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Antenas Iniciado 2004 - Ultima actualizacin (menor) 2008-07-03

Por Miguel R. Ghezzi (LU 6ETJ)www.solred.com.ar/lu6etjSOLVEGJ Comunicaciones

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Antenas

Si hubiera que elegir elementos tcnicos que simbolicen al siglo XX, seguramente la antena ser uno de los candidatos preferidos. Jams existi algo parecido a una antena en toda la historia de la humanidad...! El automvil fue precedido por un carruaje, el avin por el vuelo de un pjaro. La antena de radio no tiene antecedentes... La antena hace posible la maravilla de la radio. Es muy sugestivo que algo que puede, a veces, ser tan sencillo pueda lograr tanto. Un trasmisor o receptor requerir piezas ms o menos complicadas, pero para construir la antena basta con un trozo de alambre...!

En principio puede decirse que el propsito fundamental de una antena es recibir y/o trasmitir radiaciones electromagnticas y generalmente hacerlo con las caractersticas directivas apropiadas para su propsito. Los circuitos electrnicos de los trasmisores y receptores de radio generan o reciben corrientes o tensiones elctricas de altas frecuencias, pero para viajar por el espacio esas seales elctricas deben convertirse, primero, en campos electromagnticos. Esa es la funcin de la antena: convertir seales elctricas en campos electromagnticos y viceversa. A los dispositivos que convierten una forma de energa en otra los llamamos "transductores", as, nuestra antena ser considerada de aqu en adelante un transductor. Tambin podemos concebirla como un dispositivo encargado de convertir; ondas electromagnticos "conducidas" por una lnea de trasmisin o gua de ondas, en ondas que pueden propagarse libremente en el espacio. La antena es una suerte de interfase entre el espacio y la lnea, por eso es muy importante, que aprendamos a distinguir claramente la antena de la lnea de trasmisin, como hacemos con la lmpara del cable que la alimenta (sobre todo para no renegar ms tarde al intentar comprender procesos ms complejos). La antena es la antena y la lnea (o bajada), es la lnea; las propiedades de una no influyen en las de la otra. Sus finalidades son diferentes, mientras la lnea no debe irradiar energa al espacio, la antena si debe hacerlo, all se comprende la necesidad de distinguirlas.

Puesto que la funcin principal de la antena es convertir una forma de energa a otra, ser importante la eficiencia de tal conversin. Esa ser la meta ms importante a lograr con cualquier antena de nuestra estacin, muy especialmente las trasmisoras. Para conseguirlo normalmente se precisan antenas con las dimensiones necesarias para hacerlo posible fcilmente las que, adems, deben construirse y montarse adecuadamente para evitar prdidas de energa en forma de calor en sus propios componentes u objetos circundantes.

Las antenas no irradian energa igualmente en todas las direcciones, entonces es muy importante comprender que hay que hacer todo lo necesario para que la energa disponible se irradie en las direcciones (tanto horizontales como verticales) que garanticen su llegada a las zonas de inters. Esta distribucin, geomtrica, de la energa recibe el nombre de "diagrama de radiacin" o directividad de la antena. Todas las antenas tienen alguna directividad y, cuando la diferencia no radica en su rendimiento en la conversin de la energa, cualquier otra ventaja o desventaja en su capacidad de comunicacin estar asociada principalmente a sus caractersticas directivas. La directividad horizontal (acimutal) de una antena se aprovecha en muchas antenas para concentrar la energa disponible en una determinada direccin de la rosa de los vientos, como hara el reflector de la luz delantera de un automvil. Tambin se emplean para mejorar la recepcin de seales

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provenientes de una determinada direccin del mismo modo que utilizan los animales sus orejas mviles para recibir los sonidos. La directividad vertical que posea una antena es muy importante para las comunicaciones ionosfricas pues ellas dependen del ngulo con que las seales alcanzan a la ionosfera, por ello habitualmente preferimos diagramas de radiacin vertical con ngulos bajos para comunicados a larga distancia. La directividad vertical de las antenas comunes depende fundamentalmente de la altura sobre el suelo de las mismas, aunque suele creerse errneamente que en las FE/HF la altura de la antena no es importante porque las seales llegan a su destino mediante los reflejos, no es del todo cierto porque los ngulos de radiacin bajos se logran solamente con buena altura en las antenas sencillas. En FME/VHF se logran bajos ngulos en el diagrama de radiacin tambin aumentando la altura y logrando directividad vertical con sistemas ms complejos (antenas colineales) que son ms fciles de realizar en esas frecuencias por el menor tamao de las antenas.

La idea popular de que, por la antena "salen" las ondas de radio del trasmisor y que ella "capta" las ondas que emplea el receptor, es esencialmente correcta pero puede expresarse mejor diciendo que: "las antenas son dispositivos que permiten intercambiar energa entre los equipos de radio y el espacio por donde se propagarn las seales". Cuando corresponda puede reemplazarse la idea de espacio por la de "medio", como por ejemplo, aire, agua, cemento, tierra, etc. pero ahora estamos interesados en dirigir nuestra mente al concepto de espacio como lugar vaco, desprovisto de cualquier tipo de sustancia.

Las antenas son imprescindibles en la estacin de radio. Vale la pena insistir en que "una antena siempre ser mejor que ninguna antena", no permita que la bsqueda de "la mejor" posponga demasiado la instalacin de una antena que, aunque no sea ideal, permita utilizar la estacin.

A diferencia de la electrnica o la informtica, prcticamente no varan con el paso del tiempo, ni surgen a diario nuevos modelos que mejoren la aptitud de las antiguas. Las antenas son prcticamente las mismas desde hace ms de cincuenta aos y sus variaciones han sido menores; lo que se aprenda de ellas seguir siendo cierto y aplicable en el futuro. Poseen variadas propiedades elctricas que es necesario conocer para comprender todas sus posibilidades. Estas propiedades son materia de conversacin y debate permanente entre los apasionados de la radio.

Conviene insistir en que la lnea de alimentacin no forma parte de la antena (a menos que por alguna razn el sistema de antena se proyecte para que la lnea de alimentacin, si, sea parte del sistema irradiante, es decir que ella misma irradie energa). La lnea de alimentacin no influye ni debera influir en las propiedades irradiantes de la antena. De hecho un trasmisor podra estar conectado directamente en la antena misma sin ninguna clase de lnea de trasmisin y la antena, naturalmente, funcionara igualmente. Concebir la antena, como "un todo", con su lnea es un error comn que origina gran confusin. Todos los modelos tericos desarrollados cientficamente se han realizado separando estos dos componentes del sistema y esos son los que encontrar en toda la literatura seria sobre el tema.

Impedancia de la antena

El punto de conexin de la antena a la lnea de trasmisin, presenta propiedades elctricas que pueden caracterizarse mediante una impedancia; la llamaremos "impedancia del punto de alimentacin" ser pues, en general, una combinacin de resistencia y reactancia, simbolizadas mediante un resistor y un inductor o capacitor que pueden representarse en serie o en paralelo segn convenga. Debemos tener presente que estos componentes no existen realmente como tales, sino que nicamente simbolizan el comportamiento elctrico de la antena en forma simple (en la realidad son elementos "distribuidos" a lo largo de la antena y sus inmediaciones, o ficticios, como la resistencia de radiacin). Decimos impedancia "del punto de alimentacin" porque su valor sera distinto si cambiamos el punto de alimentacin a otra parte de la antena (por ejemplo del centro al extremo). Esa impedancia depender, entre otras cosas, de la frecuencia de operacin, del tipo de antena, de su realizacin prctica, del lugar de emplazamiento, etc.



Como vemos, la lnea de alimentacin puede conectarse en diferentes puntos de la antena, segn convenga. Por ejemplo, una antena de media onda puede tener en el centro valores cercanos a 50 ohms, mientras que en el extremo fcilmente alcanza varios miles de ohms. Esta propiedad se emplea frecuentemente para hallar un punto en que se produzca una buena adaptacin entre la impedancia de la antena y la impedancia caracterstica de la lnea. Cuando eso no sucede, aparecen ondas estacionarias en la lnea (recuerde que esto no es necesariamente perjudicial).

Resistencia de radiacin y de prdidas

Una antena ideal irradiara toda la energa en forma de ondas electromagnticas, en la frecuencia que recibe la energa radiofrecuente. En las antenas reales parte de la energa se pierde en forma de calor que tambin es una forma de electromagnetismo, aunque situada en otra regin del espectro; por eso destacamos que estamos interesados en que la energa se irradie en la "frecuencia en la cual se ha generado". Aunque la parte resistiva de la impedancia puede tener cualquier valor, podemos representarla mediante dos resistencias ficticias que si fueran colocadas en lugar de la antena permitiran representar el proceso.

A. Una resistencia asociada a la energa que se ha irradiado al ter en la frecuencia de operacin, conocida como "Resistencia de radiacin"

B. Una resistencia asociada a energa no irradiada, que se pierde o disipa en forma de calor. Esta es la "Resistencia de prdidas".

En general la resistencia de prdidas resulta de:

Prdidas en la resistencia propia de los conductores y/o bobinas que eventualmente pudieran formar parte de la antena.

Prdidas en sus materiales aisladores (normalmente muy pequeas con materiales modernos). Prdidas originadas por la absorcin de energa en objetos cercanos que afectan la antena por

acoplamiento mutuo.

(Nota: puesto que las antenas presentan una impedancia que depende del punto en que son alimentadas, para unificar criterios, se suele considerar la resistencia de radiacin en el punto de mxima corriente de la antena, sin embargo no todos los autores adhieren a este procedimiento, por lo tanto, es importante aclarar si la resistencia de radiacin ha sido "normalizada" al punto de mayor corriente o es la equivalente en su punto de alimentacin).

Eficiencia

Estas dos resistencias (la de radiacin y la de prdidas) se relacionan directamente con un parmetro importantsimo de la antena: que representa su capacidad para convertir la energa que recibe del trasmisor, en energa electromagntica irradiada en la frecuencia de operacin, este parmetro es la "eficiencia de la antena". La eficiencia ser ms alta cuanto ms baja sea la resistencia de prdidas en relacin con la resistencia de radiacin. La eficiencia depende de esta relacin, as, una antena con 40 ohms de resistencia de radiacin y 10 ohms de prdidas, ser tan eficiente como otra que posea 400 ohms de resistencia de radiacin y 100 ohms de prdidas.

