Como Construir Várias Antenas Simples para Radioamador
Por décadas o radioamador vem sendo uma maneira suprema de comunicação entre os muitos jeitos de levar mensagens de um lugar para outro! Muitas antenas foram inventadas simplesmente por necessidade. Os transmissores centelhadores foram utilizados durante todo o grande desastre do Titanic. Nessa época eles chamavam de sem fio e assim é ainda hoje, as antenas de fio enviam sinais para o ar. O radioamadorismo progrediu e está continuamente mudando desde os transmissores centelhadores daquela época.
As bobinas de alta tensão foram utilizadas por sua resistência e elas enviavam sistematicamente os "dits" e "dahs" característicos do código Morse e, também, de quem recebia os sinais na outra extremidade e que podia tanto ler esses códigos como anotar os símbolos e formar palavras. Uma maneira fantástica e fascinante de comunicação e, no entanto, primitiva o suficiente para voltarmos a nossa atenção para o passado e ainda dizer que era uma ferramenta fantástica.
Passos
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Ênfase na Antena! O coração do sistema do radioamador é a antena. Há muitas outras pessoas mal informadas afirmando que o poder é a força máxima. Não é assim! O coração de qualquer estação de rádio, seja ela de radioamador, comercial, negócios, CB, rádio familiar, ou experimentos em ondas baixíssimas de potência de radioamador (QRP como é chamada) é a antena! Sem uma boa recepção, você não ouvirá muita coisa. Sem boas antenas para fazer a transmissão, nada será transmitido, mesmo se a RF for de alta potência ou se os watts de saída forem altos!
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O planejamento de um projeto de antena pode levar a diversas formas de pensamentos e você deve sempre considerar o seguinte: altura, comprimento, linha de alimentação, balun (e vamos falar sobre um balun mais tarde), isoladores, tipo de fio utilizado ou o tipo de metal. Também é necessário pensar sobre o que você quer fazer com essa antena, quantas bandas quer que funcionem, se você pode utilizar o material correto e se terá espaço para pendurar uma. O maior de todos os desafios, entretanto, surge se você vive em um lugar que tenha leis de zoneamento. Nesse caso, será possível que você tenha de obter permissão (controle) para colocar uma antena em sua própria propriedade!
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Use materiais que correspondam facilmente. As antenas podem ser feitas de muitos materiais diferentes. Lembre-se de que você deve utilizar metais de naturezas semelhantes, pois os diferentes têm uma tendência a corrosão ou a terem propriedades não-condutoras. Os metais como cobre, alumínio, estanho e aço conduzirão a eletricidade, mas quando falamos de Radiofrequência, ou correntes de RF e tensões, estamos tratando de "Efeito Pelicular". O fio da antena de alumínio é difícil de trabalhar, rompe-se facilmente, se deforma sem maior resistência e não pode ser soldado utilizando solda convencional. O fio de alumínio não é caro, mas é o tipo menos aconselhável. O fio revestido de cobre é anda bastante caro e encontrar um fio antigo revestido é a melhor escolha. O diâmetro de um fio de bitola 12 tem cerca de 1/8 de polegada de espessura. Não é difícil de trabalhar com ele e é, provavelmente, o melhor metal para uma antena. O fio de estanho, utilizado em cercas elétricas também é uma excelente antena e não é caro. O único inconveniente é que você também terá que comprá-lo em rolos de 400 ou 800 metros. Se você planeja construir várias antenas, não terá nenhum problema com esse grande rolo de fio.
