Como ya sabemos, el sistema ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) emite en la banda de 1090 MHz. Hemos visto que existen varios receptores especializados en el mercado, pero que con un sencillísimo receptor DVB-T (lo que conocemos como TDT o Televisión Digital Terrestre) podemos recibir estas señales y decodificarlas a muy bajo coste.
Sin embargo, la antena que trae de serie el receptor DVB-T, esa varilla pequeña de color negro con base magnética, no es la más adecuada para obtener buenos resultados. Funcionar funciona, pero la distancia máxima de detección que conseguiremos no será muy grande.
En el mercado hay muchas antenas específicas para esta aplicación: de plano de tierra, dipolos, colineales, yagi, incluso una carísima antena «diapasón activa» si es que estás dispuesto a pagar más de 200 € entre producto y transporte. Yo desde luego no, así que me puse a buscar proyectos DIY (Do It Yourself, Hágalo Usted Mismo) y encontré una página en la que explican como fabricar una antena colineal con cable coaxial: http://www.balarad.net/. Leyendo más encontré que este diseño se puede mejorar ligeramente, el resultado es lo que os muestro a continuación en Gilitadas.
Mejoras sobre el proyecto original
La primera mejora sobre el diseño original es simplemente elegir bien el material. Hay que tener en cuenta que el receptor DVB-T que utilizo está preparado para una entrada de antena de 75Ω, por lo que el cable a utilizar tanto para la construcción de la antena como en la bajada hasta el receptor será de esta misma impedancia. En caso de utilizar otro receptor habrá que tener en cuenta este detalle.
Después de mucho leer aprendí que el cable coaxial debe ser de la menor atenuación que podamos encontrar, y para ello son importantes algunos factores:
- Mejor cobre que aluminio, tanto en la malla como en el núcleo. Tiene mejor conductividad y además permite soldadura entre los segmentos de la antena para hacer mejor contacto.
- La malla debe ser lo más tupida posible. En las especificaciones del cable se suele indicar en forma de porcentaje de área cubierta.
- Aislante dieléctrico de buena calidad. Es la capa de separación entre el núcleo y la malla. En cables baratos suele ser de espuma de polietileno (PE), pero es mejor de Teflon (PTFE).
- Cubierta exterior para intemperie. Este detalle no va a afectar en la calidad de recepción, pero como la antena va a estar en el exterior ayudará a que las inclemencias del tiempo y los rayos solares no deterioren el cable. En este caso el polietileno (PE) tiene ventaja sobre el policloruro de vinilo (PVC).
Con todo esto en mente miramos la oferta de cable en el mercado. Seguramente hay varias opciones, pero yo he elegido el Televes T100 (ref. 2155). Su precio ronda 1€ por metro.
Otra de las mejoras introducidas al proyecto es añadir un balun tipo Bazooka (sleeve balun). Su función es doble: por un lado balancear las líneas y evitar que exista potencial entre el coaxial y tierra, evitando que la bajada de cable actúe también como antena. Y por otro servir de base rígida donde sujetar el conjunto de la antena. Está construido de forma muy sencilla con un tubo de cobre de fontanería que va unido por su base a la malla del cable coaxial. Su longitud debe ser de 1/4 de longitud de onda de la frecuencia de diseño de la antena.
Parámetros de diseño de la antena
La antena colineal coaxial es realmente una combinación de dos antenas iguales, formada cada una de ellas por tramos de conductor de 1/2 de longitud de onda alternados con tramos aislantes de 1/2 de longitud de onda igualmente. De esta forma los tramos conductores están enfasados y alimentando conjuntamente al receptor. Utilizando cable coaxial se consigue que la malla de cada tramo actúe como aislante del núcleo para una de las ramas de la antena y como conductor externo para la otra rama.
Tenemos que corregir la longitud de cada tramo con el factor de velocidad de propagación del cable coaxial. Este valor nos lo da el fabricante del cable y suele estar expresado en porcentaje. En el caso del cable Televes elegido es de 82%.
Longitud de onda: λ = c/f = 300.000/1090 = 275 mm.
Longitud de tramo: L = 1/2 λ × Fv = 137,5 × 0,82 = 112,75 mm.
La antena en sí consta de cuatro tramos iguales de 112.75 mm. (redondeamos a 113). Podríamos hacerla de 6 o de 8 tramos para conseguir mayor ganancia, pero siempre en tramos pares. Tamaños mayores no son aconsejables pues hacen una antena demasiado larga y menos resistente al viento. La antena que os muestro ha conseguido detectar señales a más de 200 millas de distancia.
El primer tramo es diferente, la zona que no queda cubierta por el tubo de cobre necesita ser ajustada en longitud por el factor de velocidad de propagación del cable, para la otra no es necesario. Las medidas son como se muestran en el esquema de la derecha.