Cuando se proyecta una antena o bien su instalacin, hay que intentar obtener la mxima eficiencia posible. La eficiencia tiende a disminuir rpidamente cuando el largo de la antena es menor que media longitud de onda ya que la resistencia de radiacin disminuye bastante rpidamente cuando se acorta la longitud de la antena, mientras que la resistencia de prdidas casi no cambia. Cuando es posible disminuir la resistencia de prdidas en la misma cantidad que disminuye la resistencia de radiacin. la eficiencia no se ve afectada, por eso, toda vez que se deba disminuir la longitud de una antena, hay



que hacer los mayores esfuerzos para disminuir las prdidas, empleando buenos conductores y aisladores, bobinas o capacitores del mejor factor de calidad y, mantenindola alejada de objetos capaces de absorber la energa tales como rboles, masas metlicas de pobre conductividad, construcciones varias y, por supuesto, la misma tierra. Ayuda emplear cargas capacitivas en sus extremos (sombreros). Como de sugerencia , no utilice en su antena mvil bobinas de carga pequeas, de poco dimetro, con espiras juntas o alambre delgado, las bobinas al centro o ms arriba con sombreros capacitivos ayudan...

Existe la errnea creencia que las antenas pequeas son ineficientes de por s, el principio de conservacin de la energa exige que toda la energa entregada a una antena correctamente adaptada sea disipada, ya sea como calor o como radiacin electromagntica. Si de alguna manera fuera posible reducir la resistencia de prdidas a cero, por ms pequea que fuera la antena, ella no tendra ms remedio que disipar la energa en su resistencia de radiacin (irradiarla), desafortunadamente en la prctica no resulta fcil reducir la resistencia de prdidas, entre otras cosas porque las prdidas dependen de la "densidad del campo" y en las antenas pequeas, el campo se concentra en regiones pequeas, haciendo que los materiales que estn en sumergidos en l, disipen ms energa. En las antenas de mayores dimensiones, el campo est menos "concentrado" y por lo tanto es menor la absorcin de las sustancias responsables de las prdidas (resistencias, dielctricos, etc.). Un ejemplo notable de antena pequea que cuando es bien construida y montada, ofrece resultados similares a las de mayores dimensiones es la antena de cuadro sintonizado (Magnetic Loop).

Reactancia de la antena

La impedancia del punto de alimentacin puede presentar reactancia inductiva o capacitiva. Las reactancias por definicin, no producen ninguna prdida de energa. Si la antena presenta reactancia de cualquier signo, no significa que no funcionar bien (a menos que resulte de una falla imprevista), por eso no es importante que la reactancia sea nula o prxima a cero (resonancia). La reactancia puede tener cualquier valor sin que ello afecte el rendimiento de la antena. Frecuentemente ser necesario cancelar esa reactancia con otra igual y opuesta para presentarle a la lnea de trasmisin un valor puramente resistivo (que adems debera ser igual al de su impedancia caracterstica), ms an si la lnea produce prdidas importantes en presencia de ondas estacionarias. Hay que procurar que el componente usado para lograr la cancelacin de la reactancia no produzca prdidas adicionales. Si la lnea tiene bajas prdidas tampoco es imprescindible cancelar la reactancia sobre la antena misma, pudiendo hacerse donde resulte ms conveniente, por ejemplo, cerca del trasmisor. La reactancia de la antena depende de sus dimensiones en relacin con la longitud de onda, pero tambin est bastante influida por el acoplamiento mutuo con objetos o conductores cercanos, a veces colocados intencionalmente para lograr algn resultado deseado, como los directores o reflectores en una antena direccional.

Antenas resonantes (autoresonantes)

Se denominan antenas resonantes a aquellas que presentan en su punto de alimentacin una impedancia puramente resistiva a ciertas frecuencias, es decir que su reactancia es nula o casi nula; ello sucede, en las ms sencillas, cuando su longitud es prxima a mltiplos enteros de media longitud de onda. Esta condicin facilita la transferencia de la energa entre la lnea y la antena sobre todo cuando la impedancia caracterstica de la lnea es similar a la resistencia del punto de alimentacin de la antena. Contrariamente a lo que popularmente se cree, no hay nada especial en la resonancia de una antena que la haga imprescindible o tan siquiera necesaria. La eficacia de una antena no depende en absoluto de que sea o no "resonante"; su autoresonancia es solo una caracterstica que puede ser til en ciertas circunstancias y nada ms (no encontrar en la literatura profesional ninguna referencia a que una antena autorresonante posea una eficiencia de radiacin mayor a otras longitudes, mientras sus dimensiones no sean sustancialmente menores que media onda en las tipo dipolo o un cuarto en las



tipo Marconi con planos de tierra naturales o artificiales adecuados). Existen muchos ejemplos de excelentes antenas no resonantes, pudiendo citarse, por ejemplo, la antena de 5/8 de onda, las de hilo largo o las rmbicas. La mayora de las antenas de broadcasting donde la eficiencia es un tema prcticamente obligado no son autorresonantes.

Esto no significa que la autoresonancia no tenga ventajas, una tpica antena resonante es el dipolo de media onda que ofrece en su centro una resistencia prxima a los 70 ohms resistivos (cuando se opera en su frecuencia de resonancia y est alejado de tierra); puesto que las lneas coaxiles comunes tienen valores similares, se ve claramente la ventaja de utilizarlas en este modo. Al mismo tiempo los dipolos resonantes alimentados al centro con lneas coaxiles estndar, facilitan la adaptacin a los modernos equipos que esperan una impedancia de carga, prxima a los 50 ohms.

Dibujo Orr pag 805

Adaptacin de impedancia

La adaptacin de impedancia entre la antena y la lnea y entre esta y el trasmisor, es quizs uno de los temas que ms ocupan la atencin en las conversaciones sobre antenas. Sea por una exageracin de la importancia del asunto o porque al tener todos los problemas resueltos en el interior de un equipo prefabricado se enfoca la atencin sobre aquellos que permanecen fuera, as la la adaptacin de impedancias est muy presente y su palabra clave es ROE. . .

Cuando la impedancia de en el punto de alimentacin de la antena no es igual a la impedancia caracterstica de la lnea, aparecen sobre esta ltima ondas estacionarias. Las ondas estacionarias no tienen buena prensa en el ambiente radial, muy pocos estn dispuesto a reconocer sus virtudes, la mayora no las querr en sus lneas, y algunos harn toda clase de esfuerzos para hacerlas desaparecer de sus vidas... Para evitarlas basta con adaptar la impedancia de la antena a la lnea, sea modificando convenientemente la antena o empleando dispositivos especiales construidos a tal efecto. En muchas antenas se encontrarn ingenios destinados a este propsito bajo la forma de transformadores o dispositivos que reciben enigmticos nombres: "delta", "gamma", "balun 4 a 1", entre otros tantos. Todos ellos comparten la propiedad de transformar la impedancia de la antena en un valor tan igual a la caracterstica de la lnea como sea posible. A menudo, y para desgracia del aficionado obsesivo, esto solamente podr lograrse en una porcin limitada de la banda de operacin.

Cuando la impedancia de la antena no es igual a la de la lnea, ella no trasladar al equipo la que encontr en la antena excepto en el caso que su longitud elctrica resulte mltiplo exacto de media onda, una lnea de 50 ohms conectada a una antena de 75 ohms, nunca mostrar en los terminales que van al trasmisor una resistencia de 50 ohms pura excepto en estos mltiplos mencionados. Los equipos usualmente se disean para operar sobre una impedancia prxima a los 50 ohms (lo cual no significa que el equipo tenga una impedancia "de salida" de 50 ohms, como se suele afirmar). Los ms econmicos no suelen incorporar dispositivos para corregir diferencias en la impedancia de carga, pero acostumbran tener circuitos electrnicos para disminuir la potencia de salida y protegerlos de desadaptaciones que pueden ser potencialmente peligrosas para su integridad. En ese caso puede intercalarse entre el equipo y la lnea algn sistema para transformar la impedancia que presenta la lnea al valor que el equipo precise (por lo general 50 ohms). Estos circuitos suelen ser redes de inductores y capacitores, generalmente ajustables. En la actualidad algunos equipos comerciales cuentan con dispositivos que pueden hacerlo automticamente. Se conocen como "acopladores de lnea" o "Transmatch", esta ltima voz proviene del ingls "Transmitter matching", es un dispositivo muy popular.

Es interesante sealar que los antiguos equipos con salida valvular incluan un dispositivo de adaptacin con sus controles accesibles al operador. Mediante ellos se realizaba "la carga" del equipo, tal cosa era justamente un procedimiento para adaptar la impedancias de la lnea a la impedancia que precisaba su etapa de salida valvular.



Tambin podemos decir que no es cierto que los acopladores "engaen al equipo" o le hagan creer "que no existen ondas estacionarias", la palabra "engaar" no es aplicable a los objetos. Un acoplador efectivamente puede eliminar las ondas estacionarias entre el equipo y l, haciendo que el equipo opere con la impedancia de carga correcta. Aunque sobre la lnea de bajada contine habiendo ondas estacionarias, eso no es en si, bueno o malo, depender de si las prdidas debidas a dchas estacionarias son o no importantes, frecuentemente, en HF, no lo sern...

Anchura de banda de una antena

La anchura de banda (o ancho de banda) de una antena es el rango de frecuencias en que tiene capacidad o aptitud para funcionar de acuerdo a lo esperado en algn aspecto que nos interese. Es necesario especificar cul caracterstica estamos considerando, podra ser el "ancho de banda de ganancia" refirindose al rango de frecuencias en que la antena presenta una ganancia esperada (normalmente dentro de los 3 dB), o el "ancho de banda de ROE", al intervalo de frecuencias en que la ROE sobre la lnea est por debajo de un valor dado (normalmente menor que 2:1), tambin puede definirse un "ancho de banda de impedancia" y as sucesivamente.

