Dipolo G5RV

Sin duda, después del clásico dipolo de 1/2 onda, la antena G5RV debe ser la más popular entre los aficionados. Quizá por la característica de poder trabajar en varias bandas, o en gran parte por la fama ganada, su uso y propiedades han sido siempre motivo de charlas y discusiones. Porqué no agregar una más no ?...

Antes de haber utilizado una; llegué a escuchar tantas versiones acerca de su funcionamiento, características y propiedades como de la forma en que debe instalarse, el tipo de bajada, balun a utilizar o no utilizar, etc, etc, etc... que preferí sacar mis propias conclusiones. Para ello, qué mejor que buscar las instrucciones de su creador, Louis Varney, G5RV o CX5RV, cuyos escritos, por suerte conservan la descripción de la manera que él mismo construyó esa antena.

		G5RV multi-band antenna construction guide by Louis Varney
		G5RV descripción original y comentarios de ON4SKY

En las notas de Louis Varney, se describe un dipolo simple con bajada de línea abierta, de dimensiones que según la teoría, deberían resonar en algunas de las bandas de aficionado, en fracciones de onda que difieren de una banda a otra. Esto posibilitaría, acoplar la antena en cualquiera de esas bandas pero sólo mediante el uso de un transmatch, ya que las impedancias presentes para cada banda difieren notablemente. Por otra parte, varios colegas me habían comentado de la facilidad de acoplar cualquier dipolo con bajada abierta, a diferencia de uno con bajada coaxial, utilizando siempre el transmatch... Otra recomendación respecto de la línea abierta eran sus bajas pérdidas respecto al coaxial, cosa nada nueva para cualquier aficionado, y la recomendación de líneas con "ventanas" frente a las cintas "planas" tipo TV, por cuestiones de resistencia mecánica al viento y la nieve, cosa que a los aficionados de estas latitudes nos tienen sin cuidado. Ahora la parte interesante... la descripción de la línea abierta "recomendada". Aquí empiezan las diferencias entre lo que la mayoría dá por cierto y lo realmente incierto. La línea descripta es de unos 523 Ohms de impedancia; algo imposible de conseguir comercialmente; y los cálculos de la medida de la sección de acoplamiento (matching section) según se utilicen líneas abiertas de 450 o 300 ohms ( los stándares comerciales) y hasta el cálculo de velocidad según se utilicen cintas planas o con ventanas. La cuestión entonces fué realizar una línea abierta lo más parecida a lo descripto por Varney, para empezar a experimentar y comprobar lo que sucedía. La tarea no se presentaba sencilla, porque los separadores que se muestran en los dibujos requieren muchísimo trabajo de corte y mecanizado, y el cálculo de material a emplear suponía un peso de la línea extremadamente alto, dejando de lado el costo del mismo. He realizado un detalle de la construcción de líneas abiertas en la nota : Construcción de Lineas_Abiertas que está disponible en esta página web, pero para mejor comprensión de esta nota se incluye un resumen de la misma.
		Buscando alternativas más económico-prácticas, encontré un material usado para terminaciones en construcción, que podrían servir. Se trataba de unos listones de PVC blanco, de unos 18 mm de ancho por 1,5 mm de espesor, en largos variables, ya que provenían de rezago. Corté los listones en trozos de 70 mm de largo, y practiqué en los extremos de cada uno dos perforaciones que permitían el paso de un cable aislado de 0,75 mm2 de sección.
Luego de la laboriosa tarea de corte y perforado, vino la de pasar en cada una de la plaquetas los cables por las perforaciones, tal como se aprecia en la foto, y dejándolas a unos 20 cm. de distancia una de otra, para conformar la descripta línea abierta o "matching section" de 10,30 metros de largo. Aclaro que esto que se describe tán rapidamente, no se realiza de la misma forma, ya que demanda bastante tiempo y paciencia.

Los resultados, sin embargo, recompensan los esfuerzos ya que la forma en que el cable queda sujeto, no requiere ningún pegamento ni elemento de sujección adicional, resultando una línea abierta de extrema prolijidad a la vista, aunque, eso sí, algo pesada respecto a las conocidas "escaleritas" comerciales, pero sensiblemente inferior a lo proyectado en los escritos de Varney.

Teniedo ya la línea abierta construída, el centro de dipolo fué lo más sencillo, y lo realicé con pertinax, de generosas dimensiones para lo que habitualmente empleo, pero con vistas a que a la antena se le pueda aplicar al menos 200 Watts sin temor a quemar nada.

