Antena Direcional Ativa (TEL202)

A localização de transmissores instalados em carros, objetos ou mesmo pessoas exige o emprego de um receptor com antena direcional. Neste livro, descrevemos diversos projetos de transmissores que operam principalmente na faixa de FM, o que permite a utilização de rádios comuns desta modalidade para a captação dos sinais.

No entanto, tais receptores normalmente empregam antenas telescópicas que não são direcionais o que dificulta de certo modo a localização da direção de onde vêm os sinais captados.

O que propomos neste projeto é uma antena direcional simples com um amplificador que, além de aumentar a sensibilidade do receptor, e com isso seu alcance, também facilita a determinação da direção de onde os sinais captados procedem.

O circuito é indicado para a faixa de FM, alimentado por bateria comum e exige poucas adaptações no receptor com o qual vai funcionar.

Algumas alterações no projeto, entretanto, permitem que ele também opere na faixa de VHF e até µHF.

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos o diagrama completo da antena direcional ativa para a faixa de VHF e FM.

Figura 1 – Diagrama completo

Os sinais do transmissor marcador ou de escuta clandestina são captados pela antena direcional A e levados ao circuito pela bobina L2, que os recebe via L1.

O transistor amplificador está conectado na configuração de base comum que, além de apresentar maior ganho nas altas frequências, possui uma impedância de entrada baixa, casando-se assim com a entrada de antena.

A polarização da base do transistor é feita pelos resistores R2 e R3, enquanto que R1 serve de carga para o circuito de entrada.

Os sinais amplificados aparecem sobre L3, que é um choque de RF. O circuito, conforme podemos observar, não é sintonizado, o que quer dizer que sinais numa ampla faixa de frequências, acima dos 50 MHz, são amplificados.

O limite superior de operação deste circuito depende do transistor, mas o ganho é maior na frequência para a qual a antena está dimensionada.

Os sinais amplificados são levados ao receptor por meio de um cabo coaxial. O capacitor C4 serve de isolamento DC entre os circuitos.

A aplicação do sinal ao receptor e feita indutivamente pela bobina L4.

Esta bobina deve ser posicionada dentro do receptor, de modo que fique alinhada com a bobina de sintonia do receptor, para haver transferência dos sinais.

Trata-se, portanto, da única adaptação que tem de ser feita no receptor. Para que a antena não fique permanentemente ligada ao receptor, impedindo que ele seja usado com outras finalidades, a conexão desta bobina pode ser feita por meio de um conector de antena. Evite usar um jaque e plugue comuns de áudio, que não são próprios para a transferência de sinais de frequências elevadas.

O consumo do circuito é baixo, o que permite a utilização de uma bateria comum de 9 V e o capacitor C3 tem por finalidade desacoplar a fonte, garantindo assim estabilidade de funcionamento.

MONTAGEM

Todas as conexões deste circuito devem ser curtas e diretas, dada a elevada frequência de operação. Isso significa cuidado na montagem e na disposição dos componentes na placa de circuito impresso que é mostrada na figura 2.

Figura 2 – Placa para a montagem

O transistor admite equivalente podendo inclusive ser usado outros NPN de ganhos maiores em frequências mais elevadas, e até de menor nível de ruído.

O único cuidado a ser observado na utilização de equivalentes é com a disposição dos terminais, que pode ser diferente.

A bobina L1 consta de 3 espiras de fio 20 a 24 com diâmetro de 1 cm sem fôrma. Esta bobina é enlaçada em L2, que contém 6 espiras do mesmo fio e com mesmo diâmetro. A conexão desta bobina a antena direcional pode ser feita por cabo paralelo de 300 Ω (fita de antena de TV).

L3 consta de 10 espiras do mesmo fio com diâmetro de 0,5 cm e L4 e formada por 3 espiras de fio 24 a 28 com diâmetro de 0,5 cm, posicionada ao lado da bobina de antena do receptor de VHF ou FM, conectada por meio de cabo coaxial.

Os capacitores devem ser todos cerâmicos do tipo disco, de boa qualidade. Muita atenção deve ser dada aos valores desses componentes, que não são críticos, mas não admitem diferenças maiores que 100%.

Os resistores são de 1/8 W e as pilhas devem ser instaladas em suporte apropriado com a polaridade observada.

A antena tem o formato e dimensões mostrados na figura 3.

Figura 3 – A antena

As dimensões indicadas são para seguir emissões na faixa de FM.

O cabo de sustentação da antena serve também para a fixação da caixa com o circuito amplificador, de modo a facilitar o transporte do sistema.

Varetas de antenas de TV fora de uso, assim como a própria gôndola, podem ser usadas para a fabricação desta antena direcional.

INSTALAÇAO E UTILIZAÇAO

Para fazer a instalação no receptor, procure a bobina de antena do receptor, quer seja pelo diagrama, quer seja pelo próprio aparelho.

Esta bobina normalmente consta de 2 ou 3 espiras de fio relativamente fino (28 a 32) sem núcleo e está conectada na antena, e através de capacitor (ou diretamente) vai ao emissor do transistor pré-amplificador de RF.

Nela também temos a conexão de uma das seções do capacitor variável de sintonia do receptor na maioria dos casos, se bem que existam casos de circuitos aperiódicos em que ela está livre.

A bobina L4 deve então ser posicionada ao lado dela, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Posicionamento de L4

Um cabo blindado encapado deve ligar esta bobina a um conector BNC colocado em algum ponto disponível da caixa do receptor.

O outro conector vai ao amplificador com a antena por meio de um cabo coaxial de 1,5 a 2 metros de comprimento.

Para usar o aparelho, sintonize o receptor na frequência do transmissor e acione S1 para que seus sinais possam ser captados.

Movimente a antena, procurando a direção de onde os sinais vêm. Os sinais variarão de intensidade conforme a direção em que a antena é apontada, permitindo assim que eles tenham sua procedência determinada.