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

Por Miguel R. Ghezzi (LU 6ETJ)
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Antenas

Si hubiera que elegir elementos técnicos que simbolicen al siglo XX, seguramente la antena será uno de los candidatos preferidos. ¡Jamás existió algo parecido a una antena en toda la historia de la humanidad...! El automóvil fue precedido por un carruaje, el avión por el vuelo de un pájaro. 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 requerirá piezas más o menos complicadas, pero para construir la antena ¡basta con un trozo de alambre...!

En principio puede decirse que el propósito fundamental de una antena es recibir y/o trasmitir radiaciones electromagnéticas y generalmente hacerlo con las características directivas apropiadas para su propósito. Los circuitos electrónicos de los trasmisores y receptores de radio generan o reciben corrientes o tensiones eléctricas de altas frecuencias, pero para viajar por el espacio esas señales eléctricas deben convertirse, primero, en campos electromagnéticos. Esa es la función de la antena: convertir señales eléctricas en campos electromagnéticos y viceversa. A los dispositivos que convierten una forma de energía en otra los llamamos "transductores", así, nuestra antena será considerada de aquí en adelante un transductor.
También podemos concebirla como un dispositivo encargado de convertir; ondas electromagnéticos "conducidas" por una línea de trasmisión o guía de ondas, en ondas que pueden propagarse libremente en el espacio.
La antena es una suerte de interfase entre el espacio y la línea, por eso es muy importante, que aprendamos a distinguir claramente la antena de la línea de trasmisión, como hacemos con la lámpara del cable que la alimenta (sobre todo para no renegar más tarde al intentar comprender procesos más complejos). La antena es la antena y  la  línea (o bajada), es la línea; las propiedades de una no influyen en las de la otra. Sus finalidades son diferentes, mientras la línea no debe irradiar energía al espacio, la antena si debe hacerlo, allí se comprende la necesidad de distinguirlas.

Puesto que la función principal de la antena es convertir una forma de energía a otra, será importante la eficiencia de tal conversión. Esa será la meta más importante a lograr con cualquier antena de nuestra estación, muy especialmente las trasmisoras. Para conseguirlo normalmente se precisan antenas con las dimensiones necesarias para hacerlo posible fácilmente las que, además, deben construirse y montarse adecuadamente para evitar pérdidas de energía en forma de calor en sus propios componentes u objetos circundantes.

Las antenas no irradian energía igualmente en todas las direcciones, entonces es muy importante comprender que hay que hacer todo lo necesario para que la energía disponible se irradie en las direcciones (tanto horizontales como verticales) que garanticen su llegada a las zonas de interés. Esta distribución, geométrica, de la energía recibe el nombre de "diagrama de radiación" o directividad de la antena. Todas las antenas tienen alguna directividad y, cuando la diferencia no radica en su rendimiento en la conversión de la energía, cualquier otra ventaja o desventaja en su capacidad de comunicación estará asociada principalmente a sus características directivas.
La directividad horizontal (acimutal) de una antena se aprovecha en muchas antenas para concentrar la energía disponible en una determinada dirección de la rosa de los vientos, como haría el reflector de la luz delantera de un automóvil. También se emplean para mejorar la recepción de señales provenientes de una determinada dirección del mismo modo que utilizan los animales sus orejas móviles para recibir los sonidos.
La directividad vertical que posea una antena es muy importante para las comunicaciones ionosféricas pues ellas dependen del ángulo con que las señales alcanzan a la ionosfera, por ello habitualmente preferimos diagramas de radiación vertical con ángulos 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 erróneamente que en las FE/HF la altura de la antena no es importante porque las señales llegan a su destino mediante los reflejos, no es del todo cierto porque los ángulos de radiación bajos se logran solamente con buena altura en las antenas sencillas.
En FME/VHF se logran bajos ángulos en el diagrama de radiación también aumentando la altura y logrando directividad vertical con sistemas más complejos (antenas colineales) que son más fáciles de realizar en esas frecuencias por el menor tamaño 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 energía entre los equipos de radio y el espacio por donde se propagarán las señales". 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 vacío, desprovisto de cualquier tipo de sustancia.

Las antenas son imprescindibles en la estación de radio. Vale la pena insistir en que "una antena siempre será mejor que ninguna antena", no permita que la búsqueda de "la mejor" posponga demasiado la instalación de una antena que, aunque no sea ideal, permita utilizar la estación.

A diferencia de la electrónica o la informática, prácticamente no varían con el paso del tiempo, ni surgen a diario nuevos modelos que mejoren la aptitud de las antiguas. Las antenas son prácticamente las mismas desde hace más de cincuenta años y sus variaciones han sido menores; lo que se aprenda de ellas seguirá siendo cierto y aplicable en el futuro. Poseen variadas propiedades eléctricas que es necesario conocer para comprender todas sus posibilidades. Estas propiedades son materia de conversación y debate permanente entre los apasionados de la radio.