Soldé la línea abierta a las cabezas de dos tornillos de bronce, pasando los cables previamente por sendas perforaciones, a fin de que la línea no traccione directamente sobre las soldaduras. Del lado opuesto del pertinax, quedaron las roscas de los tornillos, sobre los que aseguré un par de terminales para soldar las ramas del dipolo, las que también traccionan sobre otras perforaciones y realizan un lazo hasta los terminales.

En los extremos del dipolo adosé dos aisladores del mismo material que los separadores, pero de sección más gruesa, y por último, en el extremo inferior de la línea abierta, soldé dos terminales, ya que las pruebas que haría involucraban la posibilidad de usar centro de dipolo simple, balun 1:1 o balun 4:1

Las dimensiones de la antena fueron las mencionadas por Varney en su artículo, dos ramales de 15,55 metros, y una bajada abierta de 10,33 metros, y los cables empleados fueron de 0,75 mm2 de sección, (aproximadamente 1 mm de diámetro), aislados con revestimiento de PVC, tanto en las ramas del dipolo como en la línea abierta.

Las pruebas

Con la antena terminada, decidí realizar las pruebas en el Avellaneda Radio Club, ya que allí disponemos de una torre con una roldana y soga para subir dipolos, y el lugar perfecto para extenderlos hasta unos 15 metros de altura. Compartiría además la experiencia con algunos socios, siempre interesados en los temas de antenas.

Dispusimos un FT 840, fuente y un transmatch MFJ en el patio, e izamos la antena de uno de los extremos, sujetando el otro con una cuerda en un portón, quedando extendida horizontalmente con el centro a unos 11 metros de altura. Comenzamos a medir la R.O.E. que presentaba la antena en las diferentes bandas, para luego hacer algunos llamados y molestar a los amigos pidiendo reportajes.

Sin entrar en detalles precisos, ni transcribir las anotaciones de esa jornada, resumo lo realizado y observado :

Utilizando un centro de dipolo al final de la línea abierta, la bandas que menor R.O.E. presentaban eran las de 80 y 20 metros, con lecturas aceptables para transmitir sin acoplar la antena con el transmatch. En resto de las bandas la R.O.E. era variable, y en casi ninguna aceptable como para transmitir. Algo similar ocurrió reemplazando el centro de dipolo por un balún 1:1, no así con el 4:1, con el cual ninguna banda ofrecía lecturas de R.O.E. bajas.

Utilizando el transmatch, en cualquiera de los casos se podía acoplar la antena sin ninguna dificultad, logrando comunicados con buenos reportajes en todos ellos.

Para sacarme otra de mis dudas, dispuse la línea abierta de una forma en la que nunca la ví instalada por otro aficionado : Retorcida . Sin llegar a cruzar los cables de la bajada, la línea abierta parecía una "cadena de ADN". Las risas de muchos, más las dudas expresadas acerca de mi estado de cordura no me detuvieron...

Para sorpresa de varios de los que allí estábamos, no se modificó absolutamente nada en las lecturas de R.O.E. , ni en los reportajes de los corresponsales, ni en nuestro S-Meter, que indicara que se había producido algún cambio notorio en el funcionamiento de la antena.

Las pruebas realizadas, no respetaron ningún rigor científico, ni pretendían ir mucho más allá de lo que puede comprobar un aficionado promedio, ya que para estudiar "a fondo" cualquier antena, es necesario disponer de algunos instrumentos, como medidor de campo, dip-meter, analizador de impedancias, etc. Los resultados, obviamente están influídos por el lugar y forma de emplazamiento, las dimensiones de la antena y su línea abierta, etc. por lo que no descarto resultados diferentes en otra ubicación o realizados por otro aficionado. No obstante lo antedicho, pude sacar algunas conclusiones al respecto de las tántas controversias sobre la G5RV .

Las conclusiones

Tal como se describe y aconseja su uso, la G5RV necesita siempre de la ayuda de un acoplador, por lo que la propiedad de multi-banda que se aduce no es mucho más que la de cualquier dipolo con bajada línea abierta, tal y como me mencionaban varios colegas con más años de experiencia en el tema. Existen algunas variantes de otros aficionados sobre esta antena, que sólo modifican levemente las medidas, con el consecuente cambio de las frecuencias de resonancia; la más conocida sin embargo es la versión "corta", destinada a operar en las bandas de 40 metros y superiores, que reduce las dimensiones del dipolo y la bajada exactamente a la mitad de la G5RV clásica.

Comparte también con el resto de los dipolos con bajada de línea abierta, la propiedad de poder ser acoplados fácilmente, utilizando transmatchs muy simples, cosa que no ocurre a veces con los dipolos con bajadas coaxiales.

