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Antena Slim Jim

ANTENA SLIM JIM PARA LA BANDA DE VHF (VERSIÓN PLUMBER'S DELIGHT)

En este artículo describo la antena Slim Jim, es una antena cuyas características principales son el ancho de banda y el bajo ángulo de radiación, lo cual hace de estas antenas elementos radiantes muy apreciados por los entusiastas del radioscanner. La antena construida presenta un ancho de banda de 20 MHz, por debajo de ROE 3:1 y 15 MHz por debajo de 2:1, y 11 MHz por debajo de 1,5:1. Está construida en cobre de 12mm, estilo "Plumber's Delight" (delicia de fontanero), y el funcionamiento es realmente bueno.

¿Le apetece construirse una?

 

El diseño de esta antena se debe a G2BCX, su nombre, a parte de lo que pudiera parecer en relación a un nombre personal “JIM”, realmente debe su nombre a la forma que tiene de adaptar la impedancia en su extremo inferior: el “J Integrated Match”, y efectivamente es una antena “delgada”, cuya impedancia se adapta mediante un cuarto de onda plegado.

 

Conceptualmente la antena tiene dos partes, la superior, que es un dipolo de ½ onda plegado, que es alimentado en su parte inferior por ¼ de onda, también plegado, que constiuye el “JIM” al que hacíamos referencia en el párrafo anterior.

 

Las similitudes con una antena tipo “J” son más que evidentes, sin embargo, esta antena presenta con respecto a otras antenas también sencillas, como las “J”, “colineales” o “verticales”, una característica que la diferencia, y es su bajo ángulo de radiación. El ángulo de radiación de una antena “J” es del orden de unos 30º, mientras que la “Slim Jim” tiene un ángulo de radiación casi paralelo al suelo.

 

Esta propiedad, junto con un ancho de banda más que respetable, hacen de esta antena un aéreo muy apreciado por los entusiastas de los scanners, ya que proporciona un rendimiento excelente.

 

También es una propiedad no desdeñable en esta antena, la facilidad de construcción, tanto en versiones “plumber delight”, (es decir todo cobre, o “delicia de fontanero”), como en versiones más ligeras, a base de alambre, e incluso es muy fácil construir una versión de esta antena con cinta Twin Lead de 300 Ohm., quedando en éste último caso una antena enrollable a la que se le puede atar una cuerda en su extremo superior y colgarla de cualquier árbol. De esta forma nuestro walkie, cambia “de dimensión”...

 

La “Slim Jim” no necesita plano de tierra, por tanto es factible colocarla a lo alto de un mástil, sin ser tributaria de ningún tipo de radial, ni plano de tierra.

 

La única peculiaridad que posee esta antena es que debe de estar aislada del mástil, si éste es metálico, por tanto hay que ingeniarselas para o bien separarlo del mástil mediante trozos de tubo o de madera, o bien (en versiones ligeras), diseñarlas para colgarlas de una cuerda en un árbol o similar o colocar una extensión al final del mástil metálico, en madera protegida contra la intemperie o bien de tubo de pvc.

Criterios básicos de diseño para 145 MHz.

En cuanto a los criterios de diseño, son realmente muy sencillos, partimos de una longitud de onda: 300/145 = 2,06 m.

 

Vamos a tomar como factor de acortamiento un 2,5%, que compensará el efecto del diámetro del tubo con respecto a la longitud de onda. Puesto que es una antena con un ancho de banda muy amplio, nos nos complicaremos en exceso la vida con este tema, simplemente debemos tener en cuenta que si el diámetro del conductor que tomemos es más fino, el factor de acortamiento será menor, y si es más grueso, mayor. Tomemos como valores de acortamiento típicos entre un 5% para un tubo de 2 cms., a un 2,5% para uno de 1 cm. Si usamos alambre, el factor de acortamiento lo estableceríamos en un 1,5%, son valores orientativos, ya que pueden variar algo con los aisladores que pongamos entre los dos tubos.

 

Bueno, el tubo que vamos a usar es de 12 mm., tomamos 2,5% como factor de acortamiento. 2,06 * 2,5% = 5,15 cms., 206 cms. - 5,15 = 200,85 cms. Es decir tomaremos 201 cms. Como una longitud de onda completa.