Conviene insistir en que la línea de alimentación no forma parte de la antena (a menos que por alguna razón el sistema de antena se proyecte para que la línea de alimentación, si, sea parte del sistema irradiante, es decir que ella misma irradie energía).
La línea de alimentación no influye ni debería influir en las propiedades irradiantes de la antena. De hecho un trasmisor podría estar conectado directamente en la antena misma sin ninguna clase de línea de trasmisión y la antena, naturalmente, funcionaría igualmente. Concebir la antena, como "un todo", con su línea es un error común que origina gran confusión. Todos los modelos teóricos desarrollados científicamente se han realizado separando estos dos componentes del sistema y esos son los que encontrará en toda la literatura seria sobre el tema.

Impedancia de la antena

El punto de conexión de la antena a la línea de trasmisión, presenta propiedades eléctricas que pueden caracterizarse mediante una impedancia; la llamaremos "impedancia del punto de alimentación" será pues, en general,  una combinación de resistencia y reactancia, simbolizadas mediante un resistor y un inductor o capacitor que pueden representarse en serie o en paralelo según convenga. Debemos tener presente que estos componentes no existen realmente como tales, sino que únicamente simbolizan el comportamiento eléctrico 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 radiación).
Decimos impedancia "del punto de alimentación" porque su valor sería distinto si cambiamos el punto de alimentación a otra parte de la antena (por ejemplo del centro al extremo).
Esa impedancia dependerá, entre otras cosas, de la frecuencia de operación, del tipo de antena, de su realización práctica, del lugar de emplazamiento, etc.
Como vemos, la línea de alimentación puede conectarse en diferentes puntos de la antena, según convenga.
Por ejemplo, una antena de media onda puede tener en el centro valores cercanos a 50 ohms, mientras que en el extremo fácilmente alcanza varios miles de ohms. Esta propiedad se emplea frecuentemente para hallar un punto en que se produzca una buena adaptación entre la impedancia de la antena y la impedancia característica de la línea. Cuando eso no sucede, aparecen ondas estacionarias en la línea (recuerde que esto no es necesariamente perjudicial).

Resistencia de radiación y de pérdidas

Una antena ideal irradiaría toda la energía en forma de ondas electromagnéticas, en la frecuencia que recibe la energía radiofrecuente. En las antenas reales parte de la energía se pierde en forma de calor que también es una forma de electromagnetismo, aunque situada en otra región del espectro; por eso destacamos que estamos interesados en que la energía 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 permitirían representar el proceso.

1. Una resistencia asociada a la energía que se ha  irradiado al éter en la frecuencia de operación, conocida como "Resistencia de radiación"
2. Una resistencia asociada a energía no irradiada, que se pierde o disipa en forma de calor.  Esta es la "Resistencia de pérdidas".

En general la resistencia de pérdidas resulta de:

• Pérdidas en la resistencia propia de los conductores y/o bobinas que eventualmente pudieran formar parte de la antena.
• Pérdidas en sus materiales aisladores (normalmente muy pequeñas con materiales modernos).
• Pérdidas originadas por la absorción de energía 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 radiación en el punto de máxima corriente de la antena, sin embargo no todos los autores adhieren a este procedimiento, por lo tanto, es importante aclarar si la resistencia de radiación ha sido "normalizada" al punto de mayor corriente o es la equivalente en su punto de alimentación).

Eficiencia

Estas dos resistencias (la de radiación y la de pérdidas) se relacionan directamente con un parámetro importantísimo de la antena: que representa su capacidad para convertir la energía que recibe del trasmisor, en energía electromagnética irradiada en la frecuencia de operación, este parámetro es la "eficiencia de la antena".
La eficiencia será más alta cuanto más baja sea la resistencia de pérdidas en relación con la resistencia de radiación. La eficiencia depende de esta relación, así, una antena con 40 ohms de resistencia de radiación y 10 ohms de pérdidas, será tan eficiente como otra que posea 400 ohms de resistencia de radiación y 100 ohms de pérdidas.

Cuando se proyecta una antena o bien su instalación, hay que intentar obtener la máxima eficiencia posible. La eficiencia tiende a disminuir rápidamente cuando el largo de la antena es menor que media longitud de onda ya que la resistencia de radiación disminuye bastante rápidamente cuando se acorta la longitud de la antena, mientras que la resistencia de pérdidas casi no cambia. Cuando es posible disminuir la resistencia de pérdidas en la misma cantidad que disminuye la resistencia de radiación. 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 pérdidas, empleando buenos conductores y aisladores, bobinas o capacitores del mejor factor de calidad y, manteniéndola alejada de objetos capaces de absorber la energía tales como árboles, masas metálicas 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 móvil bobinas de carga pequeñas, de poco diámetro, con espiras juntas o alambre delgado, las bobinas al centro o más arriba  con sombreros capacitivos ayudan...