Polarizacin

Como se explic en el captulo dedicado al electromagnetismo, la polarizacin de una onda es el ngulo que forma con el horizonte la componente elctrica de la seal en su direccin de mxima radiacin. Que el campo sea paralelo o perpendicular al suelo influye mucho en el desempeo de las antenas que se hallan en sus cercanas. En la prctica los aficionados emplean varios tipos de polarizacin: horizontal, vertical, doble, circular, elptica. Generalmente ser horizontal o vertical. En las antenas simples la polarizacin dominante coincide con la orientacin del elemento irradiante, entonces, un dipolo horizontal irradiar con polarizacin horizontal y una antena vertical lo har con polarizacin vertical. Las antenas que irradian con polarizacin horizontal tienen pobre rendimiento cuando estn a baja altura, mientras que las verticales se desempean mejor. Esta particularidad hace que se obtengan mucho mejores resultados en el mar con polarizacin vertical que con horizontal. El efecto est relacionado con la longitud de onda, de este modo, cuando la longitud de onda es pequea (frecuencias ms elevadas), pueden permitirse alturas menores en las antenas horizontales.

La polarizacin de las seales una vez que han sido irradiadas, puede variar a medida que atraviesan diferentes medios o sufren reflexiones; la polarizacin con la cual la seal arribar a destino en un determinado instante puede ser imprevisible. Suelen emplearse en trasmisin o recepcin sistemas de polarizacin doble o circular para evitar el desvanecimiento por cambio en la misma. El hecho de que la polarizacin de las seales recibidas pueda llegar a ser aleatorio, no significa que la polarizacin de la antena trasmisora o receptora no tenga importancia y resulte lo mismo emplear una u otra en el trasmisor o receptor, pues varias propiedades de la antena dependen de la polarizacin con que ellas emiten o reciben (por ejemplo sus lbulos de radiacin), independientemente de lo que suceda con la polarizacin de la seal que ya abandon las misma. Ntese que la polarizacin se defini "en la direccin de mxima radiacin", entonces, una antena de polarizacin horizontal, no necesariamente irradia energa nicamente en esa polarizacin, por ejemplo un dipolo comn de media onda posee en la direccin de sus extremos polarizacin vertical

Campo cercano y lejano (near field, far field)

Se llama "campo cercano" de la antena al campo que predomina en una zona cercana a ella, en la cual se almacena energa, ya sea en la forma de campo elctrico o magntico. En esta zona la antena se comporta, en tal sentido, como un capacitor o un inductor, la energa que est en juego, no se irradia sino que se intercambia entre la antena y el espacio adyacente, por lo tanto no se irradia. El campo lejano es el que predomina y finalmente es el nico que tiene importancia en zonas alejadas de la antena. Ese campo ya es una onda electromagntica en toda regla, (en el cercano era simplemente un campo elctrico y un campo magntico, no un campo "electromagntico"). Naturalmente existe una zona intermedia en la cual ambos tipos de campo coexisten.



La zona de campo cercano es muy importante; en ella tendrn influencia sobre las caractersticas elctricas y directivas, los objetos que all existan. Esos objetos pueden ser colocados intencionalmente como los elementos parsitos de una Yagi, pero tambin pueden ser estructuras o materiales que pueden influir en el comportamiento de la antena, distorsionando su diagrama directivo o alterando su impedancia. Otra cuestin digna de mencin es que los ruidos elctricos o magnticos producidos por aparatos diversos afectan ms a algunos tipos antenas que a otros, dentro del campo cercano. Por ejemplo: los ruidos producidos por descargas elctricas (que superan el valor de tensin de ruptura del aire) tendrn ms influencia sobre una antena tipo Hertz que sobre una antena de cuadro blindada y a la inversa, los ruidos predominantemente magnticos debido a picos de corriente de corta duracin muy intensos pueden afectar ms a un cuadro que a una Hertz.

Vale la pena insistir que los ruidos producidos a distancias mayores (en la zona del campo lejano de la antena y del elemento productor del ruido) ya son ondas electromagnticas y una antena solo podr ser ms inmune a uno u otro nicamente por alguna caractersticas directiva y/o polarizacin. Hay diversas maneras de analizar dnde termina el campo cercano y comienza el lejano, pero en principio esa distancia puede definirse como: Longitud de onda en metros / 6,28. Las mediciones de intensidad de campo de una antena deben realizarse a una distancia mayor que la resultante de dicha cuenta para ser vlidas.

La antena de media onda o "Hertz"

La antena ms bsica y sencilla probablemente sea la antena de media onda o "antena Hertz". Consiste de un simple trozo de tubo o alambre cuya longitud es justamente muy prxima a la media onda Es, sin duda, la antena ms popular en las bandas de HF y la ms fcil de realizar y poner a punto. Puede alimentarse por un extremo, en este caso se la llama Hertz "Zeppelin" (porque as la alimentaban en los dirigibles); puede alimentarse fuera de centro (generalmente al 14 %), en este ltimo caso, con lnea unifilar se la llama "Windom" y con cable coaxil, Windom "Carolina". Alimentada en el centro es la configuracin ms usual, pues se adapta muy bien a un cable coaxil comn.

A diferencia de la antena tipo Marconi, no depende de una conexin a tierra para funcionar. Actualmente, para recibir el nombre de antena Hertz se acepta que, debe operar de manera que su longitud sea media onda a la frecuencia de trabajo (debido a que en los primeros experimentos de Hertz, la oscilacin se produca en la frecuencia de autorresonancia de su antena). Si se opera en un mltiplo de esa frecuencia (o cualquier otra) y est alimentado al centro, cambia su nombre por el de "doblete" o "dipolo", aunque se trate del mismo objeto fsico. Si queremos ser precisos podemos decir: "se trata de un antena Hertz para tal banda, operando en armnicos". La antena Hertz, puede montarse en cualquier posicin, horizontal, vertical, inclinada, etc. Es casi un milagro que un dispositivo tan simple proporcione tan buenos resultados. Descubrir que es una antena muy difcil de superar, por su sencillez, practicidad y rendimiento.

La longitud en metros de un dipolo de media onda en HF se calcula mediante la frmula 150/f`[MHz]. A este resultado habr que quitarle de 1 a 5 % de la longitud dependiendo de: la altura de la antena sobre el terreno, el dimetro del conductor empleado, si posee o no balun y si el alambre es desnudo o aislado. Nota: la frmula 142,5/f es una regla que casi siempre le dar una antena corta (cuando hay balun), utilice un nmero mayor en el numerador pues siempre ser ms fcil acortar una antena larga que aadirle cable o tubo a una que ha quedado corta... Si el dipolo no tiene balun puede suceder que parezca ms largo (resuena por debajo de la frecuencia calculada), esto sucede porque la malla del cable coaxil pasa formar parte de la antena.

Las antena dipolo o "doblete"

Es una antena que debe tener ambos extremos a un



mismo potencial absoluto (es decir sin importar su signo) respecto del punto central (tiene dos polos), es decir que debe respetar esta simetra. Ello se logra muy fcilmente alimentndola al centro pero no es imprescindible (tambin ser un "dipolo" si se alimenta fuera de centro o al extremo). Aunque el trmino doblete es sinnimo de dipolo, tiende a aplicarse ms frecuentemente a antenas alimentadas al centro por razones histricas. Habitualmente el trmino no est asociado a una longitud particular (por decimos dipolo "de media onda", cuando es necesario aclarar que tiene esta longitud particular) Frecuentemente la longitud del doblete ser menor que media onda y podr encontrarla con el nombre de "dipolo acortado". Una antena de Hertz alimentada al centro es un caso particular del doblete. De todas maneras, en la literatura tcnica no est totalmente unificada la nomenclatura y encontrar diferentes definiciones al respecto.

Nota: En fsica, con el trmino "dipolo" tambin se alude a un par de cargas (elctricas o magnticas) separadas cierta distancia. Un dipolo de cargas, oscilante, irradia energa electromagntica. Una antena dipolo, es al mismo tiempo un "dipolo" en este otro sentido, pero el dipolo oscilante no necesariamente es idntico a una antena dipolo, como por ejemplo el que se menciona en el punto siguiente. Este doble uso del trmino "dipolo" suele conducir a confusiones.

Dipolo Hertziano

Casi toda teora de antenas comienza con el estudio de un dipolo de dimensiones mucho menores que la longitud de onda. Las configuraciones reales se analizan combinando los campos de mltiples de estos minsculos dipolos infinitesimales. Ese procedimiento da origen al llamado "mtodo de los momentos" con los cuales se estudian las complicadas relaciones vectoriales que intervienen en la formacin de los diagramas de radiacin de las antenas en los modernos sistemas de diseo asistido con computadoras. Estos mtodos numricos proveen resultados tan ajustados a la realidad que ya son de utilizacin prcticamente universal. As, para complicar ms las cosas, resulta que un "dipolo hertziano", no es lo mismo que una "antena Hertz..."

La V invertida

Una variante comn del dipolo de media onda es la llamada "V invertida" recibe este nombre porque su forma es similar a esa letra Ve "puesta de cabeza". Es una de las favoritas porque basta un soporte ms o menos elevado para montarla convenientemente, (la Hertz convencional requiere dos, uno en cada extremo). En la prctica hay muy poca diferencia en los resultados del dipolo horizontal y la V invertida, no es necesario preocuparse demasiado por la eleccin de una u otra. La antena en V invertida presenta polarizacin vertical y horizontal, pero la mayor intensidad de campo en una polarizacin est rotada noventa grados respecto de la otra. (Dibujo modificado de flashwebhost.com)

La antena de cuarto de onda o "Marconi"

La antena de cuarto de onda tambin es una antena fcil de acoplar al equipo, de polarizacin vertical, sencilla y de buenas caractersticas. Se llama Marconi pues es semejante a una de las que empleaba el clebre inventor en sus comienzos y en su honor. Consiste de un conductor vertical cuya longitud es aproximadamente un cuarto de onda, separado algunos centmetros del suelo por algn aislador sobre el cual se conecta un terminal de la lnea de trasmisin; el otro, (habitualmente la malla de un cable coaxil) se conecta a la tierra mediante una jabalina hincada en el terreno. (Dibujo modificado gentileza de



flashwebhost.com) Su caracterstica distintiva es emplear a la tierra como conductor para cerrar el circuito elctrico. Marconi recurra a este expediente con un concepto similar al utilizado hasta hoy en la distribucin de energa elctrica y durante mucho tiempo en la telegrafa almbrica, consistente en emplear a la tierra como conductor y as ahorrar un cable.

