DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Se trata de instalar una antena Hexabeam con el rotor correspondiente, sobre un mástil de 5 metros de altura en un edificio de nueve plantas sobre un tejado a dos aguas de tela asfáltica sobre madera en un poblado barrio (Amara) de una ciudad del norte de España (IN93ah, 43.311667,-1.96).
1.- La antena
Hexbeam de DL1OLI (Licencia GNU Wikipedia)
Como instalación fija, la antena HexBeam presenta un excelente comportamiento radioeléctrico. Junto a una ganancia de 2,7dB (6m) a 3,8db (20m), un amplio ancho de banda y una óptima relación “front to back” de 11 db (6m) a 22 dB (20m). A estas cualidades se añade un escaso impacto visual y bajo costo en comparación con otras antenas Yagi multibanda con prestaciones parecidas.
El formato actual de la antena HexBeam fue descrito por Steve Hunt, G3TXQ en el número 128 de enero de 2007 en la revista AnteneX «A Broadband Hexbeam» como una evolución de la HexBeam “clásica” a la que aportaba principalmente un mayor ancho de banda con la modificación de la forma de los reflectores.
Esta antena fue concebida y se ha utilizado en activaciones y expediciones DX por su facilidad para el transporte y rendimiento. A medida de que se han ido incorporando fabricantes que proporcionan materiales y diseños cada vez más robustos, esta antena se presenta como una excelente opción para instalaciones fijas de bajo presupuesto en espacios reducidos.
Portátil de 5R8IC
Se comporta como una antena Yagi de dos elementos, dipolo y reflector, de tamaño completo, con un rendimiento comparable a otras antenas multi-banda de prestaciones similares, pero a un tercio de su costo. Además, su bajo peso y resistencia al viento reduce los costos de la instalación al permitir utilizar un mástil con un rotor ligero en lugar de una torreta.
Hay varios fabricantes en todo el mundo que suministran esta antena en kit, pre-ajustada “plug and play” o diferentes partes para fabricar una casera. La antena que he adquirido para este proyecto está fabricada artesanalmente por Waldi, SP7IDX. Es la versión HD MARK II que el fabricante suministra pre-ajustada, con todos los elementos reforzados y probados para resistir las inclemencias del tiempo en las condiciones más extremas de viento, nieve y hielo.
La antena responde a las expectativas de robustez en cuanto a la calidad de los materiales, pero el montaje es, en conjunto, es muy mejorable debiendo revisar los componentes claves, en especial el mástil central o boom. Es necesario detallar que las arandelas separadoras que soportan los cables de las antenas, a diferencia de otros fabricantes que las suministran instaladas en los seis brazos, solo vienen colocadas en uno de ellos y que su instalación lleva bastante tiempo siendo conveniente añadir arandelas adicionales. Por otra parte, Waldi, el fabricante carece absolutamente de formalidad a la hora de cumplir los plazos de entrega. También es necesario destacar que el precio es menor.
2.- El rotor
He colocado un rotor Yaesu G-600 adquirido en el mercado de segunda mano en buenas condiciones. Para la instalación del rotor en un mástil quizá hubiera sido más adecuado un Spid modelo RAk o RAU cuyo sistema de anclaje es más robusto, pero esto hubiera supuesto añadir 400 / 500 euros al presupuesto.
Abrazaderas superior e inferior
Yaesu utiliza una abrazadera o grapa, similar a la que sujeta el mástil de la antena, asegurada en la base por cuatro tornillos M8. La antena. cuando se instala sobre un mástil, no se debe sujetar directamente en el rotor sin colocar un sistema de anclaje entre el rotor y la antena pues las grapas no soportan la fuerza que ejerce el viento en las grapas de anclaje, tanto la que sujeta el mástil de la antena como la que sujeta el rotor en el mástil.
Existen varias formas de resolver este problema. La primera de ellas es colocar el rotor en una jaula al final del mástil que actúe como la puntera de una torre. Otra es colocar un par de plataformas laterales (GPF-60) al final del mástil que provean también los medios para descargar la fuerza del viento de las abrazaderas.
Existen diferentes formas de insertar un juego de riostras en el mástil de la entena (giratorio) y el rotor: mediante una jaula para el rotor o mediante un par de placas laterales. He descartado ambas opciones. La primera por el peso y superficie de resistencia al viento que añade al conjunto, la segunda, además, por desplazar el eje del peso. Al final he optado por colocar, en el mástil giratorio de la antena, un cojinete que soporta el anclaje del plano superior de las riostras permitiendo girar a la antena. Hay dos tipos de cojinetes que realizan esta función y he elegido el el GS-065 de Yaesu, el más robusto, aunque más pesado y voluminoso. He montado también un mando digital para el rotor basado en el diseño de K3NG, que describo en un capítulo aparte. e desmontado el rotor, lo he revisado, limpiado y engrasado, los detalles están descritos en este enlace.