Existe la errónea creencia que las antenas pequeñas son ineficientes de por sí, el principio de conservación de la energía exige que toda la energía entregada a una antena correctamente adaptada sea disipada, ya sea como calor o como radiación electromagnética.
Si de alguna manera fuera posible reducir la resistencia de pérdidas a cero, por más pequeña que fuera la antena, ella no tendría más remedio que disipar la energía en su resistencia de radiación (irradiarla), desafortunadamente en la práctica no resulta fácil reducir la resistencia de pérdidas, entre otras cosas porque las pérdidas dependen de la "densidad del campo" y en las antenas pequeñas, el campo se concentra en regiones pequeñas, haciendo que los materiales que están en sumergidos en él, disipen más energía. En las antenas de mayores dimensiones, el campo está menos "concentrado" y por lo tanto es menor la absorción de las sustancias responsables de las pérdidas (resistencias, dieléctricos, etc.). Un ejemplo notable de antena pequeña 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 alimentación puede presentar reactancia inductiva o capacitiva. Las reactancias por definición, no producen ninguna pérdida de energía. Si la antena presenta reactancia de cualquier signo, no significa que no funcionará bien (a menos que resulte de una falla imprevista), por eso no es importante que la reactancia sea nula o próxima a cero (resonancia).
La reactancia puede tener cualquier valor sin que ello afecte el rendimiento de la antena. Frecuentemente será necesario cancelar esa reactancia con otra igual y opuesta para presentarle a la línea de trasmisión un valor puramente resistivo (que además debería ser igual al de su impedancia característica), más aún si la línea produce pérdidas importantes en presencia de ondas estacionarias. Hay que procurar que el componente usado para lograr la cancelación de la reactancia no produzca pérdidas adicionales. Si la línea tiene bajas pérdidas tampoco es imprescindible cancelar la reactancia sobre la antena misma, pudiendo hacerse donde resulte más conveniente, por ejemplo, cerca del trasmisor.
La reactancia de la antena depende de sus dimensiones en relación con la longitud de onda, pero también está bastante influida por el acoplamiento mutuo con objetos o conductores cercanos, a veces colocados intencionalmente para lograr algún 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 alimentación una impedancia puramente resistiva a ciertas frecuencias, es decir que su reactancia es nula o casi nula; ello sucede, en las más sencillas, cuando su longitud es próxima a múltiplos enteros de media longitud de onda. Esta condición facilita la transferencia de la energía entre la línea y la antena sobre todo cuando la impedancia característica de la línea es similar a la resistencia del punto de alimentación 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 característica que puede ser útil en ciertas circunstancias y nada más (no encontrará en la literatura profesional ninguna referencia a que una antena autorresonante posea una eficiencia de radiación 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 rómbicas. La mayoría de las antenas de broadcasting donde la eficiencia es un tema prácticamente obligado no son autorresonantes.

Esto no significa que la autoresonancia no tenga ventajas, una típica antena resonante es el dipolo de media onda que ofrece en su centro una resistencia próxima a los 70 ohms resistivos (cuando se opera en su frecuencia de resonancia y está alejado de tierra); puesto que las líneas 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 líneas coaxiles estándar, facilitan la adaptación a los modernos equipos que esperan una impedancia de carga, próxima a los 50 ohms.

Dibujo Orr pag 805

Adaptación de impedancia

La adaptación de impedancia entre la antena y la línea y entre esta y el trasmisor, es quizás uno de los temas que más ocupan la atención en las conversaciones sobre antenas. Sea por una exageración de la importancia del asunto o porque al tener todos los problemas resueltos en el interior de un equipo prefabricado se enfoca la atención sobre aquellos que permanecen fuera, así  la la adaptación de impedancias está muy presente y su palabra clave es ROE. . .

Cuando la impedancia de en el punto de alimentación de la antena no es igual a la impedancia característica de la línea, aparecen sobre esta última ondas estacionarias. Las ondas estacionarias no tienen buena prensa en el ambiente radial, muy pocos están dispuesto a reconocer sus virtudes, la mayoría no las querrá en sus líneas, y algunos harán toda clase de esfuerzos para hacerlas desaparecer de sus vidas...
Para evitarlas basta con adaptar la impedancia de la antena a la línea, sea modificando convenientemente la antena o empleando dispositivos especiales construidos a tal efecto. En muchas antenas se encontrarán ingenios destinados a este propósito bajo la forma de transformadores o dispositivos que reciben enigmáticos 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 característica de la línea como sea posible. A menudo, y para desgracia del aficionado obsesivo, esto solamente podrá lograrse en una porción limitada de la banda de operación.

Cuando la impedancia de la antena no es igual a la de la línea, ella no trasladará al equipo la que encontró en la antena excepto en el caso que su longitud eléctrica resulte múltiplo exacto de media onda, una línea de 50 ohms conectada a una antena de 75 ohms, nunca mostrará en los terminales que van al trasmisor una resistencia de 50 ohms pura excepto en estos múltiplos mencionados.
Los equipos usualmente se diseñan para operar sobre una impedancia próxima a los 50 ohms (lo cual no significa que el equipo tenga una impedancia "de salida" de 50 ohms, como se suele afirmar).
Los más económicos no suelen incorporar dispositivos para corregir diferencias en la impedancia de carga, pero acostumbran tener circuitos electrónicos 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 línea algún sistema para transformar la impedancia que presenta la línea 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 automáticamente. Se conocen como "acopladores de línea" o "Transmatch", esta última voz proviene del inglés "Transmitter matching", es un dispositivo muy popular.

Es interesante señalar que los antiguos equipos con salida valvular incluían un dispositivo de adaptación 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 línea a la impedancia que precisaba su etapa de salida valvular.
También podemos decir que no es cierto que los acopladores "engañen al equipo" o le hagan creer "que no existen ondas estacionarias", la palabra "engañar" no es aplicable a los objetos. Un acoplador efectivamente puede eliminará las ondas estacionarias entre el equipo y él, haciendo que el equipo opere con la impedancia de carga correcta. Aunque sobre la línea de bajada continúe habiendo ondas estacionarias, eso no es en si, bueno o malo, dependerá de si las pérdidas debidas a dchas estacionarias son o no importantes, frecuentemente, en HF, no lo serán...

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 algún aspecto que nos interese. Es necesario especificar cuál característica estamos considerando, podría ser el "ancho de banda de ganancia" refiriéndose 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 línea esté por debajo de un valor dado (normalmente menor que 2:1), también puede definirse un "ancho de banda de impedancia" y así sucesivamente.

Polarización

Como se explicó en el capítulo dedicado al electromagnetismo, la polarización de una onda es el ángulo que forma con el horizonte la componente eléctrica de la señal en su dirección de máxima radiación. Que el campo sea paralelo o perpendicular al suelo influye mucho en  el desempeño de las antenas que se hallan en sus cercanías. En la práctica los aficionados emplean varios tipos de polarización: horizontal, vertical, doble, circular, elíptica. Generalmente será horizontal o vertical.
En las antenas simples la polarización dominante coincide con la orientación del elemento irradiante, entonces, un dipolo horizontal irradiará con polarización horizontal y una antena vertical lo hará con polarización vertical. Las antenas que irradian con polarización horizontal tienen pobre rendimiento cuando están a baja altura, mientras que las verticales se desempeñan mejor. Esta particularidad hace que se obtengan mucho mejores resultados en el mar con polarización vertical que con horizontal. El efecto está relacionado con la longitud de onda, de este modo, cuando la longitud de onda es pequeña (frecuencias más elevadas), pueden permitirse alturas menores en las antenas horizontales.

La polarización de las señales una vez que han sido irradiadas, puede variar a medida que atraviesan diferentes medios o sufren reflexiones; la polarización con la cual la señal arribará a destino en un determinado instante puede ser imprevisible. Suelen emplearse en trasmisión o recepción sistemas de polarización doble o circular para evitar el desvanecimiento por cambio en la misma.
El hecho de que la polarización de las señales recibidas pueda llegar a ser aleatorio, no significa que la polarización 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 polarización con que ellas emiten o reciben (por ejemplo sus lóbulos de radiación), independientemente de lo que suceda con la polarización de la señal que ya abandonó las misma.
Nótese que la polarización se definió "en la dirección de máxima radiación", entonces, una antena de polarización horizontal, no necesariamente irradia energía únicamente en esa polarización, por ejemplo un dipolo común de media onda posee en la dirección de sus extremos polarización 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 energía, ya sea en la forma de campo eléctrico o magnético. En esta zona la antena se comporta, en tal sentido, como un capacitor o un inductor, la energía que está 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 único que tiene importancia en zonas alejadas de la antena. Ese campo ya es una onda electromagnética en toda regla, (en el cercano era simplemente un campo eléctrico y un campo magnético, no un campo "electromagnético"). Naturalmente existe una zona intermedia en la cual ambos tipos de campo coexisten.

La zona de campo cercano es muy importante; en ella tendrán influencia sobre las características eléctricas y directivas, los objetos que allí existan. Esos objetos pueden ser colocados intencionalmente como los elementos parásitos de una Yagi, pero también pueden ser estructuras o materiales que pueden influir en el comportamiento de la antena, distorsionando su diagrama directivo o alterando su impedancia.
Otra cuestión digna de mención es que los ruidos eléctricos o magnéticos producidos por aparatos diversos afectan más a algunos tipos antenas que a otros, dentro del campo cercano.
Por ejemplo: los ruidos producidos por descargas eléctricas (que superan el valor de tensión de ruptura del aire) tendrán más influencia sobre una antena tipo Hertz que sobre una antena de cuadro blindada y a la inversa, los ruidos predominantemente magnéticos debido a picos de corriente de corta duración muy intensos pueden afectar más 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 electromagnéticas y una antena solo podrá ser más inmune a uno u otro únicamente por alguna características directiva y/o polarización.
Hay diversas maneras de analizar dónde 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 válidas.

La antena de media onda o "Hertz"

La antena más básica 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 próxima a la media onda
Es, sin duda, la antena más popular en las bandas de HF y la más fácil de realizar y poner a punto. Puede alimentarse por un extremo, en este caso se la llama Hertz "Zeppelin" (porque así la alimentaban en los dirigibles); puede alimentarse fuera de centro (generalmente al 14 %), en este último caso, con línea unifilar se la llama "Windom" y con cable coaxil, Windom "Carolina".
Alimentada en el centro es la configuración más usual, pues se adapta muy bien a un cable coaxil común.

A diferencia de la antena tipo Marconi, no depende de una conexión 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 oscilación se producía  en la frecuencia de autorresonancia de su antena).
Si se opera en un múltiplo de esa frecuencia (o cualquier otra) y está alimentado al centro, cambia su nombre por el de "doblete" o "dipolo", aunque se trate del  mismo objeto físico. Si queremos ser precisos podemos decir: "se trata de un antena Hertz para tal banda, operando en armónicos". La antena Hertz, puede montarse en cualquier posición, horizontal, vertical, inclinada, etc.
Es casi un milagro que un dispositivo tan simple proporcione tan buenos resultados. Descubrirá que es una antena muy difícil de superar, por su sencillez, practicidad y rendimiento.

La longitud en metros de un dipolo de media onda en HF se calcula mediante la fórmula 150/f`[MHz]. A este resultado habrá que quitarle de 1 a 5 % de la longitud dependiendo de: la altura de la antena sobre el terreno, el diámetro del conductor empleado, si posee o no balun y si el alambre es desnudo o aislado. Nota: la fórmula 142,5/f es una regla que casi siempre le dará una antena corta (cuando hay balun), utilice un número mayor en el numerador pues siempre será más fácil acortar una antena larga que añadirle cable o tubo a una que ha quedado corta... Si el dipolo no tiene balun puede suceder que parezca más 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 simetría. Ello se logra muy fácilmente alimentándola al centro pero no es imprescindible (también será un "dipolo" si se alimenta fuera de centro o al extremo).
Aunque el término doblete es sinónimo de dipolo, tiende a aplicarse más frecuentemente a antenas alimentadas al centro por razones históricas. Habitualmente el término no está 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 será menor que media onda y podrá 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 técnica no está totalmente unificada la nomenclatura y encontrará diferentes definiciones al respecto.

Nota: En física, con el término "dipolo" también se alude a un par de cargas (eléctricas o magnéticas) separadas cierta distancia. Un dipolo de cargas, oscilante, irradia energía electromagnética. Una antena dipolo, es al mismo tiempo un "dipolo" en este otro sentido, pero el dipolo oscilante no necesariamente es idéntico a una antena dipolo, como por ejemplo el que se menciona en el punto siguiente. Este doble uso del término "dipolo" suele conducir a confusiones. 

Dipolo Hertziano

Casi toda teoría 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 múltiples de estos minúsculos dipolos infinitesimales. Ese procedimiento da origen al llamado "método de los momentos" con los cuales se estudian las complicadas relaciones vectoriales que intervienen en la formación de los diagramas de radiación de las antenas en los modernos sistemas de diseño asistido con computadoras. Estos métodos numéricos proveen resultados tan ajustados a la realidad que ya son de utilización prácticamente universal. Así, para complicar más las cosas, resulta que un "dipolo hertziano", no es lo mismo que una "antena Hertz..."

La V invertida

Una variante común 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 más o menos elevado para montarla convenientemente, (la Hertz convencional requiere dos, uno en cada extremo). En la práctica hay muy poca diferencia en los resultados del dipolo horizontal y la V invertida,  no es necesario preocuparse demasiado por la elección de una u otra. La antena en V invertida presenta polarización vertical y horizontal, pero la mayor intensidad de campo en una polarización está 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 también es una antena fácil de acoplar al equipo, de polarización vertical, sencilla y de buenas características. Se llama Marconi pues es semejante a una de las que empleaba el célebre inventor en sus comienzos y en su honor.
Consiste de un conductor vertical cuya longitud es aproximadamente un cuarto de onda, separado algunos centímetros del suelo por algún aislador sobre el cual se conecta un terminal de la línea de trasmisión; 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 característica distintiva es emplear a la tierra como conductor para cerrar el circuito eléctrico. Marconi recurría a este expediente con un concepto similar al utilizado hasta hoy en la distribución de energía eléctrica y durante mucho tiempo en la telegrafía alámbrica, consistente en emplear a la tierra como conductor y así 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 servirá de mucho, normalmente, enterrar una jabalina hasta la napa freática 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 círculo.
En la práctica convendrá 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 razón en FE (HF), sobre todo en las bandas más bajas no resulta muy fácil de instalar. En la banda de ochenta metros una Marconi completa alcanza los 20 m de altura y precisa un diámetro de unos cuarenta metros para sus radiales.

