Curso de electrónica - parte 17A Construção de uma antena

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Apos a breve descrição das antenas receptoras na lição “Curso de electrónica - parte 12 Aplicação dos detectores e receptores”, onde não entramos em detalhes teóricos, porque são bem mais complexos do que se pode imaginar, vamos descrever a construção de uma antena que se prestará à recepção das ondas de rádio nas faixas de ondas médias, tropicais e curtas.
A primeira etapa na construção de uma antena é escolher o tipo e determinar sua dimensão. Por todas as razões expostas anteriormente, o tipo de antena mais adequado é a horizontal; logo, será esse o escolhido. Quanto ao comprimento da antena, o ideal seria que fosse igual ao comprimento de onda que se vai receber; entretanto, como é impossível construir uma antena para cada comprimento de onda, o que se costuma fazer é dimensionar a antena ressonante na frequência média da faixa de ondas curtas. Esta prática é justificada pelo fato de a potência, na antena receptora, ser menor para as frequências mais altas. Expliquemos: se houver dois transmissores de mesma potencia e a mesma distancia de uma antena, esta receberá maior potência do transmissor de mais alto comprimento de onda, ou seja, de mais baixa frequência.
Sendo assim, para faixa de ondas curtas de 6 a 18 MHz, vamos fazer o comprimento da onda da metade da faixa, ou seja: (6+18)/2 = 12 MHz. O comprimento de onda é, como o aluno sabe: ,(dado na lição “Curso de electrónica - Parte 16 Princípios de transmissão), logo temos, = 25 m. A nossa antena deverá ter, portanto 25 metros no total, isto é contando-se a parte horizontal e o fia de descida. Admitamos que os 5 m sejam suficientes para ligar a antena ao receptor: então, a parte horizontal deverá ter 20 metros.
A próxima etapa é a escolha do local a ser instalada a antena. Para tanto, procuramos a área mais livre possível de obstáculos. Admitamos, por ser a situação mais frequente, que essa área seja a do telhado da residência. Aí ergueremos a antena. Agora, vamos a uma loja de materiais elétrico e adquirimos a cordoalha de antena, fio de descida, cachimbo, ou um pedaço de eletrodo de plástico, e os isoladores de porcelana (castanha). Finalmente em uma loja de material para encanador, adquirimos dois pedaços de cano galvanizado de 1´´, com cerca de 2,5 m cada um.
Uma vez adquirido o material, a etapa seguinte é a montagem da antena. Para tanto, com o material no chão, preparamos os mastros de sustentação da antena. Inicialmente, é aconselhável fazer 3 furos diametrais, sendo 1 na extremidade onde se fixará o fio da antena e dois onde se fixará o mastro, na viga de cumeeira. O primeiro furo deve ser feito a cerca de 5 cm da extremidade e os outros dois, na altura adequada à altura do mastro. Por exemplo, se o mastro vai ter 2 m acima do telhado, a 2,1 m mais ou menos, contando da ponta onde se fixará o fio de antena, faz-se um furo, agora, a cerca de 7 cm desse faz-se outro. Estes dois furos servirão para pender o mastro na viga da cumeeira, estamos admitindo que ela seja de 14 cm, que é o comum. É claro que, se ela for menor, os dois furos deveram estar mais juntos. Todos os 3 furos deverão estar alinhados e ter diâmetro de, aproximadamente, 5 mm.
Em seguida, fixamos as castanhas aos mastros. Para a castanha mais próxima do mastro, utiliza-se um pedaço de fio de cerca de 70 cm, para que, no final, ela fique a cerca de 50 cm dele. Pode-se usar qualquer fio para esse fim, sendo comum o emprego da própria cordoalha. Se encontrar cordoalha de nylon, dessas usada em varal de roupa, poderá utilizá-la com vantagem, pois esse material é isolante. Agora, a uns 10 cm, prende-se a outra castanha. Na figura 1, mostramos a prática descrita. Uma vez preparados, transportam-se os dois mastros para cima do telhado, no local onde serão fixados. Destelha-se a área de serviço e fixa-se, com dois pregos ou parafusos, o mastro à viga de cumeeira. Terminada a fixação dos dois mastros, amarra-se uma das extremidades da cordoalha de antena a uma das castanhas, e passa-se a extremidade livre na castanha do outro mastro. Agora, estica-se o fio até que fique bem horizontal, sem forçar os mastros. Em seguida, amarra-se a extremidade. À cordoalha esticada prendemos o fio de descida, de preferência em uma das extremidades ou no centro. Esse fio deve fazer bom contato permanente com a antena; portanto, se possível, deve-se solda-lo. Caso não seja possível, devido à dificuldade em levar o soldador até o ponto de união, é aconselhável lixar a cordoalha, decapar cerca de 10 cm do fio de descida, e enrola-lo firmemente na cordoalha. Em seguida, passa-se uma fita adesiva (de plástico) na emenda, para aumentar a resistência mecânica e dificultar a oxidação da ementa.



