Em busca da antena “perfeita”.
Muitos rádios amadores fora da rede envolvem compromissos. Não temos os mesmos recursos que os radioamadores conectados à rede. Muitos radioamadores fora da rede operam estações portáteis, o que apresenta ainda mais desvantagens. Um dos compromissos mais comuns é a antena. Ao tentar se tornar portátil, ter uma antena “perfeita” é quase impossível. Mesmo que você não seja portátil, provavelmente terá problemas com a antena: talvez você more em um apartamento. Talvez você tenha que trabalhar dentro das leis municipais ou das restrições da associação de proprietários. Talvez você tenha dinheiro limitado (ou um cônjuge que não coopera!). Uma maneira de tornar utilizável uma antena imperfeita é com um sintonizador de antena. Os sintonizadores de antena são uma peça de hardware incompreendida, especialmente no domínio do rádio amador off grid. Vamos tentar resolver isso.
O que exatamente um sintonizador de antena faz?
Cada transmissor deseja um valor específico de carga de impedância em sua saída. Neste caso a carga é uma antena. Sem ser muito técnico, a impedância é uma forma de resistência onde há oposição à corrente quando a tensão é aplicada. A impedância e sua reatância prima são encontradas apenas em circuitos CA (Sim, eu sei que isso é uma simplificação excessiva das coisas. Por favor, não me apimente com comentários/e-mails exigentes). A unidade é Ohms e o símbolo da unidade é Z. Para quase todos os equipamentos amadores, a carga (antena) deve ser de 50 Z para que o transmissor funcione corretamente. A propósito, você verá frequentemente o símbolo Ω (ohms) usado para expressar impedância. Esta nomenclatura está incorreta, mas como é tão comumente (mal) usada, tornou-se aceita não oficialmente.
Parece simples, certo? Aqui está o problema: a impedância varia com a frequência. Mesmo se você tiver a antena “perfeita”, ela não será perfeita em todos os lugares e em todas as bandas. As incompatibilidades de impedância entre o transmissor e a carga (antena) se manifestam na forma de um rádio de ondas estacionárias altas (SWR). Quanto mais você se afastar daquela frequência ressonante 1:1 SWR “perfeita”, mais alta será sua ROE. SWR representa a potência de RF refletida de volta à sua fonte devido à diferença de impedância entre a fonte de energia (transmissor) e a antena. Em casos extremos, a potência refletida pode danificar o transmissor. Esta é a ineficiência que um sintonizador de antena foi projetado para corrigir.
O que um sintonizador de antena não faz.
Há muito tempo, quando eu estava estudando para conseguir meu primeiro ingresso de radioamador, um velho Elmer brincou sabiamente: “tudo o que um sintonizador de antena faz é mentir para o seu rádio!” Ele estava absolutamente certo. Os sintonizadores de antena não são pó mágico para antenas fora de sintonia. As deficiências e compromissos que existiam antes ainda existem. A única diferença é que o seu rádio acreditará alegremente na mentira e pensará que está transmitindo em uma carga perfeita de 50 ohms, o que tecnicamente é.
Na verdade, um sintonizador de antena não “sintoniza” nem faz quaisquer alterações elétricas ou físicas em sua antena. Tudo o que ele faz é criar uma aparência correta de 50 Z para o seu transmissor, não importando qual seja realmente a impedância do sistema de antena. Pense nisso como a transmissão do seu carro. Você não poderia conectar o motor diretamente às rodas e esperar que o carro tivesse um desempenho satisfatório em todas as condições. Um sintonizador de antena, como a transmissão de um carro, permite que a fonte de energia opere dentro de um parâmetro definido mesmo quando a carga varia.
Já vi muitos amadores inexperientes (ou preguiçosos) colocarem um sintonizador de antena em uma antena comprometida e chamá-la de “consertada”. Se você não tiver opções melhores e precisar implantar uma antena nada incrível, use um sintonizador para torná-la boa o suficiente. É melhor do que não estar no ar! Mas, na medida do possível, corrija as deficiências na origem. Comece com a melhor antena possível.
Sintonizadores de antena manuais e automáticos.
Embora os sintonizadores automáticos e manuais executem a mesma função básica, os amadores devem compreender algumas diferenças importantes entre os dispositivos. Um sintonizador automático é literalmente tão simples quanto apertar um botão. Ele calcula a correspondência necessária para o SWR mais baixo e ajusta de acordo. Em um sintonizador manual, você mesmo deve ajustar as configurações.
Um sintonizador automático (pelo menos os modernos) normalmente não possui capacitores e indutores variáveis. Eles possuem bancos de componentes de valor fixo. Um microprocessador alterna entre diferentes combinações de capacitores e indutores. Este é o som de tique-taque ou zumbido que você ouve. Eventualmente, o sintonizador encontra a melhor combinação para fornecer uma carga de 50 Z. O tique-taque para e você pode prosseguir com a transmissão. O processo deve ser repetido para qualquer mudança significativa na frequência. A operação é perfeita; basta pressionar um botão.
Desvantagens automáticas.
A principal desvantagem dos sintonizadores automáticos é que existe uma combinação finita de configurações possíveis. Em um sistema de antena gravemente incompatível, o sintonizador de antena pode ter dificuldade em encontrar o ponto ideal de 50 ohms. Os sintonizadores de antena integrados em muitos rádios populares são bem conhecidos por essa deficiência. Se o sintonizador de antena automático integrado em seu rádio clica e clica, mas não reduz o SWR tanto quanto você esperava, é porque os sintonizadores de antena integrados existem apenas para fazer pequenos ajustes. Qualquer coisa além disso e você precisará de um sintonizador externo/externo, pois eles normalmente oferecem uma faixa maior de correção.
A opção manual.
Os sintonizadores manuais oferecem mais flexibilidade. Por exemplo, se a configuração “perfeita” estiver entre dois valores fixos em um autotuner, o computador não poderá dividir a diferença. Deve escolher um ou outro. Haverá um fator de erro embutido. Em um sintonizador manual, o operador pode definir o dispositivo para o melhor valor exato. Existe um nível natural de refinamento que não pode ser duplicado por um computador porque (teoricamente) um sintonizador manual possui um número infinito de configurações.
Os sintonizadores manuais de antena têm o benefício adicional de fazer o operador se sentir como…um operador. Não é plug and play. Você tem que saber alguma coisa e prestar atenção no que está fazendo. Ele cria uma conexão pessoal com a operação do rádio que não acontece quando você simplesmente aperta um botão. Por último, os sintonizadores manuais são normalmente mais baratos do que os automóveis comparáveis e não requerem uma fonte de alimentação separada, a menos que haja outros recursos no dispositivo não relacionados ao sintonizador, como retroiluminação de discagem ou interruptores de antena remota.
Não há muitas desvantagens em um sintonizador manual, a não ser que você mesmo tenha que fazer o trabalho. Usei sintonizadores de antena manuais e automáticos e obtive bons resultados em ambos. Cada um deles tem o seu lugar; o que é “melhor” depende de para quem você pergunta.
O que aprendemos hoje.
- A unidade de impedância é Ohms e o símbolo é Z
- A maioria dos transmissores amadores requer uma carga de 50 Z.
- A impedância muda com a frequência.
- Um sintonizador de antena não “consertará” uma antena inerentemente defeituosa. Isso criará apenas uma carga de impedância aceitável para o transmissor.
- Sintonizadores manuais com capacitores e indutores variáveis podem ser ajustados para uma correspondência exata.
- Os sintonizadores automáticos de antena selecionam combinações de capacitores e indutores de valor fixo. A correspondência pode não ser tão precisa quanto um sintonizador manual.