Construcción de antena QFH para satélites meteorológicos

En este artículo veremos como construir paso a paso una antena QFH para la recepción de satélites meteorológicos. Estos satélites, como ya hemos visto en artículos anteriores, envían imágenes en las frecuencias de 137 MHz a 138 MHz y por ello realizaremos nuestra antena para que resuene en 137,500 MHz.

Materiales necesarios

El listado de materiales que se muestra a continuación es el que yo he empleado para la construcción de esta antena. En mi caso he empleado pletina de aluminio junto con varilla de acero. Esta combinación presenta el problema de la corrosión galvánica que puede ser un problema en zonas húmedas. Si vamos a instalar la antena a la intemperie en una zona húmeda, lo ideal es evitar la combinación de estos materiales y usar otros, si queremos que nuestra antena nos dure bastante tiempo.

Cantidad (uds.)
1,5 m Tubo de PVC Ø 40 mm
1 Tapón para tubo de PVC Ø 40 mm
2 Varilla roscada acero Ø 5 mm
4 Pletina aluminio 2 mm x 10 mm
32 Tuerca Ø 5 mm
28 Arandela Ø 5 mm
20 cm Cable de cobre
4 Terminal faston redondo Ø 5 mm
- Cable coaxial 50Ω

Construcción

Empezamos cortando el tubo de PVC a la medida que queramos. En mi caso voy a usar el propio tubo como parte del mástil de colocación de la antena, por lo que voy a usar una longitud total de 1,5 metros. Si lo preferimos, podemos dejar el tubo más largo o más corto según nos interese.

Una vez cortado, vamos a hacer los agujeros por los que pasaremos las varillas posteriormente.
Para los agujeros superiores podemos ayudarnos de la plantilla que se genera en la web de John Coppens en el apartado de “Generate a drilling template”, indicando el diámetro del tubo (40 mm) y el diámetro del soporte horizontal (5 mm).
Le damos primeramente a Calculate en el apartado superior de “Input data” y después a Generate. Esto nos crea un PDF que podemos imprimir y usar para marcar los agujeros y que queden centrados. Recordar que solo vamos a utilizar esta plantilla para marcar la distribución de los agujeros superiores en el perímetro del tubo y no debemos hacer caso a las medidas que indica.

Las medidas (en milímetros) que usaremos son las siguientes (las dimensiones no están a escala):

El siguiente paso será cortar y taladrar las pletinas de aluminio. Cortaremos dos pletinas por cada longitud usando el siguiente esquema:

Por último, cortamos las varillas roscadas para obtener las siguientes piezas:

Medidas (en mm) Descripción
300 Varilla inferior para loop largo.
280 Varilla inferior para loop corto.
155 (2 unidades) Varilla superior para loop largo.
145 (2 unidades) Varilla superior para loop corto.

Montaje

Una vez tenemos las piezas preparadas, comenzamos el proceso de montaje empezando por las varillas roscadas.

El siguiente paso es colocar las pletinas, pero primero tendremos que darles la forma. La manera más sencilla de hacerlo es primero hacerles el arco y posteriormente hacerles el giro. Es conveniente dejarlas bien dobladas antes de colocarlas para que no apliquen tensión a las varillas.

A continuación vamos a colocar el cable coaxial. La longitud del cable será la que estimemos necesaria y el tipo de cable podemos usar cualquiera. Es recomendable usar un cable no muy grueso y de bajas pérdidas. En mi caso he usado un cable Aircell-5.

Hacemos un agujero del mismo diámetro del cable en la parte superior del tubo por debajo de las varillas y pasamos el cable coaxial. Es recomendable que pasemos bastante cable para poder trabajar con comodidad.
Ahora necesitamos sacar dos conexiones desde el vivo del coaxial y otras dos desde la malla. Para ello yo he utilizado trozos de cable de cobre a los que he soldado una arandela, aunque lo recomendable es usar los terminales faston.

Ahora insertamos los terminales en las varillas conforme el siguiente esquema:

Siendo A y B los lados que conforma el loop largo y el loop corto C y D, conectaremos los terminales con el vivo del coaxial a las varillas A y C y los terminales con la malla a las varillas B y D.

Una vez conectados, ajustamos el cable que queda dentro del tubo con cuidado y le damos 4 vueltas para hacer una bobina choque. Aquí podemos hacer otro agujero y pasar el resto del cable por dentro de la antena, o bien podemos dejarlo por fuera.

Por último, colocamos el tapón al tubo y ponemos el conector que queramos al cable y ya tenemos lista nuestra antena a falta de ajustarla a la frecuencia exacta.

Ajuste de la antena

Para finalizar la construcción de nuestra antena, vamos a medirla usando un analizador de antenas NanoVNA. Si hemos seguido los pasos de esta guía y hemos usado las medidas indicadas, la antena debe resonar sobre los 135 MHz ya que las medidas de las varillas son un poco más largas para poder colocar las tuercas con facilidad. Para ajustar la antena a la frecuencia exacta debemos ajustar la distancia entre las pletinas de aluminio de la siguiente manera:

  • Para el loop largo 282 mm.
  • Para el loop corto 268 mm.

Para la parte superior habrá que sumar a esta distancia la separación entre los conectores.

Una vez ajustada, nos dará unos resultados similares a los siguientes: