Antena T2FD

El Dipolo plegadoinclinado T terminado (T²FD, T2FD, o TTFD) o terminación Bequilibrada, plegada Dipole (BTFD), también conocida como antena W3HH, es una antena de onda corta de uso general desarrollada a finales de la década de 1940 por la Marina de los Estados Unidos. Funciona razonablemente bien en un amplio rango de frecuencia, sin puntos muertos marcados en términos de frecuencia, dirección o ángulo de radiación sobre el horizonte.

Aunque son inferiores en términos de eficiencia (al menos el 30 % de la potencia de RF se pierde en forma de calor en la resistencia) a las antenas diseñadas específicamente para determinadas bandas de frecuencia, u optimizadas para la direccionalidad, su rendimiento general, su tamaño relativamente modesto, El bajo costo y el hecho de que no requiere ninguna adaptación complicada para operar con un transmisor de onda corta estándar lo han hecho popular en las comunicaciones profesionales de onda corta donde el ERP o la ganancia no son una preocupación. Un ejemplo serían las comunicaciones HF de baja potencia y canal claro.

Historia

La historia de la antena T²FD se divide convenientemente en tres fases diferentes: Se desarrolló por primera vez para su uso como antena de uso general en barcos navales en la década de 1940. El diseño se hizo público en la década de 1950 y fue adoptado por radioaficionados, pero luego dejó de utilizarse con la llegada de longitudes de onda más cortas y la adopción generalizada de transmisores y antenas de baja impedancia. Recientemente, con la llegada de múltiples bandas de frecuencia nuevas que no son múltiplos enteros de las frecuencias de las bandas existentes, ha comenzado a atraer una atención renovada por parte de los radioaficionados.

Origen

La antena T²FD se desarrolló originalmente durante la Segunda Guerra Mundial en la base naval de San Diego para su uso en barcos en el mar, donde el tamaño de la antena es limitado, pero donde el plano de tierra de radiofrecuencia es espectacularmente eficiente. Las propiedades de diseño de la antena la hacen ideal para su uso en espacios pequeños en longitudes de onda largas, donde la antena no puede apuntarse cómodamente en una dirección particular y donde el número de antenas es limitado, en comparación con el número de frecuencias operativas.

Uso amateur temprano

Uno de los desarrolladores de la antena original de la Armada, el Capitán G.L. Countryman, también era un entusiasta de la radioafición. Presentó el diseño a otros aficionados a principios de los años cincuenta. Fue un diseño de antena popular a mediados del siglo XX, pero dejó de usarse durante la última parte del siglo con la creciente popularidad de las frecuencias superiores HF y VHF, que requerían antenas dipolo de solo 16 pies o menos. Otro factor que contribuyó a su caída en popularidad fue la creciente popularidad de las antenas de baja impedancia.

Reciente resurgimiento

Desde finales de la década de 1980, los radioaficionados y los oyentes aficionados de onda corta han 'redescubierto' esta antena, especialmente para la recepción de transmisiones y para modos bidireccionales de aficionados como el código Morse y PSK31, donde la intensidad de la señal bruta no es tan importante como una ' señal estable.

También ha habido afirmaciones controvertidas de que esta antena es comparativamente insensible a las interferencias de radio provocadas por el hombre; De ser cierto, eso haría que el diseño fuera útil en entornos urbanos, donde un nivel de ruido bajo suele ser más beneficioso que una alta intensidad de la señal recibida. El T²FD es útil para sistemas interiores ocultos o donde no se pueden acomodar varias antenas optimizadas de frecuencia específica. Por ejemplo, una antena interior de solo 24 pies de largo permitirá el funcionamiento en todas las bandas de aficionados HF por encima de 14 MHz en transmisión y hasta 7 MHz en recepción.

Construcción

Un T²FD típico se construye de la siguiente manera, a partir de dos conductores de alambre paralelo:

• Espaciar cerca de media longitud de onda de la frecuencia más baja requerida.
• Distancia entre los conductores superiores e inferiores igual a 1/100 de la longitud de onda. Esta distancia es mantenida por varias doallas aislantes.
• Al menos dos doallas en los extremos están atadas a cuerdas no transportadoras, que a su vez están atadas a soportes.
• Los extremos superiores e inferiores de los conductores están conectados en los extremos, por secciones de alambre que siguen las doallas finales.
• Alimentado en el centro del conductor inferior, con una impedancia en el orden de 300 Ω, balanceado, a través de un balón estándar 4:1. Esto proporciona un partido de frecuencia aceptable a cable coaxial 75 Ω comúnmente disponible.
• Terminado en el centro del conductor superior con 400-480 Ω resistor no inductivo, valorado para absorber con seguridad al menos 1/3 de la potencia del transmisor aplicado. El resistor absorbe una parte creciente de la potencia RF (ya sea captada desde el aire o suministrada por un transmisor) ya que la frecuencia de operación se acerca al límite inferior del rango de diseño. El resistor se puede construir de 10 conjuntos paralelos de tres 1.600 Ω, 1 W resistors, en serie.
• Para que sea aproximadamente omnidireccional, la antena es idealmente afilada en un ángulo de 20–40 grados desde horizontal, pero también funcionará satisfactoriamente si se monta horizontalmente, siempre y cuando se tire hacia fuera en una línea razonablemente recta.

Las antenas B&W AC3-30 y B&W DS1.8-30 disponibles comercialmente varían de las anteriores para cubrir de 3 a 30 MHz utilizando una longitud de 90 pies con un espaciado de cables de 18 pulgadas. El balun tiene una relación de 16:1, lo que transforma el coaxial de 50 Ω (ohmios) en una alimentación de 800 Ω en la antena. La carga de la resistencia también es de 800 Ω, no inductiva. Esto permite que la impedancia de la antena oscile entre 400 y 1600 Ω en el rango de frecuencia previsto y, por lo tanto, mantenga la ROE en el transmisor en 2:1 o menos.

Aplicaciones e inconvenientes

Una antena como la descrita anteriormente se puede utilizar para comunicaciones locales y de media-larga distancia en un rango de frecuencia de aproximadamente 1:6. Por ejemplo, una antena para la porción inferior de onda corta (digamos, 3 a 18 MHz) tendrá aproximadamente 33 m (110 pies) de largo, con conductores espaciados 1 m (3,3 pies). Para la porción más alta de onda corta (5 a 30 MHz), esta antena tendrá aproximadamente 20 m (66 pies) de largo, con un espacio de 60 cm (24 pulgadas). Si no se pueden dar cabida a tramos tan largos, las antenas más pequeñas seguirán ofreciendo un rendimiento adecuado de sólo recepción hasta aproximadamente la mitad de su frecuencia de diseño más baja.

Sin embargo, el rendimiento de transmisión se degrada rápidamente por debajo de cierto punto. Pruebas realizadas por J.S. Belrose (1994) demostró que aunque la longitud del T²FD convencional es cercana a la de una antena de tamaño completo de 80 metros (3,5–4,0 MHz), la antena comienza a sufrir graves pérdidas de señal tanto en transmisión como en recepción por debajo de 10 MHz (30 m), con la banda de 80 metros señala -10 dB menos (90 % de pérdida de potencia) desde un dipolo de referencia a 10 MHz.

Como antena de banda ancha, la T²FD normalmente mostrará una relación de onda estacionaria (ROE) razonablemente baja en todo su rango de frecuencia. Sin embargo, en algunas frecuencias el punto de alimentación de la antena puede ser moderadamente reactivo, por lo que puede ser necesario el uso de un sintonizador de antena cuando se utilizan transmisores modernos de estado sólido con cualquier potencia que se acerque a su potencia nominal.

Tenga en cuenta que “baja ROE” no significa “alta eficiencia de antena”. Esta antena no se recomienda para quienes deseen realizar contactos de señales de larga distancia desafiantes con potencia limitada (por ejemplo, el límite de aficionados de EE. UU. de 1500 W o el límite de 400 W del Reino Unido). En frecuencias de onda corta, un dipolo cortado para la longitud de onda más larga utilizada, alimentado con una línea de escalera y combinado con un sintonizador de antena, haría un mejor uso de la potencia aplicada que el T²FD.

Hay muchas versiones comerciales listas para usar del T²FD disponibles para los mercados de escucha profesional, militar, de radioaficionados y de aficionados.