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O que funciona com qual corrente. As correntes DC ou AC comuns e a voltagem viajam pelo centro do fio, assim como a RF corre por fora dele. Se você quiser imagine, um fio com a parte cortada apontada na sua direção. Se pudéssemos ver o fio com a corrente passando nele, seria fácil de definir. As correntes AC e DC seriam vistas a partir do centro para fora. A RF, seria vista ao longo das partes exteriores do fio, como se fosse o revestimento dele. O tipo de metal utilizado teria uma escala de condutividade. É claro que nenhum de nós estará usando algum metal precioso para fazer uma antena, mas os metais raros como ouro, prata e platina são os três metais mais condutores, porém, devido ao seu custo elevado, temos que nos contentar com o fio de cobre, de aço, com revestimento tanto de cobre como de bronze ou, talvez de estanho, tendo ou não um revestimento de cobre, ou até mesmo um fio simples de cercas elétricas, ou ainda, eventualmente, se não tiver outro fio para ser utilizado, o fio de alumínio. Qualquer bom condutor de eletricidade irá realizar a RF. O menos favorecido é o fio mecânico, o qual tem uma alta resistência, mas ele corrói e oxida facilmente, causando uma resistência não desejada e a falha da antena. Quando for submetido às intempéries o fio mecânico enferrujará facilmente, criando um problema interminável tanto de ruptura como a falta de conectividade PRINCIPAL. Ele não irradiará bem a energia RF e não receberá os sinais de transmissão das outras estações amadoras. Um dos melhores e, provavelmente, mais baratos é o fio utilizado para a cerca elétrica que esteja revestido com bronze ou cobre. Uma vez que estamos lidando com as propriedades do "efeito pelicular", apenas o revestimento exterior suportará a energia RF. O fio de aço também deve ser evitado, se for possível. O aço enferruja facilmente, mesmo se for revestido de bronze ou cobre. O fio de estanho, que é utilizado para cerca elétrica e que não é revestido, também pode ser usado, mas certifique-se de inspecionar as conexões de vez em quando para remover qualquer corrosão e, se for necessário, solde-o novamente. Os fios de cobre sólido com revestimento isolado podem ser uma antena fantástica. Pelo menos setenta (70) por cento de todas as antenas de radioamador são feitas de algum tipo de fio, isolados ou não. Esses são os que estaremos comentando aqui nesse artigo.
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Comece escolhendo o local e o espaço para a sua antena. Você NUNCA deve estar perto de uma linha de energia que esteja energizada. Muitas pessoas foram gravemente feridas ou fatalmente eletrocutadas devido ao contato com as linhas de transmissão de alta potência. Precisa apenas de um toque nessas linhas de alta potência para matar alguém que esteja tentando colocar uma antena. Procure por linhas de energia que estejam penduradas mais baixas e fique longe delas, a uma distância de pelo menos uma vez e meia a altura do poste mais alto que esteja próximo aos fios de alta tensão. Quanto mais próxima a antena estiver da sala de rádio, melhor será. As antenas no quintal, próximas da sala de rádio, ou galpão do radio, facilitam sua configuração e operação. Tente evitar colocar qualquer parte da sua antena perto do lugar onde a eletricidade entra em sua casa. Utilize um bom fio reto e evite dobras ou torções graves nele. Se você estiver usando estanho com revestimentos de cobre ou bronze, atente para a tendência que esse tipo de fio terá para enrolar. Alguns fios enrolados de maneira apertada também podem enrolar sobre si mesmos, independentemente do que for feito ou do tipo de revestimento. Alguns fios também têm uma tendência de ter pontas afiadas depois de serem cortados. O aço é o pior. Uma boa alicate de corte lateral afiada ou cortador diagonal, também podem deixar um cume que seja afiado se forem utilizados em certos metais. Quanto menor for o fio, também será mais difícil de trabalhar com ele. Utilizar fios de bitola leve, tanto a 17, 18, até 22 ou 24, tem muitos problemas, não apenas a durabilidade. O vento pode destruir uma antena em alguns movimentos, se ela for feitas com fios de bitolas entre 17 a 22. É recomendado utilizar, pelo menos a bitola 18 para a maioria das antenas. Há lugares, que mencionamos anteriormente, que não permitirão que as antenas, torres ou postes de antena a sejam construídos. Um dipolo no sótão de sua casa é uma boa ideia, se você tiver espaço suficiente no sótão para colocá-lo. As antenas dipolo dobradas funcionarão muito bem, se você não tiver um telhado de metal.
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Escolha o fio que você deseja utilizar. Certifique-se de que seja um fio que possa resistir às intempéries, verão e inverno, e que seja de natureza funcional. Em outras palavras, não utilize um fio que possa causar problemas quando for realmente colocado em uso. O fio de cobre revestido é excelente. Por favor! NÃO remova o isolamento! Por uma questão de fato, a vida útil da antena pode ser estendida se você deixar o isolamento no fio. Além disso, isso irá isolá-lo caso encoste em a uma árvore, folha de árvore, até mesmo uma erva daninha ou ramo que possa cair sobre o fio. Certifique-se de que, se o fio estiver desencapado, seja mantido longe do solo, (entraremos nesse assunto também mais tarde) para que nenhuma pessoa desavisada entre em contato com a linha, no caso dela estar energizada com as correntes RF. As queimaduras de RF podem machucar, queimar profundamente a carne de um dedo ou a mão. A RF é uma espécie de energia invisível, é o movimento forçado dos elétrons ao longo de um determinado caminho que é uma corrente estilo AC.