Es una antena autorresonante (aunque suele utilizársela acortada, recurriéndose a bobinas "de carga" u otros artilugios para "sintonizarla"). Apreciada por su bajo lóbulo de radiación que favorece los DX, cuando se instala sobre terrenos muy conductores o en el mar, también es valiosa para efectuar comunicaciones locales por onda superficial en las frecuencias más bajas donde el dipolo horizontal no resulta adecuado por las pérdidas que la tierra produce en el campo eléctrico polarizado horizontalmente.

Cuando se instala alejada del suelo (en términos 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 pérdidas.
En casi todas las bandas de VHF y diez metros, es una de las antenas más populares por su simplicidad y buen desempeño. Como en los vehículos resulta más práctico montar antenas verticales, es ideal para el propósito. En VHF se aprovecha una superficie conductora como el techo metálico del móvil para el plano de tierra artificial y en HF toda la carrocería que opera como una placa que produce el acoplamiento capacitivo a la tierra verdadera.
La antena de un cuarto de onda es muy fácil de construir, y sin recurrir a dispositivos de adaptación de impedancias se acopla a las líneas de trasmisión usuales (RG-8, RG-213, RG-58) con una adaptación prácticamente perfecta. Es una antena recomendable tanto para la estación móvil como para la fija.

En las frecuencias más bajas de FE (HF), se las emplea generalmente en vehículos con bobinas intercaladas en el irradiante para su sintonización (cancelación de la reactancia fuertemente capacitiva resultante de su corta longitud), a pesar de que su pequeña 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 vehículo es muy inferior al óptimo y, como se dijo solo sirve para acoplar el sistema capacitivamente a la tierra que está debajo de él.

Antenas multibanda

Tener varias antenas optimizadas para cada banda de operación puede ser deseable, pero la mayoría de los aficionados pocas veces tienen esa oportunidad, sobre todo cuando de antenas direccionales se trata. Es una práctica corriente disponer de una o más antenas capaces de operar cada una de ellas en varias bandas.
La antena multibanda más común en la estación suele ser una direccional de FE (HF) que comúnmente opera en las tres bandas más populares, 20, 15 y 10 m. También es común ver dipolos provistos de elementos que permiten alargar o acortar su longitud eléctrica automáticamente, aprovechando los efectos de los circuitos resonantes paralelos, estos dispositivos se conocen como "trampas". Hay muchas maneras de realizar antenas multibanda que se describirán en las secciones constructiva que eventualmente podrán acompañar a este manual.

La creencia en que las antenas multibanda dan, de por si, pobres resultados es totalmente errónea. Es posible que cierta antena multibanda sea inferior a otra monobanda, pero eso obedecerá a parámetros de diseño que produzcan ese resultado. Por la misma razón 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 típico en la conocida antena rómbica. El desempeño de la antena depende únicamente de su rendimiento eléctrico y su directividad, estos parámetros nada tienen que ver con su capacidad para operar en una o más 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 operación, 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 requerirá de algún dispositivo de adaptación de impedancias para acoplarla cómodamente al trasmisor. El diagrama de radiación de una antena de este tipo produce una directividad bastante acentuada en direcciones simétricamente dispuestas a ambos lados de la dirección 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 continuación. Como contrapartida, se trata de una antena desbalanceada que no puede alejarse de las fuentes de ruido domésticas, 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 trasmisión o recepción será un muy eficiente radiador o recolector de energía, siempre que se tomen recaudos para evitar pérdidas por la cercanía de objetos o de la misma tierra (como con cualquier otra antena).

A diferencia de una antena resonante alimentada al centro, su impedancia difícilmente coincidirá con la de la línea de alimentación o la del equipo y casi seguro requerirá algún dispositivo de adaptación, normalmente uno conocido como "Transmatch" (del inglés "Transmitter Matching") o "Sintonizador de antena" (nombre técnicamente inapropiado que conservamos por una cuestión de tradición e histórica).
Si no hay pérdidas notables en el sintonizador, una antena de este tipo funcionará muy bien en condiciones usuales si su longitud no es muy pequeña en comparación a la media longitud de onda.
Estas antenas pueden operar en cualquier frecuencia (si el adaptador de impedancia lo permite) y generalmente son fáciles de instalar por lo cual son favoritas en las salidas casuales.
Es posible que un alambre cualquiera, por su longitud, en las bandas más altas se comporte como "hilo largo", presentando alguna directividad  indeseada, conviene arbitrar medios para variar la longitud en cada caso, eso, además, facilitará 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 automáticos, 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.
Podrían emplearse interruptores reales, como relevadores u otro ingenio mecánico, pero esos componentes complican la realización práctica.
Esta solución 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 disposición en las antenas horizontales es que el irradiante se comportará como un dipolo de media onda en cada banda, con lo cual el diagrama de radiación será el correspondiente a un dipolo monobanda en cada frecuencia (bastante omnidireccional). Las antenas de hilo largo, los dobletes operando en armónicos o las multibanda tipo G5RV y similares producen diagramas de radiación 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 automáticamente el irradiante y los elementos parásitos 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 logarítmicas