Desafortunadamente la tierra no es un buen conductor de la electricidad en las frecuencias de radio superiores a unos pocos MHz (y tampoco servir de mucho, normalmente, enterrar una jabalina hasta la napa fretica en radiofrecuencias), eso hace casi imprescindible (si se desea obtener buen rendimiento) idealizar el comportamiento del terreno. Para ello se emplean muchos conductores los cuales se instalan habitualmente formando radios o rayos que parten desde la toma de tierra y se distribuyen uniformemente a lo largo de un crculo. En la prctica convendr que la longitud de cada radio sea similar o superior a la del irradiante. A este sistema de cables se lo denomina plano de tierra artificial. Por esta razn en FE (HF), sobre todo en las bandas ms bajas no resulta muy fcil de instalar. En la banda de ochenta metros una Marconi completa alcanza los 20 m de altura y precisa un dimetro de unos cuarenta metros para sus radiales.

Es una antena autorresonante (aunque suele utilizrsela acortada, recurrindose a bobinas "de carga" u otros artilugios para "sintonizarla"). Apreciada por su bajo lbulo de radiacin que favorece los DX, cuando se instala sobre terrenos muy conductores o en el mar, tambin es valiosa para efectuar comunicaciones locales por onda superficial en las frecuencias ms bajas donde el dipolo horizontal no resulta adecuado por las prdidas que la tierra produce en el campo elctrico polarizado horizontalmente.

Cuando se instala alejada del suelo (en trminos de longitudes de onda), ya no es necesario emplear muchos radiales para el plano de tierra artificial; con solo dos ya funciona muy bien (lo usual son tres o cuatro). Ello es posible porque el aire, a diferencia de la tierra, tiene muy pocas prdidas. En casi todas las bandas de VHF y diez metros, es una de las antenas ms populares por su simplicidad y buen desempeo. Como en los vehculos resulta ms prctico montar antenas verticales, es ideal para el propsito. En VHF se aprovecha una superficie conductora como el techo metlico del mvil para el plano de tierra artificial y en HF toda la carrocera que opera como una placa que produce el acoplamiento capacitivo a la tierra verdadera. La antena de un cuarto de onda es muy fcil de construir, y sin recurrir a dispositivos de adaptacin de impedancias se acopla a las lneas de trasmisin usuales (RG-8, RG-213, RG-58) con una adaptacin prcticamente perfecta. Es una antena recomendable tanto para la estacin mvil como para la fija.

En las frecuencias ms bajas de FE (HF), se las emplea generalmente en vehculos con bobinas intercaladas en el irradiante para su sintonizacin (cancelacin de la reactancia fuertemente capacitiva resultante de su corta longitud), a pesar de que su pequea longitud disminuye mucho su rendimiento muestran comportamiento satisfactorio. Otro factor que contribuye a su menor rendimiento es que el plano de tierra artificial que provee un vehculo es muy inferior al ptimo y, como se dijo solo sirve para acoplar el sistema capacitivamente a la tierra que est debajo de l.

Antenas multibanda

Tener varias antenas optimizadas para cada banda de operacin puede ser deseable, pero la mayora de los aficionados pocas veces tienen esa oportunidad, sobre todo cuando de antenas direccionales se trata. Es una prctica corriente disponer de una o ms antenas capaces de operar cada una de ellas en varias bandas. La antena multibanda ms comn en la estacin suele ser una direccional de FE (HF) que comnmente opera en las tres bandas ms populares, 20, 15 y 10 m. Tambin es comn ver dipolos provistos de elementos que permiten alargar o acortar su longitud elctrica automticamente, aprovechando los efectos de los circuitos resonantes paralelos, estos dispositivos se conocen como "trampas". Hay muchas maneras de realizar antenas multibanda que se describirn en las secciones



constructiva que eventualmente podrn acompaar a este manual.

La creencia en que las antenas multibanda dan, de por si, pobres resultados es totalmente errnea. Es posible que cierta antena multibanda sea inferior a otra monobanda, pero eso obedecer a parmetros de diseo que produzcan ese resultado. Por la misma razn una antena monobanda puede producir resultados inferiores a una multibanda bien concebida. Existen antenas multibanda que superan ampliamente a antenas monobanda, puede citarse un caso tpico en la conocida antena rmbica. El desempeo de la antena depende nicamente de su rendimiento elctrico y su directividad, estos parmetros nada tienen que ver con su capacidad para operar en una o ms bandas.

Antenas de hilo largo (long wire)

En rigor se define como antena de hilo largo a aquella cuya longitud es superior a media onda (en algunos textos se cita "una onda") a la frecuencia de operacin, pero sus propiedades distintivas se hacen notar bien cuando su longitud es bastante mayor a estos valores. La antena de hilo largo suele alimentarse en un extremo y habitualmente requerir de algn dispositivo de adaptacin de impedancias para acoplarla cmodamente al trasmisor. El diagrama de radiacin de una antena de este tipo produce una directividad bastante acentuada en direcciones simtricamente dispuestas a ambos lados de la direccin del hilo. Vale la pena destacar que esta directividad produce ganancia de potencia. No hay que confundir la antena de hilo largo con las que se describen a continuacin. Como contrapartida, se trata de una antena desbalanceada que no puede alejarse de las fuentes de ruido domsticas, lo que le da cierta desventaja frente a un dipolo bien montado, correctamente balanceado instalado a buena altura.

Antenas de longitud aleatoria (random wire)

Cualquier alambre de dimensiones arbitrarias que puedan acercarse (o superar, desde luego) la media onda en la frecuencia de trasmisin o recepcin ser un muy eficiente radiador o recolector de energa, siempre que se tomen recaudos para evitar prdidas por la cercana de objetos o de la misma tierra (como con cualquier otra antena).

A diferencia de una antena resonante alimentada al centro, su impedancia difcilmente coincidir con la de la lnea de alimentacin o la del equipo y casi seguro requerir algn dispositivo de adaptacin, normalmente uno conocido como "Transmatch" (del ingls "Transmitter Matching") o "Sintonizador de antena" (nombre tcnicamente inapropiado que conservamos por una cuestin de tradicin e histrica). Si no hay prdidas notables en el sintonizador, una antena de este tipo funcionar muy bien en condiciones usuales si su longitud no es muy pequea en comparacin a la media longitud de onda. Estas antenas pueden operar en cualquier frecuencia (si el adaptador de impedancia lo permite) y generalmente son fciles de instalar por lo cual son favoritas en las salidas casuales. Es posible que un alambre cualquiera, por su longitud, en las bandas ms altas se comporte como "hilo largo", presentando alguna directividad indeseada, conviene arbitrar medios para variar la longitud en cada caso, eso, adems, facilitar la tarea de los sintonizadores.

Antenas con trampas

En algunas antenas multibanda (que pueden ser direccionales o no, horizontales o verticales, etc.), se utilizan circuitos sintonizados en paralelo intercalados en serie con los conductores de la antena. Estos circuitos sintonizados llamados "trampas", funcionan como interruptores automticos, desconectando secciones de la misma que no son necesarias a la frecuencia de trabajo. Usualmente estos interruptores se van abriendo de manera de ir acortando la longitud de la antena a medida que aumenta la frecuencia. Podran emplearse interruptores reales, como relevadores u otro ingenio mecnico, pero esos componentes complican la realizacin prctica. Esta solucin aprovecha la propiedad que poseen los circuitos sintonizados en paralelo de impedir el



paso de corriente en su frecuencia de resonancia.

Una de las ventajas de esta disposicin en las antenas horizontales es que el irradiante se comportar como un dipolo de media onda en cada banda, con lo cual el diagrama de radiacin ser el correspondiente a un dipolo monobanda en cada frecuencia (bastante omnidireccional). Las antenas de hilo largo, los dobletes operando en armnicos o las multibanda tipo G5RV y similares producen diagramas de radiacin diferentes en cada banda con puntos ciegos notables que resultan bastante perjudiciales a la hora de realizar comunicaciones en ciertas direcciones. Otra ventaja de este sistema es que permite sintonizar automticamente el irradiante y los elementos parsitos de una direccional multibanda tipo Yagi o similar.

La figura muestra un dipolo multibanda con trampas realizadas mediante cable coaxil.

Antenas con trampas

Dibujo (modificado) y fotos John DeGood, NU3E

Antenas logartmicas

Hay distintas clases de antenas logartmicas. Las ms conocidas son las del tipo direccional que han sido empleadas durante aos en los receptores de TV hogareos. Su propiedad principal es la de operar sobre un amplio rango de frecuencias sin ajustes ni interruptores de ninguna clase. Esta capacidad ha permitido cubrir la gran porcin de espectro asignada a los canales de TV con dos o tres antenas, una para los canales del 2 al 6, otra para 8 a 13 y otra para todos los de UHF. Algunos aficionados han empleado



con xito estas antenas en HF, aunque el tamao de estas estructuras generalmente es prohibitivo para la mayora, adems las antenas multibanda normales fcilmente superan en ganancia a las logartmicas tpicas. Tambin existen antenas logartmicas no direccionales, tales como las del tipo espiral y otras.

Antenas acortadas

Por razones de espacio o conveniencia muchas veces no es posible utilizar antenas con la longitud ideal, por lo tanto se recurre a diversos mtodos para acortarlas. Cuando un doblete de media o una Marconi de cuarto de onda se acortan, su resistencia de radiacin disminuye y eso tiende a disminuir rpidamente la eficiencia, adems, la antena comienza a presentar en su punto de alimentacin una reactancia capacitiva muy importante que dificulta su acoplamiento a las lneas de alimentacin normales; para cancelar esta reactancia se intercala una reactancia inductiva para cancelarla. Estas reactancias son conocidas colectivamente como "bobinas de carga"; con este procedimiento se consiguen buenos resultados. Tambin se emplean otras formas para "alargar" elctricamente a la antena, por ejemplo superficies que producen cargas capacitivas sobre sus extremos conocidas como "sombreros" porque se utilizan comnmente a tope de las antenas verticales, o plegamientos de los conductores de la antena llamados cargas lineales. Tambin se estn experimentando disposiciones de los conductores basadas en ciertas leyes matemticas conocidos como "antenas fractales".

Antenas fantasmas

La "antena fantasma" no es propiamente una antena. En ingls se la conoce como "dummy load" o "carga simulada" que es un nombre ms descriptivo. Consiste de uno o ms resistores que se conectan en reemplazo de la verdadera antena para realizar pruebas y ajustes sin provocar interferencias u ocupar espacio en el ter proveyendo adems una terminacin correcta a los equipos. La antena o "carga" fantasma tiene que ser capaz de absorber la potencia del trasmisor (convirtindola ntegramente en calor) durante un perodo razonable sin daarse ni variar sus caractersticas. El resistor debe estar convenientemente blindado para que la carga no irradie energa "en la frecuencia que se la est utilizando" (pues el calor es tambin una radiacin de energa electromagntica). Una buena carga no presenta reactancia en las frecuencias para la cual est previsto utilizarla. Las antenas fantasmas pueden confeccionarse fcilmente en forma artesanal y constituyen un auxiliar inestimable a la hora de ajustar los equipos, de manera segura y sin molestar a los colegas del aire, las ms comunes son de 50 ohms, pero pueden tener cualquier otro valor de acuerdo a su aplicacin especfica.

Balunes.

Un dispositivo con dos terminales, como un resistor o una antena dipolo, puede tener aplicada una tensin entre sus bornes pero ninguna tensin respecto de tierra. En este caso se dice que el dispositivo est "balanceado" (respecto de tierra), porque a un ligero aumento de tensin en uno de sus terminales corresponde una disminucin igual de la tensin en el otro de manera que en conjunto la tensin respecto de tierra siempre es nula (de all la idea de asociarlo con los platillos de una balanza simple porque cuando uno de ellos sube, el otro baja exactamente en la misma medida). Por otra parte podramos pensar a ese mismo dispositivo con uno de sus terminales conectado a tierra, en tal caso al aplicarle tensin, al estar uno de los terminales conectado a tierra, necesariamente el otro tendr una tensin cualquiera respecto de tierra. Por lo tanto un aumento o disminucin en esa tensin no ser correspondido con ninguna variacin en el que est a tierra. En este caso se dice que el dispositivo est "desbalanceado".

Frecuentemente en electrnica es necesario conectar un dispositivo que est desbalanceado a otro que



debe estar balanceado o viceversa, en tal caso se recurre a dispositivos llamados "balunes", palabra que proviene del la contraccin de dos palabras del ingls BALanced to UNbalanced.

Por ejemplo conviene, por diversas razones, que nuestro trasmisor tenga su chasis unido elctricamente a tierra y tambin tiene ventajas que el cable que va hacia la antena sea un cable blindado con su malla conectada a tierra. En este caso el sistema trasmisor-cable es un sistema desbalanceado, segn acabamos de ver. Sin embargo nos interesa conectarlo a una antena tipo doblete de media onda que, por diferentes razones, conviene que tenga ambas ramas balanceadas respecto de tierra. Para conseguirlo intercalamos entre el coaxil y la antena un "Balun".

Hay diferentes maneras prcticas de lograr el resultado, los balunes se construyen con distintas e ingeniosas disposiciones elctricas. Pueden realizarse con cables, tubos o arrollamientos sobre ncleos de ferrite o hierro pulverizado con forma toroidal o solenoidal. Pueden construirse para que sean simultneamente transformadores de impedancia.

La instalacin de balunes en las antenas no siempre es esencial y a veces su implementacin prctica introduce ms problemas de los que resuelve, por ejemplo, construidos con ferrites inadecuados pueden introducir prdidas importantes o saturarse con potencias no muy elevadas o reactancias de la antena, generando seales espurias. (Nota: los balunes realizados con ncleos de ferrite se disean normalmente para funcionar en "banda ancha", se espera que operen bien en al menos una dcada de frecuencias, por ejemplo de 3 a 30 MHz, por ello si la antena es monobanda es preferible no emplear esta clase de balunes para evitar sus inconvenientes asociados. Utilice preferentemente los denominados "choke balun" sin ncleo.

Cuando la antena tipo dipolo se acopla al coaxil sin balun puede producirse un efecto de alargamiento elctrico de la misma porque al conectar el cable desbalanceado una circulacin corriente sobre el lado exterior de la malla del coaxil, haciendo que la malla del coaxil pase a formar parte de la antena originando, adems, irradiacin de energa por parte de este. La radiacin de la lnea dar lugar a una deformacin del diagrama de radiacin tpico del dipolo balanceado, no muy importante, pero que puede ser necesario considerar cuando se desea controlar los resultados con precisin. Esta irradiacin no necesariamente ser nociva ni producir por si misma interferencias en otros equipos, pero, si el coaxil pasa muy cerca de otras instalaciones elctricas, esa radiacin, por la cercana fsica puede afectar aparatos sensibles. Si el coaxil pasa alejado de otras instalaciones (como lo hace la antena), no hay ninguna razn para que la corriente de radiofrecuencia afecte a otros equipos ms de lo que la misma antena puede hacerlo...! Recuerde que un balun no es un dispositivo sino una forma de utilizar ese dispositivo, ser balun si lo usamos como balun, pero podr ser un simple transformador de aislacin si se lo emplea entre dos dispositivos desbalanceados. Tampoco es un balun un transformador toroidal con ncleo de ferrite, a menos que se lo est utilizando precisamente con ese propsito.

El "choke" balun

Mencionamos aparte este balun porque representa una solucin muy eficaz y muy sencilla para realizar balunes. Consiste simplemente en arrollar el mismo cable coaxil de la bajada donde se interconecta con la antena creando un bobinado solenoide para producir un efecto de choke o inductancia que bloquear la circulacin de corrientes sobre la parte exterior de la malla de blindaje preservando as el balance de la antena. No es de banda ancha aunque si se lo proyecta adecuadamente funcionar bien al menos en un par contiguo de bandas. Puesto que es innecesario emplear balunes de banda ancha en antenas monobanda, la ventaja de utilizar un dispositivo con prdidas despreciables, sin efectos indeseados por saturacin del ncleo y capaz de manejar grandes potencias, es indudablemente buena razn para adoptarlos en la estacin. En la prctica estn desplazando rpidamente a los balunes tradicionales (con o sin ncleo de ferrite) realizados con varios bobinados. Una propiedad importante, que lo hace



ms interesante an, es que impide la circulacin de corrientes de RF por la parte exterior de la lnea an cuando la antena en si misma, no se encuentre bien balanceada.

Directividad - Ganancia Las corrientes y cargas elctricas que existen en los conductores de la antena tendrn una distribucin geomtrica peculiar la cual nace de su diseo mecnico y elctrico, as, cada parte infinitesimal de antena contribuye al campo total, tanto en intensidad como en fase, de tal modo que la intensidad del campo irradiado variar de acuerdo a la direccin considerada. Este fenmeno que se denomina "directividad", se produce naturalmente y estar presente en todo conductor que irradie energa radiofrecuente. Encontrar muchos dibujos en los cuales se representa grficamente la intensidad de campo en funcin de la direccin, sea esta vertical u horizontal. Se llaman "diagramas de radiacin" y son tiles para elegir las antenas ms convenientes para cada aplicacin. La directividad puede controlarse parcialmente a partir de un diseo ingenioso de la antena lo cual da lugar a muchos diseos prcticos interesantes. Ella puede variar por la cercana de objetos absorbentes y/o reflectantes de las seales, propiedad que se aprovecha para lograr directividad bajo control como en las antenas tipo Yagi. Tambin se consigue directividad, alimentando diferentes conductores con las fases adecuadas para lograr el objetivo (logartmicas, tipo cortina, Zeppelin doble extendida, etc.). La reflexin en cuerpos cercanos juega un papel fundamental en la generacin del diagrama de radiacin de cualquier antena. Un cuerpo muy especial responsable de un efecto importantsimo en el diagrama de radiacin vertical de prcticamente todas las antenas que empleamos los radioaficionados es la superficie de la tierra, entendiendo como tal no al planeta sino al terreno situado entre las antenas trasmisora y receptora.

El radiador isotrpico

Es una antena imaginaria que irradia energa igualmente en todas las direcciones, tanto verticales como horizontales. En la prctica no puede construirse exactamente tal antena pero se utiliza como una referencia conveniente en los clculos tericos para comparar la directividad o ganancia de otras antenas. Es una suerte de antena patrn que, al igual que el metro o el kilogramo, sirve para fijar la unidad de ganancia. La ganancia de las antenas se especifica en relacin con esta antena ficticia colocando el sufijo "i" en la ganancia expresada en decibeles, por ejemplo 6 dBi

Antenas direccionales - Ganancia y Directividad

Las antenas direccionales tienen un comportamiento que recuerda al de un reflector en una linterna comn, pueden enfocar la energa disponible en cierta direccin concentrndola hacia all para aprovecharla mejor. En recepcin conservan esta caracterstica recibiendo energa de cierta direccin; generalmente esto equivale a aumentar la "superficie efectiva" de la antena, con lo cual puede extraer ms energa del frente de onda que una omnidireccional. Esta propiedad es ms fcil de visualizar en las antenas parablicas donde es ms sencillo ver que la energa captada por todo el plato es concentrada en la pequea antena que esta normalmente en su centro. Esta valiosa cualidad se denomina "ganancia" cuando incluye el rendimiento elctrico de la misma y "directividad" cuando solo se comparan los diagramas de radiacin sin intervencin de la potencia, no obstante son dos conceptos ntimamente relacionados.