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Muitos circuitos sintonizados atualmente podem realmente penetrar em várias camadas de pele com apenas um toque. Eles queimam e, às vezes, realmente fritam a pele até ficar um pó esbranquiçado. Isso é chamado de "picada RF", já que é sentida como se você fosse picado por algum tipo de inseto malvado, ou por uma abelha que não tem veneno, mas pode doer bastante. A RF amplificada também dói mais, devido à maior potência aplicada na antena. Se você tiver usando um amplificador tipo tubo, dependendo da potência que foi ajustada, pode e vai dar-lhe uma picada poderosa! E doerá muito.
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Faça sua antena seguindo as fórmulas já testadas e verdadeiras. As antenas bipolares, muitas vezes são as mais fáceis de serem construídas e, depois, transformadas em antenas tipo V invertidas ao elevar o centro delas no estilo de um V invertido. É uma boa ideia ter uma antena com, pelo menos, metade (1/2) do seu comprimento de onda. Um quarto (1/4) de onda é a altura mínima acima do solo, para obter um desempenho eficaz. Os fios polos "J" para VHF são facilmente construídos e podem ser utilizados em caso de emergência. Essas invenções simplesmente utilizam a, sempre popular, antena de 300 Ohm de fio de chumbo. Você pode utilizá-las para qualquer frequência, incluindo as bandas de HF, mas precisará de uma torre ou de uma árvore alta para pendurá-la. O fio de antena de 300 Ohm é bastante escasso. Um rolo de fio de antena de 300 ou 450 Ohm era US$ 55,00, apenas a há um ano atrás. Agora, se conseguir encontrá-lo, o mesmo rolo custa US$ 95,00.
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Aqui estão várias outras linhas de alimentação que você pode considerar para utilizar. Escolha qual delas se adapta à sua necessidade específica. A RG8 mini-8 pode suportar até 2 quilowatts. A RG8U, que é o fio grosso, que tem tanto uma espuma como,também, um plástico isolante no centro, e pode ser usado em até 3 quilowatts, A linha dura como a série 9913 é a melhor para transmissões VHF ou UHF. A linha de 300 Ohm em escada coberta é ótima se você tiver um longo percurso, mais de 45.7 m. A linha de alimentação aberta é problema, mas você pode usá-la se NÃO for agir como uma antena. Se você cortar uma linha em escada aberta em menos de uma onda, ela pode atuar como sua antena em vez de ser o elemento radiador da antena. Evite o uso de comprimentos ímpares da linha de transmissão, e tente fazer uma versão de comprimentos de onda que evite a transmissões de parasitas, caia na antena dos vizinhos, sangre informações para o telefone celular de alguém ou, talvez, até mesmo que desligue os sistemas de alarme próximos em seu bairro. Às vezes, os alarmes de carros que não sejam blindados, podem desligar ao utilizar determinadas frequências. Por favor, tome nota disso, se você estiver com o radioamador ligado e isso foi verificado, NÃO é sua culpa que os seus vizinhos estejam tendo problemas. É o projeto mal feito da blindagem e a sensibilidade dos seus equipamentos que estão ruins. Algumas vezes se chega a uma solução, outras vezes, não existe nenhuma outra solução além de colocar um filtro, ou um supressor no equipamento deles para evitar que tenham mau funcionamento e atuem como um receptor. A FCC também afirma que nosso equipamento não deve causar ocorrências de interferências indesejadas. Para poder se defender, anote a frequência que você estava usando no momento do incidente e, se ainda não teve o seu equipamento testado, coloque-o em um analisador de espectro ou um detector harmônico para PROVAR que ele não é a causa das interferências indesejadas. Se o seu equipamento está correto, então cabe à outra parte tomar as medidas necessárias para evitar que eles fiquem na faixa de radioamador.