Hay distintas clases de antenas logarítmicas. Las más conocidas son las del tipo direccional que han sido empleadas durante años en los receptores de TV hogareños. 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 porción 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 éxito estas antenas en HF, aunque el tamaño de estas estructuras generalmente es prohibitivo para la mayoría, además las antenas multibanda normales fácilmente superan en ganancia a las logarítmicas típicas. También existen antenas logarítmicas 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 métodos para acortarlas. Cuando un doblete de media o una Marconi de cuarto de onda se acortan, su resistencia de radiación disminuye y eso tiende a disminuir rápidamente la eficiencia, además, la antena comienza a presentar en su punto de alimentación una reactancia capacitiva muy importante que dificulta su acoplamiento a las líneas de alimentación 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. También se emplean otras formas para "alargar" eléctricamente a la antena, por ejemplo superficies que producen cargas capacitivas sobre sus extremos conocidas como "sombreros" porque se utilizan comúnmente a tope de las antenas verticales, o plegamientos de los conductores de la antena llamados cargas lineales. También se están experimentando disposiciones de los conductores basadas en ciertas leyes matemáticas conocidos como "antenas fractales".

Antenas fantasmas

La "antena fantasma" no es propiamente una antena. En inglés se la conoce como "dummy load" o "carga simulada" que es un nombre más descriptivo. Consiste de uno o más resistores que se conectan en reemplazo de la verdadera antena para realizar pruebas y ajustes sin provocar interferencias u ocupar espacio en el éter proveyendo además una terminación correcta a los equipos.
La antena o "carga" fantasma tiene que ser capaz de absorber la potencia del trasmisor (convirtiéndola íntegramente en calor) durante un período razonable sin dañarse ni variar sus características. El  resistor debe estar convenientemente blindado para que la carga no irradie energía "en la frecuencia que se la está utilizando" (pues el calor es también una radiación de energía electromagnética).
Una buena carga no presenta reactancia en las frecuencias para la cual está previsto utilizarla.
Las antenas fantasmas pueden confeccionarse fácilmente 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 más comunes son de 50 ohms, pero pueden tener cualquier otro valor de acuerdo a su aplicación específica.

Balunes.

Un dispositivo con dos terminales, como un resistor o una antena dipolo, puede tener aplicada una tensión entre sus bornes pero ninguna tensión respecto de tierra. En este caso se dice que el dispositivo está "balanceado" (respecto de tierra), porque a un ligero aumento de tensión en uno de sus terminales corresponde una disminución igual de la tensión en el otro de manera que en conjunto la tensión respecto de tierra siempre es nula (de allí 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 podríamos pensar a ese mismo dispositivo con uno de sus terminales conectado a tierra, en tal caso al aplicarle tensión, al estar uno de los terminales conectado a tierra, necesariamente el otro tendrá una tensión cualquiera respecto de tierra. Por lo tanto un aumento o disminución en esa tensión no será correspondido con ninguna variación en el que está a tierra. En este caso se dice que el dispositivo está "desbalanceado".

Frecuentemente en electrónica es necesario conectar un dispositivo que está desbalanceado a otro que debe estar balanceado o viceversa, en tal caso se recurre a dispositivos llamados "balunes", palabra que proviene del la contracción de dos palabras del inglés BALanced to UNbalanced.

Por ejemplo conviene, por diversas razones, que nuestro trasmisor tenga su chasis unido eléctricamente a tierra y también 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, según 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 prácticas de lograr el resultado, los balunes se construyen con distintas e ingeniosas disposiciones eléctricas. Pueden realizarse con cables, tubos o arrollamientos sobre núcleos de ferrite o hierro pulverizado con forma toroidal o solenoidal. Pueden construirse para que sean simultáneamente transformadores de impedancia.

La instalación de balunes en las antenas no siempre es esencial y a veces su implementación práctica introduce más problemas de los que resuelve, por ejemplo, construidos con ferrites inadecuados pueden introducir pérdidas importantes o saturarse con potencias no muy elevadas o reactancias de la antena, generando señales espurias. (Nota: los balunes realizados con núcleos de ferrite se diseñan normalmente para funcionar en "banda ancha", se espera que operen bien en al menos una década 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 núcleo.