La ganancia de las antenas siempre est asociada a alguna forma de directividad, Las antenas son elementos pasivos que no pueden amplificar seales, lo ms que pueden hacer es tratar de recoger la mayor cantidad de energa posible de su espacio circundante (algo similar a recoger agua de lluvia), y esto nicamente es posible aumentando su directividad. Las ventajas que una antena pueda tener por sobre otra (si no es debida a una mayor eficiencia, tal como la hemos definido), se deber a una mayor concentracin de la energa disponible de o desde cierta direccin, sea intencional o no; recurdelo: no hay ganancia sin directividad...!, por eso, siempre que una antena provea "ganancia" lo har



hacia ciertas direcciones en detrimento de otras. Existen antenas que poseen directividad mas no ganancia, algunas inclusive presentan gran atenuacin, igualmente pueden resultar muy tiles para discriminar ruidos provenientes de ciertas zonas o favorecer la recepcin de estaciones que se hallen en cierta direccin, separndolas de otras que podran ocasionar interferencias, tambin son tiles para fines goniomtricos, etc.

Repase varias veces la siguiente definicin hasta estar seguro de comprenderla:

La ganancia de una antena se define como "el cociente entre la energa que habra que aplicarle a un radiador isotrpico y la que realmente se aplica sobre la antena que se est midiendo, para lograr la misma intensidad de seal en una dada direccin".

En esta definicin de ganancia no se toma en cuenta el rendimiento elctrico de la antena (a la que se supone sin prdidas, lo cual es bastante cierto para antenas que no son acortadas y se montan alejadas de objetos absorbentes). En rigor esta es una definicin de directividad, la de ganancia es idntica pero toma en cuenta las posibles prdidas de la antena real. Un ejemplo ayudar a aclarar la idea:

Si a un radiador isotrpico hay que aplicarle 10 watts para que produzca en direccin Norte la misma intensidad de seal que la antena directiva marca ACME coloca all con solo1 watt, entonces la antena ACME tiene una ganancia de 10 (veces) respecto de la isotrpica que en decibeles tambin es 10 dBi. Los decibeles son unidades logartmicas de uso muy frecuente en electrnica. Tambin hay que destacar que si bien en el ejemplo se tom la direccin Norte, en rigor, la direccin que ha de considerarse es tanto en el sentido horizontal (acimutal) como vertical.

Directividad horizontal (acimutal)

Es el sector o ngulo horizontal hacia o desde el cual la antena trasmite o recibe la energa ms efectivamente (es diferente para cada ngulo vertical que se considere). Esta propiedad permite, en recepcin, eliminar ruidos o interferencias no deseadas que provengan de direcciones horizontales distintas de la deseada. En recepcin convienen antenas que proveen diagramas directivos "limpios", es decir libres de lbulos secundarios y que posean una discriminacin frente-espalda mayor. No debemos pensar que cuanto mayor ganancia posea una antena mejor ser, pues, como dijimos, la ganancia est asociada siempre a la directividad. Cuando la directividad es horizontal, puede ser incmoda de operar pues lleva tiempo girarla, tambin podemos perder una estacin dbil que est en otra direccin. La situacin empeora cuando se trata de comunicar con varias estaciones a al vez. Conviene disponer, simultneamente, de una antena omnidireccional (o casi) y disponer medios rpidos para conmutar entre una y otra. No hay que confundir directividad horizontal con polarizacin horizontal. Una antena que posea directividad horizontal puede tener polarizacin vertical, horizontal, circular o mixta indistintamente. Las antenas directivas ms comunes son las tipo Yagi o cbicas (Quads), hay muchas otras configuraciones tiles.

Dibujos de diagramas directivos por ejemplo pag 810 Orr

Directividad vertical

Determinada por los los sectores o ngulos sobre el plano vertical hacia el cual la antena trasmite energa ms efectivamente (puede decirse lo mismo para recepcin). La directividad vertical puede estar asociada a cualquier diagrama directivo horizontal. Por ejemplo puede tener una marcada directividad vertical, favoreciendo ngulos muy bajos, y no ser directiva (omnidireccional) en el plano horizontal. Una antena omnidireccional recibe y trasmite igualmente en cualquier direccin de la rosa de los vientos, pero puede disearse para que no desperdicia energa emitindola en ngulos verticales no convenientes). Este es el comportamiento tpico de las antenas omnidireccionales verticales con ganancia empleadas en VHF y UHF, como por ejemplo las sumas de dipolos colineales.



Es importante sealar que en FE (HF) la directividad vertical se aprovecha para enfocar energa hacia la ionosfera en los ngulos que resulten ms convenientes para la comunicacin a ciertas distancias. En general se prefiere un diagrama directivo vertical que favorezca los ngulos de radiacin ms bajos para alcanzar los destinos ms lejanos con pocas reflexiones. No es extrao, sin embargo, la utilizacin de antenas que otorgan preferencia a los ngulos cercanos a la vertical, para lograr reflexiones en la ionosfera que devuelvan la seal "hacia abajo" proveyendo mejor cobertura local. Esto es posible, sobre todo en las frecuencias ms bajas de FE (HF), donde la frecuencia crtica de la capa ionizada permite este tipo de reflexin. Este modo de propagacin se conoce como "Onda celeste de incidencia casi vertical", (en ingls: NVIS: Near Vertical Incidence Skywave).

A menudo se buscan antenas con muy poca directividad vertical y horizontal, tal es el caso por ejemplo de antenas para comunicaciones con satlites artificiales de rbita baja que estn muy poco tiempo en la zona de alcance y que rpidamente barren el cielo desde el horizonte hasta el cenit en muchas direcciones del la rosa de los vientos.

Conviene sealar que la directividad vertical de las antenas cercanas a la tierra depende principalmente de la altura de la antena sobre el terreno, vale sobre todo en los espectros de FE (HF) y FME (VHF). Esto es as porque las propiedades directivas verticales de una antena situada sobre una superficie ms o menos conductora como el suelo se modifican sustancialmente por la presencia de ste. En FE (HF) se verifica para todas las antenas normales y en VHF, recin en comunicaciones entre aviones (por las alturas involucradas) puede prescindirse del efecto del suelo. Tambin el uso de antenas direccionales apuntadas hacia arriba para comunicaciones satelitales queda parcialmente fuera de esta observacin. La figura muestra la directividad vertical de una antena dipolo a diferentes alturas sobre el suelo. (Dibujo gentileza Luxorion)

Recuerde: la altura de la antena sobre el terreno es quien define fundamentalmente la formacin de los lbulos que favorecern un DX o una comunicacin local, la altura es una variable muy importante a este respecto. Tngalo presente cuando se trate de antenas horizontales pues a menudo escuchar decir que tal o cual antena horizontal tiene "ngulo de disparo ms bajo" (por ejemplo, un dipolo comn, una antena "Bazooka" o cualquier otra variante ms o menos similar), casi siempre tal aseveracin no corresponde a los hechos. El diagrama de radiacin vertical de las antenas polarizadas verticalmente tambin depende fundamentalmente de la altura- Cuando estn cerca del suelo y este es buen conductor (a diferencia de las horizontales), pueden producir lbulos de radiacin muy bajos, lo que les confiere buen desempeo en DX. Las antenas de polarizacin horizontal a baja altura (en trminos de longitudes de onda) no pueden producir ngulos de radiacin bajos y en general sufren de mayor atenuacin por la presencia de tierra que "cortocircuita" el campo elctrico horizontal, lamentablemente, tampoco lo hacen las verticales cuando estn instaladas sobre suelos de pobre conductividad.

La antena direccional Yagi - Uda

Recibe el nombre de sus inventores japoneses, los seores Hidetsugu Yagi y Shintaro Uda, quienes la describieron en 1926. Las antenas tipo Yagi son las antenas direccionales ms populares, se emplean en rangos de frecuencia que van desde los pocos MHz



hasta algn GHz. Son confiables livianas y sus caractersticas directivas han sido muy bien estudiadas por lo cual son muy conocidas. Hay muchos diseos prcticos y programas de diseo asistido para lograr de ellas sus mejores caractersticas. (figura modificada de www.signalengineering.com)

Elementos parsitos

Las antena Yagi (y otras) consiguen su directividad mediante la utilizacin de los llamados "elementos parsitos". El nombre deriva de que ellos son conductores que se interponen en el campo elctrico y magntico del conductor principal de la antena al cual est conectado el trasmisor (note que no hemos dicho "electromagntico" sino "elctrico y magntico"), razn por la cual se inducen en ellos corrientes elctricas. En los comienzo de la electricidad a las corrientes inducidas se las llamaba "parsitas". porque producan prdidas, por ejemplo, las corrientes de Foucault en los transformadores. Estas corrientes inducidas hacen que los elementos parsitos reirradien, a su vez, energa radiofrecuente de tal manera, que su campo se combina armoniosamente produciendo un refuerzo en cierta direccin y sentido, a expensas de las dems, produciendo la directividad buscada. El elemento que recibe la energa directamente del trasmisor, recibe el nombre de "Elemento Excitado", en la Yagi es normalmente un dipolo de media onda abierto o plegado. Los elementos parsitos, son dipolos abiertos realizados mediante un simple conductor recto. A los elementos parsitos que se hallan en la direccin de mxima radiacin se los denomina "Directores", porque de algn modo dirigen la energa hacia esa direccin. Al elemento situado inmediatamente al lado del excitado, pero en la direccin opuesta (decimos que est detrs) se lo llama "Reflector" y su funcin es evitar que se emita energa hacia la parte posterior (puede haber ms de un reflector). (figura modificada de www.signalengineering.com)

La Yagi es una antena que puede montarse para que irradie ondas polarizadas vertical u horizontalmente por el simple expediente de colocar sus elementos en forma vertical u horizontal. Tambin pueden combinarse en el mismo soporte elementos con ambas polarizaciones como muestra la figura o combinarse elctricamente ambos grups para producir polarizacin circular.

La antena direccional "Quad"

Es una antena muy apreciada por los radioaficionados, especialmente los de la "vieja guardia". El funcionamiento se basa en el mismo principio que la Yagi; tambin consta de un elemento excitado y de elementos parsitos. La diferencia radica en que tanto el elemento excitado como los parsitos estn hechos con conductores que forman un cuadrado o diamante. Puede alimentarse para producir ondas polarizadas vertical u horizontalmente. Sus virtudes parecen ser: menor radio de giro, mejor relacin frente espalda, menor peso, como en otros rdenes, hay quienes prefieren unas y quienes otras. (figura modificada de www.kimware.com)

Propiedades elctricas del terreno

Lo usual es que las antenas estn montadas prximas a la tierra (en el sentido amplio que incluye ros y mares), como explicamos, la tierra modifica la formacin del campo electromagntico irradiado tanto en FE (HF) como en FME (VHF).