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A tela do seu VHF e as bandas MHF. Algumas crianças idiotas estão culpando os operadores de radioamador por seus erros estúpidos. Existem frequências que usamos, que podem causar mau funcionamento dos seus brinquedinhos preciosos, como carros de RC, aviões e robôs. Mais uma vez não é culpa das ondas do radioamador. Isso ocorre principalmente devido a uma falha no projeto, blindagem ou pode ser que os brinquedos delas estejam agindo como um receptor e, por isso, elas te culpam. Esse foi um caso que ocorreu não faz muito tempo e vamos discutir o resultado desse incidente, mas primeiro vamos falar sobre a construção das antenas.
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Saída máxima! Qual é a saída máxima? O termo 'Potência no Pico do Envelope' (Peak Envelope Power) ou PEP, é a potência de saída máxima permitida pela lei de pico para o pico do envelope, ciclicamente de uma fonte AC para a saída RF. Com as recentes alterações de algumas leis, o governo local também pode regular a quantidade de energia que você pode utilizar. Legalmente, os operadores de radioamador podem utilizar até 1500 watts! Isso é muito, mas considere isso, você gasta dez mil dólares montado juntamente com uma antena de 50 centavos, não irá atendê-lo bem. Se você vive no interior ou na cidade, a antena é a raiz para que as funções de transmissão/recepção sejam boas.
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Formule e faça! A maneira de descobrir qual o comprimento que você precisa para uma antena DIPOLO, que é a antena utilizada mais comum, deverá utilizar a equação matemática, 468/FMhz, 468 é o padrão, o FMhz é frequência em MEGA-HERTZ, e que lhe dá o comprimento total de uma antena dipolo em pés (30 cm a cada pé). Divida por 2 e coloque um isolante em cerâmica, osso de cão, ou mesmo cano de PVC entre elas, no meio de onde você acabou de cortar, e terá uma antena dipolo. Prenda uma linha de alimentação e corra para o seu sintonizador ou, se for utilizar antenas ressonantes, prenda ao seu medidor de SWR e verifique se há altas leituras SWR. Normalmente, menos de um 1:5 a um ou menos é aceitável, mas a leitura 1:1 é a melhor. Utilizar antenas de ressonância pode ser a experiência mais gratificante do uso de uma antena, no entanto, o espaço e os materiais podem representar um fator ao utilizar várias antenas que sejam ressonantes para cada banda.
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Erguer ou abaixar a antena pode ajudar com o SWR, mas também há mais uma coisa a ter em mente, é uma boa ideia levantar a antena em, pelo menos, 1/4 do comprimento de onda acima do solo. As antenas em V invertido podem ser amarradas o mais alto possível, mas podem ficar no máximo a 0,9 m ou 1,2 m do chão. Coloque um sinal de alerta sobre o ponto onde a antena estiver, se estiver baixa o suficiente para ser tocada, avise a todos que a qualquer momento podem estar presentes altas tensões e que, por esse motivo não devem tocar o fio em nenhuma circunstância.
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Estique as pernas da antena tanto quanto for possível, e erga-as tanto quanto for possível. Quanto maior a área disponível de captura, melhor será a transmissão ou recepção. Prenda a linha utilizando uma boa e forte corda de náilon ou de rayon, que tenha diâmetro entre 0,6cm ou 1,3 cm e, então, perceberá que elas funcionam melhor. Tenha em mente que mesmo assim deverá inspecioná-las pelo menos duas vezes por ano procurando por pedaços desfiando ou problemas devido as intempéries. Se for preciso, substitua a corda.