Construcción de la antena
La construcción de la antena no reviste complicación, las herramientas necesarias son muy comunes y no nos llevará mucho tiempo completarla. Tan solo un poco de pericia con el soldador para no aplicar demasiado calor en la malla del cable y derretir su aislante.
A la hora de cortar los tramos de cable sí conviene ser escrupulosos, cuanto más exactos sean mejor funcionará. Y por supuesto deben ser todos ellos iguales.
Yo os recomiendo el uso de silicona en el tapón de cierre, así como cinta aislante, o mejor aun cinta vulcanizante que cubra por completo el tubo de cobre y el conector del cable de bajada. Así todo aguantará mucho mejor las inclemencias del tiempo.
Material necesario
- Cable coaxial de 75Ω de impeancia.
- Conector F de montaje en chasis.
- Tubo de cobre de 22 mm. de diámetro.
- Terminador de tubo de cobre de 22 mm. de diámetro.
- Tubo de PVC o fibra de vidrio de 20 mm. de diámetro.
- Tapón de plástico de 20 mm. de diámetro.
Hola Luis. ¡Cuánto tiempo!
Me alegra mucho encontrarte por éste foro.
Hace una semana que estoy cogiendo las señales de aviones con un «pincho» USB (DVB-T+DAB+FM) y envio los datos a LOCALIZATODO. Ya sabes que éstos «pinchos» llevan una antena de andar por casa y casualmente he leído tu blog en el que te has construíodo una fuera de serie.
Me gustaría tener una como la que has hecho tú, pero sabes de sobra que soy muy «patas» en éstas cosas de electrónica.
No se si será mucha cara pedirte que si puedes hacer una para mí.
Otro tema a tener en cuenta sería qué tipo de cable iriía bien para conectarlo al «pincho». Este tiene una conexión muy pequeña con la antena que lleva de serie.
Por supuesto, en el caso de que aceptes, los gatos serían de mi cuenta.
No dejes de pasarte en vacaciones por Ojáiz, que hace muuuucho que no nos vemos.
Un abrazo…de los fuertes.
Saludos.
Luis
Luis, tengo una hecha anterior a la que sale en el artículo. Es la misma antena pero con otro tipo de cable y sin soldaduras. Me la llevo a Asturias y la pruebas si quieres, si te va bien te la quedas.
Hola Luis.
No sé si leíste el comentario anterior. Si es así, no des importancia a ésta respuesta.
Gracias por tu ofrecimiento.
Sin embargo tengo alfunas dudas:
1º. Cómo deben unirse el cable coaxial con el cable que el dongle tiene por defecto? Este es muy fino…¿Existen adaptadores?
2º. Entre la antena y el dongle hay una distancia de al menos 10 metros (eso si quiero colocar la antena en un lugar más despejado) No sé si ésa distancia atenuará la señal de la antena ni cómo poder aumentar la señal si es que éso es así. He leído que es buena idea acortar el cable de la antena y alargar el cable USB…pero sigo con la misma duda: Un cable USB de más de 5 metros, podría dar problemas.
Bueno..ya me dirás algo cuando puedas…o me llamas al móvil.
Un fuerte abrazo.
Luis.
HOLA A TODOS SOY EDUARDO E SAN JUAN ARGENTINA ESTOY EXPERIMENTANDO CON ESTO ALGUIEN SABE DE UN PROGRAMA BUENO PARA UBICAR LAS AERONAVE UN ABRAZO A TODOS
Buenas tardes,
Según leo en foros de transmisores ADS-B, las antenas colineales (coco, collinear) son difíciles para dar buenos resultados.
Dicen que hay que construirlas al milímetro, porque un milímetro en esas frecuencias es bastante importante.
La conineal con más rango que he visto es de unos 450km, y usa una fórmula distinta para calcular la longiud de los elementos. Dicha antena tiene 4 tramos de 124mm, con un cable RG6 y 82% de factor de velocidad, y sin balún.
Creo que tendré que fabricar dos antenas, y me quedaré con la que mejor alcance me de para mis materiales.
Saludos
Hola Javi, muchas gracias por tu comentario. Efectivamente hay que ser escrupuloso con la construcción, ya lo pongo al final del post. Cuanto más limpio y exacto sea nuestro trabajo, mejor será el resultado. Respecto a la longitud de los tramos, desconozco la fórmula que has localizado, pero desde luego a igualdad de factor de velocidad del cable, los tramos deberían ser de 113 mm. para la frecuencia de ADS-B. Ya nos contarás tus resultados.
Hola Luis,
Por lo que veo hay 2 fórmulas rondando «por internet» sobre el Factor de velocidad, pero la correcta parece ser la que tu expones.
De todas maneras, probaré con una antena colineal coaxial y una J-Pole o Slim Jim. Ya publicaré qué tal van.
