Clips Fractal TDT Antenna
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| FRACTAL TDT ANTENNA PCB |
Marco teórico: La geometría fractal, también llamada Geometría de la naturaleza, permite el estudio de elementos complejos e irregulares, mediante el uso de algoritmos y modelos matemáticos, geométricos y computacionales, reemplazando así a los elementos usados por la geometría tradicional. En el año 1890 los matemáticos George Cantor, Henri Poincaré y Karl Weierstrass, determinaron que la geometría tradicional (Geometría Euclidiana) no era suficiente para describir y explicar los objetos y figuras complejas que existen en la naturaleza.
En este caso utilizaremos para diseñar nuestra antena la geometría fractal descrita por la Curva de Hilbert, la cual fue creada por el matemático David Hilbert. El proceso de generación de este fractal inicia con un cuadrado, al cual se lo divide en cuatros cuadrados iguales. Como siguiente paso se une los puntos del centro de cada uno de los 4 que constituyen la iteración 1. El proceso sigue aplicando el mismo método en cada uno de los cuadrados resultantes como se muestra en la siguiente figura:
Para nuestra antena de clips utilizaremos la iteración 2 de la curva de Hilbert. El objetivo es la miniaturización de una antena TDT con los elementos mas simples que se pueden conseguir en nuestro entorno cercano. Aquí dejo para algunos el resto del fundamento teórico del diseño pero les recuerdo que esto es un post y que en general las personas prefieren ir a la práctica, sin embargo como sabemos que no podemos sacar el "conejo de la manga", ni hacer "electromagia" ni caer en la falta de rigor profesional les dejamos los siguientes documentos que sustentan la construcción de nuestra antena. Están en inglés y la mayoría preferirá saltárselos pero ahí les quedan:
Construcción: La longitud máxima por los lados de nuestra antena será de 6.9 cm, con secciones de 2.3 cm, excepto los lados superior izquierdo y superior derechos que tienen segmentos dobles de 4.6 cm. Para esta construcción serán necesarios clips de los más grandes, los cuales completamente desdoblados tienen una longitud de 16.1 cm, lo cual permite 7 segmentos de 2.3 cm con un pequeñísimo doblez final, donde se conectarán los terminales de alimentación de antena (ver iteración 2 de Hilbert). Las medidas salen de las gráficas de las imágenes de encima para una frecuencia de resonancia de 582 Mhz, perfectamente cercana a la frecuencia promedio de los canales TDT de Cochabamba que es 586 MHz.
Opción 1 (construcción para interiores con materiales de oficina). Con la ayuda de cinta de antena bifilar y un convertidor de impedancia de interiores, así como dos clips y material de oficina. Ver Imágenes (2): 
Opción 3 (construcción para "ubicaciones remotas"): Ubicar la opción 2 para exteriores en el foco de una antena satelital parabólica, de preferencia una antena satelital de brazo invertido. Estas se construyen para captar señales de satélites cercanos al horizonte, posición muy similar a la de las antenas transmisoras de la señal TDT. Debo aclarar que cualquier antena parabólica satelital puede servir, aunque tengan diferentes tamaños, ganancias, off-set y brazo invertido o no.
Las mejores antenas de brazo invertido que se pueden conseguir en Cochabamba son las de los amigos de Inter-Satelital, estas tienen un excelente diseño y calidad.
MEJORANDO EL DISEÑO: Les dejo la propuesta de imprimir la antena como una placa de circuito impreso PCB, el cual pueden fabricar en casa artesanalmente o mandarlo a fabricar en China en: https://jlcpcb.com/ a un precio insuperable de 10 piezas en 5 $US (Bs 3,5 x Pieza). Este diseño (primera imagen de esta entrada) permite una variedad de usos: permite su utilización independiente con o sin reflector metálico posterior y la sujeción al brazo invertido de la antena con o sin resonador de cavidad. Las lineas/pistas de la antena son de 4 mm de ancho, el punto de soldadura se ve en amarillo. El diseño permite una solución económica de encapsulado usando una UNIÓN de PVC de 40 mm a 100 mm que adapte el diámetro interior del soporte del LNB al diámetro exterior de la antena impresa. El conector de salida utilizado para este diseño de PCB es RG-6 Bulkhead hembra (opcional pero muy recomendado; puede soldarse directamente el cable coaxial al circuito). Este diseño ha sido realizado con EasyEDA.
ENLACES PARA DESCARGAR LOS ARCHIVOS DE CONSTRUCCIÓN .GERBER de FRACTAL TDT ANTENNA (Iteración 3; tamaño: 3 Pulgadas; con superficie de tierra trasera para utilizar independiente o con antena satelital pero sin resonador de cavidad).
CONCLUSIONES: El resultado de este proyecto dependerá mucho de los materiales que Ud utilice: El cobre de alambre 10 es mucho mejor que los clips, la soldadura es mejor que los empalmes, los tornillos mejor que las bridas y en todo caso ambos. La silicona caliente es mejor para sellar ante la intemperie y un circuito impreso en fabrica es la mejor opción con una sujeción correcta de preferencia impecable. De esta manera obtendrá excelentes resultados y una alta ganancia de antena TDT. Las pruebas realizadas con la antena de Clips por si sola fueron buenas, con mejores resultados en exteriores en Cercado, Cochabamba. NO tiene una alta ganancia por lo que en zonas alejadas recomendamos utilizarla de conjunto con una antena satelital reciclada (o nueva si prefiere).
Esta antena NO se recomienda para los canales analógicos, solo para la TV Digital o TDT (6 Canales por el momento). Canales: BTV 7.1 y 7.2, ATB 4.1, Bolivisión 5.1, Red UNO 9.1 y Unitel 13.1.
Otras construcciones con aluminio de latas de refresco sobre un soporte central de plástico y pegamento imitando el diseño PBC son, por supuesto, posibles con la dificultad que agregan las uniones entre el cobre y el aluminio además de las imperfecciones de un diseño artesanal.
Espero que les resulte de utilidad.
Saludos a todos.
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