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Fazendo um novo projeto! Por muitos anos, os projetos de antenas são uma paixão para muitos operadores de radioamador. O próximo da lista é uma gaiola dipolo. Para isso, você precisará de PVC para esgoto, ou para água potável, que seja grosso, que tenha entre 10,2 cm ou 15,2 cm e uma maneira de cortá-lo em afastadores que tenham entre 0,6 cm ou 1,3 centímetros. A utilização de uma serra de esquadria composta facilitará essa tarefa. Utilize uma serra de 12" para cortar os tubos de 15 cm e 10 centímetros. Porém, TOME CUIDADO, DESDE OS ÚLTIMOS 30 CM DO TUBO ELE PODE IR DE ENCONTRO A SERRA, podendo resultar que, ao invés de cortar o tubo, ele será jogado contra você. Corte apenas onde NÃO será perigoso. Normalmente cerca de 30,5 cm a 35,6 cm do tudo será deixado. Se você possui, ou tiver um amigo que seja dono de uma das serras, utilize-a para cortar os tubos. Depois de cortá-los, meça o diâmetro externo dos afastadores de tubo pelo LADO DE FORA em CM e MM. Depois de ter a circunferência, divida por 6, se estiver utilizando 6 fios ou divida por 8, se você planeja utilizar 8 fios para esse projeto. Depois que tiver o molde, utilize uma furadeira com uma broca de 1/8" ou 5/32", dependendo da bitola do fio utilizado, para fazer entre 6 ou 8 furos em cada difusor. Seja o mais preciso possível.
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Não utilize a MESMA FÓRMULA PARA A GAIOLA DE DIPOLO. Ela será mais curta do que um dipolo comum! Ela é relativa ao tamanho do difusor utilizado! A fórmula original poderá apenas ser utilizada como ponto de partida. Dependendo do tamanho do difusor, você pode ter que reduzir o comprimento em até 4% ou mais! Basta lembrar que usará 6 fios ou 8 fios. Muitas vezes, o fio da cerca elétrica é uma opção para fazer esse tipo de antena, pois é relativamente barato e pode ser comprado em rolos grandes de 400 e 800 m, ou mais, de fio em uma bobina. O fio de estanho funcionará nesse projeto, no entanto, o cobre é melhor. Utilizar qualquer coisa que não seja o cobre pode comprometer o desempenho.
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Meça cuidadosamente, embora não seja crítico nesse ponto. É sempre melhor cortar um pouco longo demais do que muito curto e depois ter que adicionar fio. Corte pedaços com 6 ou 8 fios. É sempre uma boa ideia ter alguns amigos trabalhando com você quando estiver fazendo esse projeto. Quando tiver terminado de medir, junte pelo meio os fios cortados.
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Monte sua antena, aqui é onde a diversão começa. Deslize 5 difusores no fio, enfiando quatro deles por todo o caminho até a outra extremidade. A seguir, espace-os com os fios através dos furos, afastando-os em cerca de 45,7 cm ou 50,8 cm entre si. Aplique cola de contato em palitos de dentes, ou palitos de fósforos antes de deslizá-los para dentro dos buracos com os fios, para mantê-los firmes. Deixe um difusor na primeira extremidade, dessa maneira ele mostrará onde colocar os fios nos difusores. Continue com os difusores, utilizando 4 ou 5 de cada vez, deixando um na extremidade de cada vez. Aperte o fio e, em seguida, prenda os fios com os palitos de dentes afiados, ou palitos de fósforos, utilize APENAS madeira. Depois de chegar ao final de um dos lados da gaiola, junte todos os fios soltos em ambas as extremidades e amarre-os juntos, depois, utilizando um pedaço de fio, enrole todas as extremidades dos fios juntas, perto do centro do difusor. Coloque esta perna do dipolo de lado, e faça o mesmo com a outra perna.
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Faça isso "Contar". Seja se for utilizar espaçamentos com 45,7 cm ou 50,8 cm entre os difusores, para deixá-lo com uma boa aparência, não altere os difusores em posições alternadas. Se você utilizar espaçamentos de 45,7 cm, use o mesmo espaçamento até o fim da antena. Se você for utilizar espaçamentos de 50,8 cm, mantenha essa medida constante até o final. Os fios maiores, com bitolas entre 14 ou 12, podem deixar esse projeto mais pesado, por isso é preciso muito tempo para deixar as antenas funcionando. Não se apresse nesse projeto! Faça-o com calma e certo da primeira vez e pode ter certeza de que a antena servirá ao seu propósito. A área de captura de uma gaiola de dipolo de 6 fios será aumentada 5 vezes! Uma antena de OITO fios aumenta o ganho de captura em 7! Embora seja difícil de trabalhar e construir essa antena, ela é uma das melhores para a utilização no radioamador.
