EA por encima de los 50 Mhz.

Introducción.

Decidí hace poco colocar un antena direccional de UHF a mi equipo bibanda de V-U, como tiene un único conector de antena estaba obligado a colocar un diplexor de salida. Como hacía unos años había construido un duplexor con éxito para el ICOM 706 que permitía desde el móvil trabajar con una única antena de HF + VHF no dudé en ponerme de nuevo manos a la obra.
Para realizar la función de separar las señales de VHF y UHF, es necesario realizar dos filtros, un filtro paso bajo que deje pasar las frecuencias de VHF y atenúe de forma eficiente las frecuencias de UHF y un segundo filtro paso alto que deje pasar las frecuencias de UHF bloqueando todas las frecuencias por debajo de la banda de trabajo.
Un ejemplo de la respuesta para estos tipos de filtros podrían ser las siguientes:

El las gráficas vemos a la izquierda el filtro de VHF y a la derecha el filtro de UHF, son como digo, un ejemplo de filtro paso bajo y alto respectivamente.
La atenuación fuera de la banda de paso llega a los –60 dB en la práctica, es un rechazo considerable y por tanto, no existen perturbaciones entre las diferentes bandas, aun recibiendo señales débiles. Para hacernos una idea, 50W son aproximadamente 17 dB y si se atenúa 60 dB el resultado es una señal de –43 dB , es decir 50 μW. Además, los propios equipos también atenúa las señales fuera de la banda.
Las pérdidas de inserción (diferencia entre las señales de entrada y salida) son bastante menores de 1 dB, estas pérdidas dependen del ajuste, bobinas, tipo de condensadores y en general de la construcción (caja, blindaje, conectores, etc.). En mi caso comprobé que mi medidor ROE comercial tiene pérdidas de inserción mayores que el diplexor.

Esquema y Componentes.

El esquema es el siguiente:

Componentes:
1 Caja Retex de aluminio de 11 x 60 x 30 (mm)
3 Conectores PL-259 hembra, se pueden utilizar conectores N también.
Retales de chapa fina “soldable”, por ejemplo de las cajas de los sintonizadores de Vídeo o Televisión.
Remachadora
Hilo plateado de 0,8 mm
2 condensadores de 4,7 pF (C1 y C3)
2 condensadores de 18 pF (C4 y C5)
1 condensador de 3,3 pF (C2)
Bobinas:
• L1, L2 - 43 mm de hilo, formando dos espiras de diámetro 5 mm y longitud de 17 mm.
• L3, L5- 3 espiras de diámetro 8 mm
• L4 - 5 espiras de diámetro 8 mm

Construcción.

Teniendo todos los componentes, empezaremos marcando la caja para taladrar las posiciones centrales de los conectores PL, tener en cuenta la posición de éstos para que queden alineados con la caja y no sobresalgan.
El conector V/U va centrado al igual que los conectores de V y UHF pero separados 40 mm como se indica en el dibujo.
Una vez realizados los taladros, marcaremos los agujeros de sujeción de los conectores para realizar los taladros necesarios y procederemos a remachar los tres conectores.

El siguiente paso es colocar una chapita que separe las secciones de VHF y UHF. En mi caso utilicé una chapa de aluminio de 1 mm y la sujeté en un extremo con un remache y una arandela. En ambos extremos toca la caja, pero en el extremo del conector V/U se ha practicado un corte central para salvar el vivo del conector PL.
Ahora procederemos a soldar los condensadores cerámicos en la parte de UHF y las bobinas en la parte de VHF. Una vez realizado, cogeremos las chapas dobladas en forma de L y marcaremos su posición, en la sección de VHF queda aproximada a las bobinas para colocar con terminales cortos los condensadores. En la sección de UHF, la chapa quedará a unos 17 mm de los puntos de soldadura, ya que las bobinas L1 y L2 son estiradas y miden 17 mm entre puntos de contacto. Las chapas están sujetas con arandelas y remaches para que hagan un buen contacto con el aluminio.

Ajuste.

Para ajustar el circuito necesitamos a parte del transmisor:
• una carga de 50 Ohm o en su defecto una antena o antenas con ROE 1:1, dependiendo de si son monobanda o bibanda.
• Medidor ROE con vatímetro o en su defecto indicador de onda directa y reflejada
Colocaremos el transmisor en la frecuencia central de la banda de VHF y en la potencia más baja (5W o menos) lo conectaremos al medidor ROE y a la antena. Realizamos una medición de potencia o de nivel de onda directa. Estos últimos pueden tener un potenciómetro para calibrar dicho nivel..
El nivel de potencia lo tomamos como referencia en el ajuste ya que se trata de buscar la máxima potencia directa con la mínima ROE.
Ahora intercalamos en diplexor entre el medidor ROE y la antena, y transmitimos un momento, como estará desajustado observaremos que la ROE no será 1:1 y la potencia será inferior a la de referencia medida anteriormente. Con un elemento aislante (yo he utilizado una tapa de un bolígrafo BIC) moveremos las espiras mientras que transmitimos para determinar si debemos comprimirlas o estirarlas, es recomendable empezar por L4 y luego afinar retocando L3 y L5.
Con paciencia, el resultado final es una ROE de 1:1 y un nivel de potencia idéntico al que teníamos sin intercalar el diplexor ya que las pérdidas son bajas (< 1dB) y no podremos determinarlas con nuestro medidor a priori.
La pérdidas se pueden calcular con un vatímetro de precisión midiendo la potencia a la entrada y a la salida y aplicando la fórmula:
Pérdidas (dB) = 10 log (Psalida/Pentrada)
Para la parte de UHF procederemos de igual forma que en VHF, tomando referencia de la potencia e intercalando el diplexor para ajustar las bobinas buscando la máxima transferencia de energía y mínima ROE. Una vez realizados los ajustes volver a comprobar la sección de VHF por si es necesario algún retoque.
Si disponemos de un generador de RF, analizador de espectro, etc. Podremos realizar el ajuste de forma más eficiente y comprobar la atenuación del sistema.
Para finalizar, colocaremos la tapa de la cajita.

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