Es necesario distinguir dos maneras en que la tierra influye en el proceso:

Hemos visto que en las antenas tipo Marconi, el terreno suele formar parte de su sistema elctrico, l se convierte en uno de los conductores de la antena que se conectan al trasmisor, por lo tanto las caractersticas del mismo influirn decididamente en el funcionamiento del sistema, si el suelo constituye uno de los conductores de la antena, debemos entender que la tierra irradia. Debemos comprender que la radiacin electromagntica del terreno siempre forma parte del sistema (excepto, naturalmente, cuando la antena est muy alejada de l, o en el espacio). Inclusive en antenas en que la tierra no forma parte de su sistema elctrico (tal como los dipolos) la tierra influye a travs de la reflexin y, esta reflexin, no es otra cosa que radiacin. La radiacin del terreno puede deberse a corrientes directas o inducidas por el campo de la antena. En las antenas que precisan de la tierra son de gran importancia las propiedades elctricas del sitio sobre el que estn montadas, si es mal conductor, puede mejorarse o reemplazarse por un buen plano de tierra artificial. Reiterando: en tales antenas se debe considerar al terreno como parte integral de la misma.

Una vez que la onda electromagntica ha abandonado la antena, ya no tiene nada que ver con ella, es una entidad independiente y autnoma. La antena podra desaparecer y la onda electromagntica no se enterara de la novedad. Pero el comportamiento de las ondas ya irradiadas tambin es fuertemente afectado por la presencia de la tierra, aunque no son ya las caractersticas del suelo inmediatamente cercano a la antena sino las de la geografa vecina (que puede alcanzar varios kilmetros). Naturalmente prcticamente nada puede hacerse para cambiar las condiciones del terreno a esas distancias. Las propiedades de la tierra en regiones muy alejadas tambin influyen cuando la seal se refleja en ella luego de ser devuelta por la ionosfera para dar lugar al siguiente salto; la onda celeste induce corrientes en ella y estas corrientes a su vez producen nueva radiacin (ese es el fenmeno de la reflexin).

Aunque la propagacin sea por reflexin ionosfrica, la tierra jugar un papel esencial, porque el diagrama de radiacin vertical de las antenas usuales en las proximidades de tierra depende de la tierra para formarse (aunque la antena est a muchas longitudes de onda de altura sobre ella, como sucede en VHF).

Si la vecindad geogrfica fuera perfectamente conductora se obtendran diagramas de radiacin verticales muy ntidos, como muestra la figura en las lneas ms exteriores, al compararlo con el correspondiente a una tierra promedio hmeda (diagrama en gris) se observa que el diagrama se torna menos definido y los nulos desaparecen. Eso no es tan malo porque en los puntos de mnima radiacin esta no llega a anularse como sucedera sobre un terreno perfectamente conductor.

En la figura se compara el diagrama de una antena vertical sobre un suelo ideal o buen conductor (como el agua de mar), indicado con la lnea ms exterior y un suelo medio (zona en gris). Alli se ve bien claramente que en terreno mal conductor, la propiedad de producir lbulos de radiacin con mximos en ngulos prximos a 0 que tendra una antena vertical no se puede explotar porque no hay radiacin en ngulos bajos.. Esta propiedad de las antenas verticales rodeadas de geografas buenas conductoras, favorece



devididamente a las comunicaciones entre embarcaciones en el mar (o entre embarcaciones y estaciones costeras). En tales condiciones se logran alcances bastante superiores en las FE y FME, tanto con ondas directas como reflejadas en la ionosfera. Recordemos que no estamos hablando del terreno justo debajo de la antena, sino el de sus inmediaciones. (los diagramas mostrados se tomaron del manual de antenas de la ARRL).

Ley de reciprocidad

En general las propiedades de una antena son las mismas en trasmisin o recepcin. Si la antena es ms eficiente en trasmisin, tambin lo ser en recepcin. Lo mismo sucede con sus propiedades directivas; si una antena irradia mejor hacia el norte y no hacia el resto de los puntos cardinales, recibir mejor seales provenientes del norte que de otros puntos cardinales.

Aprenda a modelar antenas..!

Hay disponibles poderossimos programas de diseo asistido (algunos gratuitos como 4NEC2 y MMANA), con los que podr simular todo un sistema de antenas, incluyendo los efectos de la tierra y los materiales utilizados. No solamente ayudan a construir y prever el comportamiento de las antenas, sino, sobre todo, a comprender y verificar la influencia de los distintos factores que intervienen en la radiacin. Con estos programas podr visualizar lo que sucede con distintas configuraciones y adquirir una visin conceptual inestimable a la hora de interpretar los resultados de los sistemas reales. En la seccin "La computadora personal en la radio", hay ms informacin sobre el sujeto.

Interferencias en RF Con el nombre de "Interferencias de Radio Frecuencia" IRF (RFI) se conocen los fenmeno que impiden recibir correctamente una seal de radio o funcionar apropiadamente a un equipo electrnico. Designa nicamente los fenmenos originados por objetos tecnolgicos, sean accidentales o intencionales. Si la fuente es de origen natural se prefiere el concepto de ruido. Las interferencias pueden perturbar equipos propios o ajenos; el aficionado puede tanto ser responsable como vctima de las mismas.

En las interferencia intencionales, su responsable lo hace con el objeto de impedir o dificultar las comunicaciones o el funcionamiento de aparatos sensibles. Aunque se consideran normales en operaciones militares, son ilegales, faltas de tica o inmorales en otros mbitos. Nos interesa estudiar particularmente las interferencias involuntarias. Las interferencias que pueden encontrarse en la operacin, son legin, y un anlisis detallado de las mismas excede el marco del apunte, mencionaremos algunas de las ms comunes:

Radiaciones indeseadas de equipos electrnicos industriales u hogareos que utilizan partes capaces de emitir energa en el espectro radioelctrico. Producen muchos inconvenientes porque hoy, casi todos los aparatos disponen de algn circuito electrnico capaz de producir alguna forma de radiofrecuencia, por ejemplo: transformadores de pulsos incorporados a lmparas de alumbrado domiciliario, monitores de computadoras, circuitos de alimentacin y barrido de televisores, fuentes de alimentacin conmutadas, etc.

Radiaciones espurias de equipos que fueron construidos para producir seales de radio, ya sea por mal funcionamiento del equipo, falta de blindajes o inadecuado filtrado. Pueden ser radiaciones que resultan ser mltiplos enteros de la frecuencia fundamental de operacin denominadas armnicas (a la fundamental se la llama "la primera armnica"), o ser autooscilaciones de una o ms etapas, productos de mezcladores internos, escapes de etapas que deberan estar encerradas en cajas blindadas, etc.

Radiaciones producidas por la combinacin de una o ms seales en un tercer aparato que se halla en la vecindad de trasmisores que funcionan correctamente pero que al combinarse en ese



tercer aparato pueden producir radiaciones perturbadoras. Sobrecarga o bloqueo de los equipos receptores. Esta es una de las causas ms comunes de

interferencia en receptores de TV o FM domsticos por parte de la estacin de aficionados, generalmente por un diseo inadecuado del receptor que no contempla su operacin en presencia de intensos campos radiofrecuentes.

Falla de blindaje en sistemas cuya operacin debera estar confinada, tal como los tendidos de videocable, adonde la seal puede ingresar provocando interferencias en los receptores de TV o egresar produciendo interferencias en los sistemas de recepcin de la estacin. Cabe mencionar que no son responsabilidad del emisor las interferencias que puedan producirse en un sistema de videocable o red similar. Tambin debe decirse que las normas de apantallado mnimo permitidas para los sistemas de video cable en algunos pases no son tan rigurosas para evitar su recepcin en las cercanas de un tendido de este tipo (por ejemplo la interferencia del canal 18 de cable en la banda de dos metros).

Falla de blindaje o mala construccin de mquinas cuyo funcionamiento requiere de la produccin de energa radiofrecuente pero que no estn destinados a producir seales inteligentes. Hornos de induccin, mquinas de diatermia, etc.

Idem para equipos que producen chispas de todo tipo, tales como escobillas de motores, mquinas de soldar pelculas de plstico

Luces fluorescente, balastos electrnicos, letreros luminosos de Nen, dimmers, televisores, computadoras y monitores, equipos de electromedicina, aisladores sucios o con fallas en las lneas de alimentacin (sobre todo las media y alta tensin), electrocutadores de insectos, controles automticos de encendido de luces, luces navideas, falsos contactos en culotes de lmparas incandescentes o lmparas a punto de quemarse, etc.

Interferencias sobre equipos no diseados para utilizar ondas de radio: amplificadores de audio, telfonos comunes, computadoras, etc. Estas nunca resultan de una falla en los equipos emisores porque los aparatos mencionados deberan contar con protecciones adecuadas para que ellas no los afecten. Muchos fabricantes no se preocupan por proteger a sus clientes en su afn de bajar los precios, sacrificando la calidad de sus productos.

Las interferencias son un problema tcnico pero suelen ser un asunto espinoso para la convivencia social del aficionado con sus vecinos (y aun familiares) o sus pares. La tendencia a responsabilizar o ms bien culpar al que produce la seal de radio es casi inevitable, tanto por legos como por los ms o menos entendidos. El vecino suele estar poco dispuesto a entender que "causa" no est necesariamente asociado a "responsabilidad" o "culpa". La causa puede ser la trasmisin (aunque sea tcnicamente inobjetable), pero la culpa bien puede obedecer a fallas en el aparato afectado. Hacer comprender esto a un vecino enojado requiere tiempo, paciencia y por sobre todo mucho tacto y comprensin.

Cuando un aficionado es la vctima de una interferencia esta mucho ms obligado a cerciorarse que ella no proviene de fallas o insuficiente prestacin de su propio equipo. Si en esta eventualidad el aficionado procediera como un lego no hara honor a su condicin. Producir interferencias por funcionamientos descuidados o abusivos de los equipos, como sobrecargar los amplificadores lineales para lograr mayor potencia media, anular los circuitos de control automtico de nivel de los trasmisores con el mismo objetivo, sobremodular a sabiendas las etapas finales de un equipo de AM o sobredesviar uno de FM, no reparar osciladores inestables que se corren hasta canales adyacentes ocupados, utilizar anchos de banda de audio que producen la ocupacin innecesaria de canales adyacentes entre otros pueden indicar, falta de formacin tcnica, falta de tica operativa cuando no, pura y simple mala educacin.