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ZOOM-XOOM e Voila! Um dos segredos mais bem guardados das antenas de radioamador são tanto as antenas loop de caixa como também as antenas delta loop. As antenas ressonantes cortam a frequência exata, na porção média da banda e, se for utilizada com um sintonizador de tamanho suficiente, ela pode sintonizar várias bandas. A fórmula utilizada para encontrar uma antena loop de onda completa é 1005/FMhz. Isso dará o comprimento de onda de uma antena loop completa para a banda que você estiver utilizando. O posicionamento horizontal em forma de TRIÂNGULO, faz com que seja uma DELTA loop, se você molda-la em um quadrado, ou retângulo, terá uma antena de loop de CAIXA. Essa antena é mais utilizada fora dos EUA. Ela precisa de uma grande área de terra e também pode ser alimentada tanto pelo meio como por uma parte das extremidades da volta. Ao içar esse pequeno monstro em forma de antena, tenha cuidado, como dissemos antes, com as linhas de alta tensão! As árvores que estiverem separadas o suficiente proporcionam amplos apoios acima do solo para esse tipo de antena e, muitas vezes, são chamadas de "Torres dos Homens Pobres" e podem ser acessadas utilizando vários métodos, incluindo uma boa vara de pesca e uma chumbada de 113 gramas, devidamente arremessada em direção ao galho mais alto da árvore. Quando for bem sucedido, amarre uma linha de pedreiro, ou até mesmo prenda a corda utilizará na linha e, depois, suavemente enrole o que pegou ao longo dos ramos da árvore, e puxe-os para o chão. Não se esqueça de utilizar comprimentos adequados de corda ou cabo de segurança nesse projeto. Aqui, você pode utilizar o tubo de PVC como um isolante. Corte 3 ou 4 pedaços de um tubo de PVC com de 3,8 cm de diâmetro e com cerca de 15,2 cm ou 17,8 cm de comprimento. Faça furos de 1,3 cm utilizando uma boa broca, e nunca perfure perto da extremidade do tubo. Cerca de 5,1 cm a partir da extremidade será um bom espaçamento para os isoladores. Para fazer o ponto de alimentação, utilize um outro pedaço de tubo de PVC, faça um buraco no centro para aliviar a tensão para da linha de alimentação. Coloque a tensão no tubo, não na antena ou na linha de alimentação. Puxe a antena para as árvores ou a sua torre com muito cuidado, certificando-se de que ela fique o mais próxima possível do projeto que você escolheu para fazê-la. As antenas loop de caixa, retângulo ou de triângulo, devem ser espaçadas o tanto quanto for possível. Sim, se for necessário, você pode disfarçar um pouco as laterais, fazendo uma lateral um pouco mais longa, mas é melhor manter a sua antena o mais prática possível para o projeto.
Dicas
Descasque cuidadosamente, amarre as seções de fio terra juntas e solde do lado negativo da sua antena de chumbo no fio. Todos os três fios devem ser soldados e presos com cuidado.
Consiga ajuda para fazer suas antenas. Os amigos podem achar essa experiência fascinante.
Meça duas vezes, corte uma vez. Apesar de não ser crítico em uma gaiola de dipolo, é altamente crítico fazer o corte no comprimento exato da antena de acordo coma banda que for utilizar.
Utilize fios de natureza similares. Evite o uso de fios que corroam facilmente ou que possam quebrar e perder condutividade.
Coloque a sua antena o mais próxima possível da sala de rádio, para evitar a perda de energia RF.
É divertido trabalhar com o mundo utilizando um fio. As antenas são o coração de qualquer sistema de rádio.
Usando instrumentos sem fio para cortar arame/fio pode deixar arestas que podem perfurar facilmente a pele. Verifique cada extremidade para evitar a formação de pontas afiadas.
Utilize tubo de PVC para obter difusores e isolantes baratos e de maneira fácil
Consiga um espaço adequado longe de linhas de energia.
Materiais Necessários
Fio de antena que seja feito de uma das opções mencionadas acima. Sempre obter todo o fio necessário.
Bom ferro de solda e solda de resina.
Faca, alicate de corte lateral, alicate de ponta longa, alicate para descascar fio, furadeira e brocas de tamanhos adequados.
Tubo de PVC de qualquer diâmetro para utilizar nas antenas e isoladores.
ESPAÇO para pendurar a sua antena. Mantenha a antena longe de linhas de energia.