A partir de aquí el cálculo de la antena es trivial:

 

Ramal largo= ¾ de onda 201/4*3 = 150,7 cms.

Ramal corto= ¼ de onda 201/4 = 50,25

Ramal medio= ½ onda 201/2 = 100,5

 

El espacio entre el ramal corto y el medio, lo establecemos en 2,5 cms., por tanto a ambos ramales les acortaremos 1.25 cms., así el corto quedará de 49 cms. Y el medio de 99,25 cms.

 

La separación entre los tubos no es crítica, yo he utilizado separaciones de 6 cms. Se pueden utilizar separaciones menores sin ningún problema, de hecho la separación la he ajustado al tamaño de las cajas estancas con las que he aislado las conexiones.

Ajuste:

El ajuste no puede ser más sencillo, el vivo va a uno de los tubos, y la malla al otro, en la parte inferior, que es la parte “JIM”, simplemente iremos subiendo y bajando ambos a la vez hasta que la roe sea lo más baja posible, si se siguen las instrucciones y medidas mostradas en este artículo, la roe será de 1:1, es decir un ajuste perfecto, o muy próximo a este valor.

 

Construcción:

Versión “Plumber Delight”, o “delicia de fontanero”

En este caso partimos de tubo de cobre de 12 mm, más 4 codos de 90º, para el cálculo de las dimensiones de los tubos tenemos que tener en cuenta el trozo que entra dentro del codo y el trozo que constituye el propio codo.

 

Esta versión es muy fuerte, robusta, pero nada ligera.

 

Para montarla tenemos que tener unos mínimos conocimientos de soldadura con cobre y estaño. Necesitaremos una lámpara de fontanero para las soldaduras, lana de acero o similar para limpiar el cobre, flux para facilitar la soldadura, estaño grueso.

 

Herramienta de corte de tubo de cobre, muy económica que nos permitirá cortar el tubo sin rebabas. Si no dispone de ella, puede cortarlo con una sierra y luego limar los bordes para que encaje bien en los codos.

Flux utilizado para facilitar la soldadudra en el cobre. Se aplica una vez hayamos limpiado muy bien el trozo a soldar con lana de acero o una lija muy fina.

En esta imagen el tubo superior ha sido limpiado con lana de acero. Tiene que queda perfecto.

Al tetón de la caja aisladora, le practicaremos con un cutter un orificio menor que el diámetro del tubo (ej. unos 10mm.).

Aspecto del tubo con el tetón alojado.

Caja de conexión.

La separación entre los tubos superior e inferior es de 6 cms. La separación entre los 2 tubos inferiores es de 2,5 cms.

La antena presentada dentro de la caja de conexión (No se olvide de introducirla ANTES de soldar los tubos)...

Vista del punto de ajuste, en este caso hemos utilizado dos bridas metálicas ajustables con destornillador.

 

La técnica de soldadura es muy sencilla:

 

Se limpia la zona a soldar, se introduce un tubo dentro del codo, se aporta el flux y se calienta con la lámpara, este último es el paso crítico, y hace falta algo de experiencia para saber cuando está caliente suficientemente, básicamente, el cobre adquiere una tonalidad más roja, tirando a cereza, pero sin llegar al rojo vivo, en ese momento, quitamos la llama y aplicamos el estaño justo en la unión entre ambas piezas, por capilaridad el estaño penetra en la junta realizando una soldadura perfecta. No considero que sea buena idea que éste sea su primer proyecto de calderería, si se decide a hacerlo como primer proyecto, haga primero unas prácticas y en soldadura, hasta que tenga la suficiente confianza y habilidad como para soldar su antena.

 

Gráfico de Roe donde se puede apreciar el gran ancho de banda de esta antena.

 

Dada la sencillez del proyecto, nada impide realizarlo con coaxial, twin lead o cable de electricista. Yo personalmente he montado varias con twin lead, para mejorar la emisión del walkie de 2m. en portable, y el resultado, comparativamente con una antena "de porra" es sencillamente espectacular. Además de enrolla perfectamente y cabe en el bolsillo de la chaqueta...

 

Que lo disfrute.

 

EA5BFT - "Pedrolo"

 

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