Consejos mnimos

Cuando alguien seale a su estacin como una posible fuente de interferencia trate que le proporcione toda la informacin posible. Es tontos enojarse con el mensajero por la mala noticia y l probablemente est dispuesto a ayudar en la solucin del problema si se le presenta la solicitud con franqueza y reconocimiento. Tal vez pueda hallarse irritado, con o sin razn, en tal caso una actitud



cordial y amistosa rpidamente lo har mudar de actitud.

Lo primero que debemos hacer es controlar que nuestros propios aparatos domsticos funcionan satisfactoriamente cuando la estacin est en funcionamiento, ello nos permitir invitar al vecino a verificar que en nuestra casa las cosas funcionan bien, aunque no alcance ser una prueba de buena fe que con el tiempo ser apreciada..

Cuando se trata de una interferencia en aparatos domsticos que no son de radio (es decir que no contienen receptores), no hay motivos para preocuparse por nuestros trasmisores: Cualquier interferencia en equipos de audio, tocadiscos, parlantes de computadoras, telfonos convencionales (especialmente los electrnicos no inalmbricos), ser con seguridad un problema de ellos. Quizs la solucin no est en sus manos y requiera de un tcnico; trate de tener en su agenda un par que sepan cmo lidiar con estos asuntos. Pocos tcnicos conocern lo suficiente sobre interferencias de RF a menos que tambin sean colegas o especialistas en sistemas de radio. Usted no est obligado a hacerse cargo de los gastos, pero recomendar una persona idnea que resuelva el inconveniente es un mnimo tico ineludible. Si el servicio afectado fuera provisto por terceros es posible que a ellos corresponda la solucin, ya sea por medio de las garantas de fabrica o las condiciones de licencia de las empresas prestadoras.

Las interferencias en TV (ITV - TVI) producidas por equipos de FE (HF) en la mayora de los casos resultan de problemas del receptor o la instalacin asociada. Si en su hogar o en el de otros vecinos prximos no hay problemas, ser un indicador prcticamente infalible de fallas en el sistema afectado. Hay buenas probabilidades de que se deban a sobrecarga de las etapas de un sintonizador de TV que no tiene selectividad o rango dinmico suficiente para evitar el ingreso de la seal a circuitos donde pueden producirse las respuestas espurias. Hay chance de que el problema se soluciones empleando un filtro pasaaltos fabricado especficamente para este fin. Estos filtros impiden el ingreso al receptor de TV de frecuencias inferiores a 54 MHz, produciendo gran atenuacin en las seales del trasmisor de FE que pueden alcanzar al sintonizador. Antes de seguir adelante, si su TV no presenta problemas tenga o no un filtro instalado, trate de hacerlo funcionar en la instalacin de su vecino, si lo hace correctamente seguramente la falla est en el aparato que est reemplazando o la falta de un filtro en l. Antenas receptoras en malas condiciones (y las antenas baratas pasan a este estado rpidamente), lneas de bajada con falsos contactos, interrumpidas, aadidas, etc. pueden causar problemas; ellas son los siguientes candidatos en la pesquisa. El cable de bajada de la antena del TV y los cables de alimentacin de energa domiciliaria, por su longitud, pueden comportarse como eficaces antenas capaces de recoger la seal de su trasmisor lo cual produce importantes corrientes de radiofrecuencia sobre ellas. Hacer que el cable de bajada de la antena de TV forme un pequeo rollo o bobina puede ayudar a bloquear la corriente inducida sobre l, hacer lo mismo con el cable de toma de corriente del receptor puede ser una posible cura.

Filtros de interferencias

Los filtros son circuitos destinados a impedir o dejar pasar nicamente ciertas gamas de frecuencia, aunque tambin existen otros destinados a diversas funciones importantes en la electrnica. Su diseo y construccin tiene tantas variantes que constituye casi una especialidad, pero pueden definirse por sus cualidades fundamentales.

Un filtro pasabajos permitir pasar nicamente frecuencias inferiores a cierto valor. Un filtro pasaaltos dejar pasar nicamente frecuencias superiores a cierto valor. Un filtro pasabanda dejar pasar un intervalo de frecuencia impidiendo el paso de las menores o

mayores a ese intervalo. Un filtro eliminador de banda, impedir el paso de un intervalo de frecuencias y se lo permitir

a todas aquellas superiores e inferiores a dicho intervalo.

Depender de un adecuado diseo, que tan efectiva y precisamente l pueda seleccionar las



frecuencias que se hallen dentro o fuera de sus caractersticas de paso y atenuacin. Tambin depender de la calidad de los materiales empleados y de una adecuada construccin mecnica y elctrica.

Todos los trasmisores bien diseados y construidos incorporan algn tipo de filtro para impedir la radiacin de frecuencias indeseadas o armnicas resultantes de sus procesos internos. En la salida de cualquier trasmisor deber disponerse siempre de un filtro pasabajos que impida la irradiacin de frecuencias armnicas. Puesto que la produccin de armnicas son prcticamente inevitables en los amplificadores (an en los correctamente diseados), la instalacin de estos filtros es imperativa en la mayora los equipos modernos. Tambin debe proveerse de algn filtrado para evitar que el equipo introduzca radiofrecuencia en la lnea de energa domiciliaria. Estos "filtros de lnea" son comunes en casi todos los equipos modernos. Para su correcta operacin y por razones de seguridad suelen precisar de una buena toma de tierra elctrica y de radiofrecuencia.

Sintonizador de antena o Acoplador de antena, Transmatch o ATU (Antenna Tunner Unit)

El Transmatch o "Sintonizador de antena" (este ltimo no es un nombre adecuado pero se contina empleando por razones histricas), es un dispositivo compuesto fundamentalmente por inductancias y capacidades variables, en ingeniosas configuraciones, que le permiten realizar las transformaciones necesarias para convertir la impedancia de una antena o carga al valor nominal requerido por el trasmisor (normalmente 50 ohms). Pueden ser manuales o automticos y los equipos ms modernos y de mayor precio pueden incluir uno automtico en su gabinete principal. Todos los sintonizadores introducen alguna prdida en el proceso, normalmente mayor, cuanto mayor es la diferencia de impedancias a adaptar, por ello, si usted puede operar con una buena antena que no requiera de uno o solo una pequea compensacin, probablemente obtendr mejor rendimiento de su sistema. Exigir demasiado a un acoplador puede arruinar las bajsimas prdidas tpicas de una lnea abierta, por ejemplo: con un dipolo de media onda para 80 m alimentado al centro, operado en 40 m, mediante una bajada de media onda en 40 m, encontraremos que la altsima impedancia que presenta el dipolo de 80 operado en 40, se repita en el punto de alimentacin de la lnea. Esto har que una parte importante de la potencia se desperdicie en calor, porque somete al acoplador a condiciones extremas). Algunos sintonizadores se comportan como red pasabajos y otros como pasaaltos, los primeros pueden otorgar alguna supresin adicional de armnicos, pero los segundos no (generalmente los tipo "T" con capacitores en serie y bobina en derivacin).. Los sintonizadores tienen rangos de adaptacin restringidos, algunos son mejores para adaptar impedancias elevadas, otros impedancias bajas. No es extrao que un sintonizador no pueda acoplar algunas impedancias que se hallan fuera de sus posibilidades de ajuste. Generalmente variando la longitud de la lnea de trasmisin o la longitud de la antena si utiliza, por ejemplo, un hilo largo, podr lograr que la impedancia caiga en el rango de ajuste del dispositivo.

Blindaje o apantallamiento de los equipos

Dentro de los trasmisores hay corrientes de radiofrecuencia propias de su funcionamiento normal, que no deben salir hacia el exterior. El cableado o los diversos dispositivos internos pueden comportarse como antenas capaces de irradiar energa produciendo interferencias en otros sistemas. La nica salida o entrada de radiofrecuencia de un equipo de radio deberan ser nicamente los terminales previstos para la antena. En las frecuencias inferiores, donde la longitud de onda es muy superior al tamao de los componentes y conexiones, la eficacia de estos como radiadores de energa (antenas) es pobre, pero a medida que la frecuencia aumenta llega un punto que hasta un pequeo trozo de cable ya constituye una buena antena. Para evitar radiaciones indeseadas, el equipo electrnico debe estar contenido en un gabinete metlico



totalmente cerrado, evitando ranuras o intersticios importantes. Los orificios de ventilacin debern ser pequeos en relacin a la longitud de onda empleada y preferentemente construidos con tela o malla metlica.

Lo mismo puede decirse de los equipos receptores, no solo contienen en su interior circuitos osciladores y amplificadores que pueden irradiar energa, sino que, peor an, pueden captar seales indeseadas por sus conductores internos, estropeando sus mejores caractersticas. Imagine disponer de un circuito de entrada con capacidad para rechazar seales indeseadas de intensidad millones de veces mayores que la que se intenta recibir, el cual puede ser "puenteado" por las mismas, haciendo que su cableado se comporte como una antena para esas mismas seales no deseadas...

Con las interferencias debidas a aparatos elctricos capaces de perturbar su recepcin, la primera medida es revisar cuidadosamente las posibles fuentes existentes en el propio domicilio. Si puede operar a bateras, interrumpa totalmente la energa en el hogar cada vez que se descubre un ruido. Los propios aparatos elctricos, por su cercana, tendrn ms oportunidad de perturbar a su receptor. Con este mtodo rpidamente advertir si proviene de su propio domicilio y facilitar su localizacin. Lo mismo puede hacerse si sus vecinos le permiten realizar la experiencia. Si la interferencia no desaparece o no obtiene permiso, el segundo paso ser tratar de ver si se escucha en un receptor comn de broadcasting de ondas medias cuya antena incorporada posee propiedades directivas que pueden ayudar a localizar la fuente. Manteniendo la tensin de lnea, verifique si al operar el equipo a bateras desaparece la interferen