antena. Usualmente este processo é feito com cabo de 75 ohms, o qual apresenta o problema de não ser exatamente simétrico, como explicado no capitulo anterior Além de não ser exatamente simétrico, o empilhamento feito com cabo de 75 ohms apresenta uma largura de banda (BW) muito estreita, não propiciando uma relação de ondas estacionaria uniforme em toda a faixa útil da antena. Veja um exemplo de uma antena empilhada com cabos de 75 ohms e com power spliter: Como se pode constatar, a largura de banda é bem maior, proporcionando um rendimento maior. O Splitter apesar de proporcionar uma largura de banda muito maior, DEVE ser calculado para a banda de freqüências especifica. O nosso Splitter é confeccionado em cobre e latão, proporcionando máxima resistência mecânica e baixas perdas elétricas. Podem ser confeccionados para as freqüências de rádioamador ou para outras freqüências, sob encomenda. 6

7 Especificações técnicas. Banda: 144, 220 e 430MHz, outras faixas, sob consulta. Largura de banda: 144MHz = 6MHz, 220MHz = 8MHz, 440MHz = 13MHz SWR dentro da faixa: < 1.3 Potência máxima admissível: 500W Conectores: SO-239 (UHF), (Pode fabricado com conector N sob encomenda) Instalação. A instalação do Splitter é simples. Antes de tudo, ajuste as antenas para R.O.E. mais baixa possível na freqüência central da banda desejada. Faça este ajuste com um cabo de 50W conectado diretamente antena. Ajuste todas as antenas para a mesma R.O.E. na mesma freqüência. Lembrando que antenas devem ser ajustadas longe de objetos metálicos, estruturas, paredes, enfim tudo que possa interferir no ajuste. Monte as antenas na gôndola de empilhamento, e confira o ajuste apara cada antena, ainda com o cabo de 50W ligado diretamente a uma antena de cada vez. Retoque o ajuste se necessário, para que as antenas fiquem com o ajuste mais parecido o possível. Corte dois pedaços de cabo de 50W que sejam suficientes para trazer a ligação da antena para o centro da gôndola de empilhamento ou onde desejar instalar o Splitter. O ideal é que os cabos de empilhamento sejam o menor possível. O comprimento destes cabos não importa, apenas devem ser idênticos. Ligue os dois cabos no conector T do Splitter e o cabo de descida na parte inferior do Splitter. Meça novamente a R.O.E. Esta deve permanecer bastante próxima ou até mais baixa que o das antenas em separado. É recomendável que o Splitter não fique solto, sujeitos a solavancos e pancadas, prenda-o ao mastro com abraçadeiras plásticas. Não use arames, estes ao serem apertados com o alicate podem amassar o corpo do Splitter. Termo de garantia Este Power Splitter está garantido pelo prazo de 3 (três) meses contra defeitos de fabricação, a contar da data da compra. Esta garantia somente é válida ao primeiro comprador e é intransferível. Defeitos decorrentes de descargas atmosféricas, mau uso, instalação incorreta, quedas, uso de potência acima da admissivel, NÃO serão cobertos por esta garantia. No caso de fazer valer a garantia, toda e qualquer despesas com transporte e embalagem correm por conta do proprietário. 7

8 Anotações 8

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