Los puntos antes mencionados me inducen a pensar que salvo si se necesita de tener un dipolo para la banda de 20 metros para usar sin acoplador, y el resto de las bandas como alternativas, es poco necesario ajustar el dipolo a medidas críticas, ya que de cualquier forma el dipolo deberá trabajar acompañado de un acoplador.

La utilización de balunes 4:1 al final de la línea , que se ven en dipolos G5RV comerciales (Wimo y Walmar, por ejemplo) podría atribuirse a la diferentes impedancias y factores de velocidad de las líneas abiertas utilizadas, las cuales deben acortarse según corresponda. De cualquier forma, se trata de variaciones propias de cada comerciante y no de las especificaciones originales de la antena, en las cuales sí se habla de la conveniencia de un "choque balun", el cual no adapta impedancias.

Otra cuestión muy discutida fué la de cómo debe instalarse la linea abierta de bajada; algunos dicen a 30 cm de la torre, paralela a ella, otros a más, algunos directamente atada como un coaxial, algunos la doblan en ángulos, otros la clavan a las paredes, unos siempre vertical...en fin...; sin llegar a ser necesario retorcerla, como en mis pruebas, se puede tratar a esta línea abierta como a cualquier otra, disponiéndola de modo que quede lo más despejada de objetos cercanos, y seguramente no habrá diferencias contra un montaje vertical perfecto.

Uno de mis primero rechazos hacia esta antena era la necesidad de tener a una altura mínima de casi 11 metros el centro del dipolo, cosa no tán fácil de conseguir en las operaciones de campo. La experiencia realizada sirvió para saber que eso no era tan crítico, y de hecho, en ocasión de operar desde el faro Punta Médanos, el fin de semana internacional de los faros ILLW 2006, instalamos la misma antena de la prueba, para transmitir con un amplificador lineal de 500 watts, dado que era la antena más robusta que disponíamos al iniciar la operación. Debiendo realizar la instalación de la antena en horas de la noche, solo pudimos extenderla entre unos árboles hasta una altura aproximada de 6 metros, bajando la línea abierta en un ángulo de 45º, y sosteniendo el extremo con una rama para mantenerlo en esa posición.

La antena funcionó sin inconvenientes cerca de una hora de operación, cuando el balún 1:1 con el cual había quedado armada desde la prueba, recalentó y debimos reemplazarlo por un simple centro de dipolo, continuando así la actividad normalmente.

En la foto puede apreciarse la forma en que quedó instalada y se operó en esa oportunidad.

La construcción de una línea abierta como la descripta le dá a esta antena un aspecto muy vistoso, como evocando las primeras épocas de la radio, pero eso sí, no hace muy cómodo el transporte de la misma si uno desea usarla para campañas, ya que el bulto es considerablemente mayor que el que ocupa un dipolo normal. Obviamente se justifica la realización de esta forma si se la piensa usar en forma permanente, ya que la uno de los puntos débiles de la G5RV es el habitual corte de la línea abierta, casi siempre en los extremos, por el movimiento de la misma causado por el viento. La realización artesanal permite reforzar las líneas convenientemente, minimizando estas roturas.

Queda bastante para probar, cambiar y testear con esta antena, cosas que a medida que pueda concretar, iré agregando a estas notas; por lo pronto, ya tengo mi G5RV preparada y funcionando...

Revisión de la Nota Enero de 2009

Después de haber publicado esta nota, la G5RV siguió funcionando muy bien en numerosas salidas , pero como había prometido, seguí experimentando un poco más con la antena y aunque son pocos, sigo sumando algunos detalles respecto a la misma. Como mencioné, la antena de la nota funciono como siempre, por lo que para poder experimentar decidí realizar otra, levemente diferente, con lo cuan seguramente tendría algún cambio.

La 2da. G5RV

Las nuevas pruebas las comencé realizando otra bajada de línea abierta, esta vez con menor separación entre los conductores (menor impedancia) para comprobar cuánto afectaba eso a la antena.

Al igual que al principio de esta página, aclaro que la explicación y reseña de cómo realicé la línea se puede leer en la nota : Construcción de Lineas_Abiertas , mientras que aquí solo trataré lo referente a la antena en particular.

Además de la línea abierta para la nueva antena, realicé un terminal tipo centro de dipolo, especial para tomar ambos conductores de manera simétrica y que la transición al cable coaxial se mantenga alineada.