Detalles del mástil antes de izarlo
3.- El mástil
He elegido que el mástil sea telescópico para poder izar la antena sin necesidad de una escalera. De hecho, el izado ha sido relativamente sencillo gracias a que está situado al lado de una chimenea y desde ella, se puede acceder a la base de la antena izada. Dentro de la oferta que se puede ver en Internet los mástiles telescópicos para antenas están pensados para activaciones portátiles. Sin embargo, las características del material y dimensiones los hacen también aptos para una instalación fija, si ésta es ligera y, además, se tienen en cuenta algunas precauciones.
Hay un tipo de mástil que en principio parece idóneo para la instalación fija. Lo suministran varios proveedores pero Mástil Boom ha sido el único que ha puesto algún interés en hacer una venta tan pequeña. Se compone de cinco secciones de tubos de 1,50 m con diámetros exteriores de 60, 55, 50, 45 y 40 y una pared de 2 mm. Está fabricado con aluminio SIMAGALTOK 6063 T6 (El tipo 6000 indica que la aleación principal es silicio y magnesio y T6 indica que es el tratamiento de templado que le otorga una resistencia de 290 MPa). La primera sección de 1,50 m con 60 mm Ø estará en la base, la segunda, tercera y cuarta tendrán una longitud expuesta de 0,83 m, el rotor estará anclado en el extremo de la sección cuarta de 45 mm Ø, la sección quinta de 40 mm Ø tendrá una longitud de 0,80 m. El extremo inferior de esta sección se insertará en la grapa superior del rotor y girará con él y el extremo superior recibirá y fijará los 30 cm del boom de la antena de 35 mm de diámetro externo. En el mismo tubo, a 20 cm de la base de la antena se sujetará el cojinete GS-065 con las riostras.
Cojinete axial GS-065 Yaesu
Lo primero que he hecho al recibir el cojinete es cambiar todos los tornillos y tuercas zincados por acero inoxidable. También he cambiado la tornillería del rotor y las abrazaderas. Es necesario tener en cuenta que la aleación de aluminio templado es sensible a la corrosión galvánica en contacto con algunos tipos de acero inoxidable por lo que es conveniente recubrir todos los tornillos con vaselina. Se puede utilizar vaselina de farmacia ya que la industrial se vende en botes grandes.
4.- Las riostras
Como tengo intención de tirar un hilo de unos 25 metros en “L” para trabajar en las bandas 30,40, 80 m con un acoplador remoto, pensé en principio colocar riostras de Dyneema fabricadas por Mastrant para evitar la proximidad de elementos metálicos a la antena. La cuerda tipo M4 que había seleccionado tiene fuerza para soportar la carga que el viento transmite a las riostras, sin embargo, tiene el inconveniente de que se estira. El factor de estiramiento de la cuerda M4 es solamente de un 1,2%, unos 6-8 cm en cada una de las riostras, que se pueden volver a tensar instalando el correspondiente tensor, sin embargo, lo que me preocupa son los cierres y los posibles roces.
Al final he decidido colocar riostras de sirga de acero porque no tienen los inconvenientes del estiramiento de las cuerdas, son más económicas y, al fin y al cabo debidamente aisladas, san ATU se encargará de ajustar todo el conjunto con un rendimiento que seguramente será muy bajo, por supuesto, pero tampoco tengo ninguna garantía de que será mejor con las riostras de cuerda.
5.- Los anclajes
Esta es la parte más delicada de la instalación. Un anclaje realizado con un tornillo expansivo M8 de 80 mm recibido con un taco químico puede soportar una tensión de 450 kg… siempre y cuando el tornillo esté fijado a elementos estructurales del edificio o en paredes sólidas de más de 15 cm de espesor, según rezan las prescripciones técnicas de la normativa para la instalación de antenas de radioaficionados.
El tejado del edificio tiene una impermeabilización de tela asfáltica sobre madera por lo que habrá que extremar las precauciones para realizar los anclajes en lugares seguros sin producir filtraciones a los vecinos de las plantas más altas. El lugar real del anclaje de las riostras lo escogeremos con el instalador de antenas que conoce el edificio y tiene una amplia experiencia. Tengo la intención de conservar los dos abarcones de chimenea que soportan actualmente el mástil de la antena vertical para sujetar el mástil de la Hexbeam con lo que este medio contribuirá a descargar la tensión de las riostras y mejorar la seguridad del conjunto.
4.- Cálculo de las resistencia
5.- Conclusiones
6 – El rotor
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