A etapa final é refazer a área destelhada e vedar as possíveis infiltrações de água através dos mastros. Para isso, basta cimentar as telhas onde entram os mastros. Se o fio de descida for introduzido na residência através do telhado, será preciso chumbar o cachimbo na telha; se for introduzido pela parede, aí é que deverá chumba-lo. É aconselhável, também, obstruir as extremidades superiores dos mastros com um pouco de cimento, para evitar a penetração de água da chuva através deles.
Finalmente leva-se o fio de descida até ao ponto de utilização, ou seja, até o receptor. Para a ligação do fio de antena ao receptor é aconselhável o emprego de uma chave-faca dupla, sendo que esta se preste para ligar, também, o terra ao receptor. A chave deve ser ligada de tal forma que, estando as facas voltadas para cima, a antena e terra externos são ligados ao receptor. Ao se mudarem as facas para a posição inferior, a antena ficará ligada somente ao terra. Esta posição, evidentemente deve ser utilizada quando o receptor esteja desligado, principalmente em ocasiões de tempestades, para evitar que descargas atmosféricas de maior intensidade danifiquem o circuito de entrado do receptor.

Matéria relacionada "Introdução á electrónica básica - Parte 16 Princípios de transmissão"


José António Flor de Sousa

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No receptor, o sinal recolhido na antena deve fechar o circuito através da terra; por isso, para que a recepção se dê na condição de máxima eficiência, é necessário que, juntamente com uma boa antena, se providencie, também, uma boa ligação à terra.
A instalação de terra pode ser executada muito simplesmente ligando-se um condutor – que pode ser um pedaço de cordoalha de antena – em um cano de distribuição de água, desde que a rede de água seja de cano de ferro.
Em caso de não haver essa possibilidade, providencia-se um bom terra, fincando um pedaço de tubo de ferro, de ¾ ou 1´´, acerca de 1 a 1,5 m do solo.
A ligação do condutor de terra ao cano deve ser bastante boa; por esse motivo, é preciso que seja feita por soldadura. Para tanto, limpa-se bem a região do cano aonde vai se ligar o fio, enrolam-se aí várias voltas da cordoalha, previamente limpa, e efetua-se a solda. Como se trata de soldadura em grande massa, ela só pode ser conseguida com ferro de grande potência (200 ou 300 W) ou, preferencialmente, com maçarico de funileiro.
Se a tomada de terra tiver sido feita no cano da água, será impossível solda-la, mesmo com maçarico, pois a água absorve o calor. Neste caso, deve-se providenciar a limpeza do cano na região a ser ligada ao condutor de terra e aí prender uma braçadeira parafusada. Deve-se apertar ao máximo o parafuso da braçadeira, para que o contato seja perfeito. Na braçadeira, para que o contato seja perfeito. Na braçadeira, por um terminal adequado, ou mesmo por solda, liga-se o condutor de terra.
Note que este sistema de ligação também pode ser adotado para o cano enterrado no solo.

Observação importante:
Como afirmamos anteriormente, para máxima sensibilidade de receptor, a ele deve ser ligado o terra. Entretanto, no caso dos receptores antigos do tipo CA – CC (aparelhos que não possuem transformador para isolação de rede), não se pode ligar o terra diretamente ao chassi, porque isso pode provocar curto-circuito da rede. De fato, na maioria desses rádios, um dos fios de rede vai ligado diretamente ao chassi e, se coincidir que seja o fase, fecha-se o circuito através do chassi, havendo curto-circuito.
Para ligar o terra ao receptor, devemos fazê-lo através de um capacitor de 0,02 a 0,05 μF x 600 V, como mostra a figura 1. esse capacitor tem baixa impedância para a corrente de RF e relativamente alta para a frequência da rede de alimentação.



José António Flor de Sousa