Saludos
Genial, todas las pruebas son siempre buenas. Yo también estuve indagando mucho por Internet, en foros extranjeros con bastante actividad. Vi que hablaban bien de las J-pole para ADS-B, más sencillas de construir y menos aparatosas. Pero siempre se decía que la mejor ganancia en horizontal se conseguía con las «coco» (coaxial colineal). No obstante comparte con nosotros tus resultados.
Donde sí había alguna diferencia era en la forma de terminar la «coco», la puntera. Yo he hecho pruebas de alcance con cuatro terminaciones diferentes durante una semana cada uno de ellos. Creo que escribiré otro artículo con los resultados y gráficos obtenidos.
Gracias, Luis.
Sabiendo esto que me comentas, empezaré por la J-Pole / Slim Jim, y me esperaré a que publiques los resultados de tus pruebas para fabricar la colineal.
Entonces, compararé y ya te diré.
Saludos.
Excelente, voy a intentar para ver qué resultados tengo…Una pregunta. podría utilizar 2 dipolos de FM (adaptando las medidas y demás) para recibir la información? Es que los tengo sin darle utilidad y me gustaría por ejemplo, ampliar el rango de cobertura ads-b, aunque no se si esto es realmente posible.
Gracias
Hola Ignacio. Cortados a la medida adecuada todos los tipos de antena pueden funcionar, pero con un dipolo no vas a conseguir grandes ganancias. Sinceramente no conozco mucha gente en el tema ADS-B que estén usando dipolos.
Gracias Luis por tu respuesta. Nunca me llegó al mail y ahora que estoy con más tiempo (y dinero-aunque no se requiera tanto si hay mejor!-) voy a intentar hacerla como indicas acá sin complicarme con los dipolos, fue sólo una idea que se me ocurrió pero me parece que son demasiadas complicaciones para algo tan sencillo. En cuanto tenga todo listo y funcionando (espero!) quizás comente aquí mismo links con las fotos y la información que recopila. En esta semana me tiene que llegar también la antena para ofrecer cobertura a RadarBox, la de FlightRadar24 no me la enviaron porque ya hay dos en la zona es una lástima porque quizás serviría para poder triangular con los aviones que no están actualizados aún.
En un momento pensé en poner algún divisor en la antena que me va a llegar pero supongo que me va a reducir el rendimiento y además me pierdo la experiencia de elaborarla yo. Pero eso me hizo surgir una duda ¿Si tengo muchos metros de coaxil hasta el decodificador pierdo rendimiento no? ¿Tendré que elaborar algún tipo de booster (no se si es el nombre técnico)?
Gracias,
Saludos. Ignacio
Sí, si necesitas muchos metros de coaxial hasta el receptor, es conveniente usar un amplificador de señal colocado lo más cercano posible a la antena.
Hola Luis,
Magnífica descripción de cómo construir la antena para 1090MHZ. Gracias por compartirlo!!
Sin embargo, no me queda clara la conexión de toda ella al conector. En mi caso, quisiera utilizar un N hembra y veo que en el tuyo pones vivo al centro y malla a masa (como suele ser habitual). Sin embargo, en muchos videos que he visto y en otros diseños, sólo conectan el vivo al centro y no hacen nada con la malla…
Por ejemplo, en este diseño de una antena para 2.4GHZ que se podría aplicar a la frecuencia de 1090MHZ que nos atañe. http://martybugs.net/wireless/collinear.cgi
Aquí, solamente suelda el vivo (pues no hay nada más…) y no tiene en cuenta la masa.
Un saludo
Hola Luismi. Claro, en el ejemplo que pones sólo hay una rama, en un mismo cable ponen esos anillo para enfasar la señales de cada tramo con el siguiente. La coaxial son dos ramas en una, cada una de ellas conectada al cable de bajada. Con eso consigues duplicar la ganancia con la misma longitud. Si dejaras una rama sin conectar estarías usando la mitad de la antena.
De acuerdo, Luis. Entonces, entiendo que en la misma longitud de antena tendrá más ganancia la de cable coaxial que la de los anillos enfasadores.
Así pues, vivo al centro y malla a masa, no?
Saludos de nuevo!
Correcto.
Hola! Quisiera saber dónde adquirir ese tipo de cable en Madrid… Gracias!
Hola Miguel. En Madrid en concreto no lo sé, pero cualquier tienda de instalaciones de televisión lo tendrá. O pregunta en cualquier tienda de electrónica, ellos también sabrán decirte donde encontrarlo.
Muchisimas gracias!! Encontré el blog por pura casualidad y me parece fantástico. Un buen porcentaje de mis aficiones se reunen aquí! Enhorabuena!
Hola Luís, tengo una duda, ¿como se calcula la longitud del tubo de cobre? Lo digo, porque quiero hacerme la antena, pero con RG213, para 52 Ohm. y es más grueso que el cable de antena, además varia el FV, por lo que me imagino que habrá que recalcularlo, y sabiendo el cómo, quiero extrapolarlo a otras frecuencias de radioaficionado.