También modifiqué un poco el centro del dipolo, y agregué una placa de acrílico que intercalé antes del final de la línea abierta, para sujetar desde allí la línea a un punto fijo, ya que en la anterior construcción fijé directamente el centro de dipolo y/o los balunes y resultaba molesto atar a éstos una soga o cuerda para mantener la línea abierta en posición.

En la bajada de coaxial, incorporé un choque balún enrollando unas vueltas del mismo cable.

Respecto a las dimensiones de la antena, respeté las mismas longitudes de la anterior, para poder comprobar el efecto que tiene el cambio de impedancia en la línea abierta.

Una de mis quejas respecto a la antena, es la de cómo guardar la línea abierta cuando se usa como antena de campaña.

Esta vez, sin embargo, encontré una solución bastante aceptable al tema.

Para empezar, este centro de dipolo permite desconectar fácilmente, retirando dos tuercas, las dos ramas del dipolo, que se pueden guardar enrolladas individualmente. La línea abierta, se enrolla en torno a un cilindro de cartón, proveniente de un estuche de vino fino, del cual luego se desliza hasta un extremo y se lo retira facilmente. El rollo así conformado, se aplasta y puede guardarse en el mismo estuche, junto al chicote de coaxial con el choque, las ramas del dipolo y los aisladores.

Las pruebas

Con el nuevo dipolo preparado, la primera ocasión propicia para probarlo fué mi salida invernal a Villa General Belgrano, provincia de Córdoba.

El desembalaje y armado del dipolo nuevo fue rápido y sin problemas, y colgarlo de dos árboles en el complejo de cabañas solo requirió esperar que el casero se descuidara unos minutos...

El centro del dipolo quedó a unos 8 metros de altura, y la bajada abierta en diagonal hacia el porche de mi cabaña, en el cual instalé el improvisado shack de radio, con el Alinco DX70 que llevé en el móvil y un acoplador AT120 prestado, el cual también tenía interés en probar.

La imagen retocada, muestra la posición de instalación del dipolo, con los centros y aisladores remarcados en círculos. Haciendo click en la imagen,se muestra la foto ampliada, sin los retoques. Tener en cuenta la dificultad de tener detalle en tan alejada toma.


Con respecto a las nuevos centros de dipolo y soportes, resultaron perfectos, sobre todo el terminal agregado al final de la línea abierta, que mantiene la misma perfectamente tensa, mientras que las conexiones quedan aliviadas de cualquier esfuerzo mecánico.

Una vez instalado el dipolo, las comprobaciones con el instrumento del transmatch acusaban que el cambio de impedancia en la línea abierta modifica sustancialmente el comportamiento de la antena.

Esta antena, presentaba una ROE de casi 1:1 en la banda de 40 metros, mientras que en el resto, variaban notablemente. En todas las otras bandas se necesitaba el uso de transmatch, y en el caso de 80 metros, se hizo complicado llegar a bajar las estacionarias; esto último también puede atribuirse al transmatch, por lo que no debería ser demasiado tenido en cuenta.

Es evidente que la línea , actuando como matching-section, debe cortarse a medida, para lograr la resonancia en 14 MHz, de acuerdo a la impedancia y factor de velocidad que tenga. Esto obliga a colocar un largo de línea algo superior, para luego cortarlo hasta conseguir la resonancia, en los casos como el presente, en que la línea no tiene una impedancia estadarizada, y a lo sumo se calculó de acuerdo a fórmulas (lo que no garantiza exactitud alguna) y vaya uno a saber el factor de velocidad !

Con respecto al funcionamiento, la recepción era buena en casi todas las bandas, menos en 80 metros. Al principio, por el ruido, sospeché mucho de la gran cantidad de lámparas de bajo consumo presentes en el parque, que encendían a la noche, justamente cuando pretendía probar en 3,6 MHz. El tema de la propagación también era de tener en cuenta, pero al tercer día de usar la antena decidí compararla con un dipolo windom, ubicado en la misma posición. Este dipolo, con la misma longitud y ganancia que uno de 1/2 onda quedaba demasiado cerca de las ramas de uno de los árboles y casi dentro de la copa del otro; aún así la recepción era notablemente superior en 80 metros, y aunque menos notoria, también en el resto de las bandas.

El hecho de tener que acoplar con el transmatch cualquier antena, ya deja sospechas de cuánto se pierde en éste, por lo que decidí, para la próxima oportunidad, ajustar esta antena en los 14 MHz, y empezar nuevas pruebas. También quiero probar la versión corta, y la cinta de TV, aunque más no sea para poder seguir teniendo de discusión ! .

(C) 01/2009 Daniel Prieto LU9DPD