Saludos de Domingo EA7CH
Hola Domingo, mil disculpas por tardar tanto en responder.
El grosor del cable RG213 no te afecta en los cálculos, pero su velocidad de propagación (Fv) sí. Por lo tanto en el primer tramo, la parte que queda fuera del tubo de cobre debe tener una longitud de (1/4 λ * Fv) /2. El tubo de cobre no es necesario corregirlo por la velocidad de propagación, será entonces de una longitud igual a (1/4 λ) /2.
Gracias Luis, no te preocupes por la tardanza, no hay nada que disculpar, como podrás ver también he tardado en verlo, es lo que tiene llevar tanto por delante.
Lo de de la medida del tubo me ha quedado claro, pero tengo otra duda, ¿el diámetro del mismo hay alguna fórmula para calcularlo o da un poco igual?
He leído por otras páginas que debería guardar relación con el grosor del cable, pero no me queda claro.
Gracias y un saludo.
Buenas y muchas gracias por este pedazo de manual diy.
Soy un novato total en el mundillo sdr y creacion de antenas. Tengo alguna duda respecto a los tramos de cable.
He visto que pones que tienen que ser siempre pares, 4, 6, 8… Pero luego en la imagen final de la antena veo que son 5 tramos? Y en la imagen de los tramos tambien comentas que el segundo empezando por abajo es el que forma el balun, que creo que es el tramo que va soldado al conector y va dentro del tubo, no? Ese tramo es diferente al resto? Que medida tendria segun tu configuracion? Puede ser 125mm? Tambien en la foto de los tramos se ve un cable que tiene media cable pelado con el nucleo a la vista? Ese tramo se usa en algun momento?
Gracias de antemano y saludos
Hola Oier.
Son 5 tramos, 4 de ellos iguales y el quinto (o primero si empezamos a contar por el conector) es el del balum, sus medidas las tienes en el gráfico.
El tramo que ves con la mitad pelada no se usa, era una prueba como tramo terminador pero no mejoraba el rendimiento.
Buenas
Tengo una duda con los tramos, son pares incluido el que va dentro del balun o hay que incluir un tramo aparte para el que va dentro del balun?
Un Saludo
Hola InFeRn0. Son 4 tramos iguales más el primero que es el que conforma el balun con las medidas que se ven en el gráfico.
Nunca es tarde..
Ésta es una colineal coaxial de 6 elementos…, solo no puse el sector de tubo de cobre en la base, quizá daría aún mejores resultados.
Imagen con el rango se muestra en: trauko.org/meteo/rango.png
Hola César.
Buen rango, una pena que no tengas visión hacia el oeste, aunque imagino que por ese lado no os llega mucho tráfico.
Hola Luis, hacia el oeste solo algunas pasadas hacia Australia y Nueva Zelandia, ahora que se han reanudado los vuelos pasan ocasionalmente por acá; te envío enlace de la estación de Gael F1BTG, que tiene una colineal de 12 elementos con unos resultados impresionantes. Yo actualmente estoy con una reducción en cobertura porque bajé la antena por daños con los temporales…
Saludos
Hola Luis, observo en la fotografía de la terminación de la antena, una carga o resistencia, es necesaria para cerar el dipolo, y supongo que sera de 75ohm, un saludo.
Hola, se puede dejar el extremo abierto, no hay diferencia importante en recepción.
Buenos días Luis, sólo me queda una duda, en la imagen final de unión de tramos, el primero, el de la puntera, parece que el trozo de vivo lo dejas abierto y unido a la malla, no debería estar cortado al ras, para tener la medida de 113 mm?
Te agradezco tu respuesta y tu trabajo
Sí, el de la imagen era una prueba cerrando el circuito con una resistencia, pero no hay diferencia apenas en recepción, se puede dejar cortado al ras y abierto.
Hola Luis
Muy interesante todo lo que explicas en relación a este tema, me gusta mucho
Podrías decirme si es mejor usar coaxial de 75 oh en lugar de 50 oh?
Gracias Luis
Hola Antonio. Realmente da igual la impedancia de la antena, pero deberás tener en cuenta el factor de propagación del cable que uses y además utilizar el mismo tipo de cable (e impedancia) en la línea de bajada hasta el receptor. Que todo sea homogéneo.
Gracias Luis por tu amabilidad en responder a mi pregunta
Entonces no habrá ningún problema en utilizar un SDR RTL con la toma de antena de un coaxial de 75 Oh como me comentas no?
Soy bastante nuevo en esto y me gusta mucho esta modalidad de los ADS-B, NOAA
etc…, espero no ser algo pesado con tantas preguntas
Gracias de nuevo Luis