Cuando la antena tipo dipolo se acopla al coaxil sin balun puede producirse un efecto de alargamiento eléctrico de la misma porque al conectar el cable desbalanceado una circulación corriente sobre el lado exterior de la malla del coaxil, haciendo que la malla del coaxil pase a  formar parte de la antena originando, además, irradiación de energía por parte de este.
La radiación de la línea dará lugar a una deformación del diagrama de radiación típico del dipolo balanceado, no muy importante, pero que puede ser necesario considerar cuando se desea controlar los resultados con precisión. Esta irradiación no necesariamente será nociva ni producirá por si misma interferencias en otros equipos, pero, si el coaxil pasa muy cerca de otras instalaciones eléctricas, esa radiación, por la cercanía física puede afectar aparatos sensibles. Si el coaxil pasa alejado de otras instalaciones (como lo hace la antena), ¡no hay ninguna razón para que la corriente de radiofrecuencia afecte a otros equipos más de lo que la misma antena puede hacerlo...!
Recuerde que un balun no es un dispositivo sino una forma de utilizar ese dispositivo, será balun si lo usamos como balun, pero podrá ser un simple transformador de aislación si se lo emplea entre dos dispositivos desbalanceados. Tampoco es un balun un transformador toroidal con núcleo de ferrite, a menos que se lo esté utilizando precisamente con ese propósito. 

El "choke" balun

Mencionamos aparte este balun porque representa una solución 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 bloqueará la circulación de corrientes sobre la parte exterior de la malla de blindaje preservando así el balance de la antena.
No es de banda ancha aunque si se lo proyecta adecuadamente funcionará 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 pérdidas despreciables, sin efectos indeseados por saturación del núcleo y capaz de manejar grandes potencias, es indudablemente buena razón para adoptarlos en la estación. En la práctica están desplazando rápidamente a los balunes tradicionales (con o sin núcleo de ferrite) realizados con varios bobinados. Una propiedad importante, que lo hace más interesante aún, es que impide la circulación de corrientes de RF por la parte exterior de la línea aún cuando la antena en si misma, no se encuentre bien balanceada.

Las corrientes y cargas eléctricas que existen en los conductores de la antena tendrán una distribución geométrica peculiar la cual nace de su diseño mecánico y eléctrico, así, cada parte infinitesimal de antena contribuye al campo total, tanto en intensidad como en fase, de tal modo que la intensidad del campo irradiado variará de acuerdo a la dirección considerada. Este fenómeno que se denomina "directividad", se produce naturalmente y estará presente en todo conductor que irradie energía radiofrecuente.
Encontrará muchos dibujos en los cuales se representa gráficamente la intensidad de campo en función de la dirección, sea esta vertical u horizontal. Se llaman "diagramas de radiación" y son útiles para elegir las antenas más convenientes para cada aplicación.
La directividad puede controlarse parcialmente a partir de un diseño ingenioso de la antena lo cual da lugar a muchos diseños prácticos interesantes. Ella puede variar por la cercanía de objetos absorbentes y/o reflectantes de las señales, propiedad que se aprovecha para lograr directividad bajo control como en las antenas tipo Yagi. También se consigue directividad, alimentando diferentes conductores con las fases adecuadas para lograr el objetivo (logarítmicas, tipo cortina, Zeppelin doble extendida, etc.).
La reflexión en cuerpos cercanos juega un papel fundamental en la generación del diagrama de radiación de cualquier antena. Un cuerpo muy especial responsable de un efecto importantísimo en el diagrama de radiación vertical de prácticamente 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 isotrópico

Es una antena imaginaria que irradia energía igualmente en todas las direcciones, tanto verticales como horizontales. En la práctica no puede construirse exactamente tal antena pero se utiliza como una referencia conveniente en los cálculos teóricos para comparar la directividad o ganancia de otras antenas. Es una suerte de antena patrón que, al igual que el metro o el kilogramo, sirve para fijar la unidad de ganancia. La ganancia de las antenas se especifica en relación 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 común, pueden enfocar la energía disponible en cierta dirección concentrándola hacia allí para aprovecharla mejor. En recepción conservan esta característica recibiendo energía de cierta dirección; generalmente esto equivale a aumentar la "superficie efectiva" de la antena, con lo cual puede extraer más energía del frente de onda que una omnidireccional. Esta propiedad es más fácil de visualizar en las antenas parabólicas donde es más sencillo ver que la energía captada por todo el plato es concentrada en la pequeña antena que esta normalmente en su centro. Esta valiosa cualidad se denomina "ganancia" cuando incluye el rendimiento eléctrico de la misma y "directividad" cuando solo se comparan los diagramas de radiación sin intervención de la potencia, no obstante son dos conceptos íntimamente relacionados.

La ganancia de las antenas siempre está asociada a alguna forma de directividad, Las antenas son elementos pasivos que no pueden amplificar señales, lo más que pueden hacer es tratar de recoger la mayor cantidad de energía posible de su espacio circundante (algo similar a recoger agua de lluvia), y esto únicamente 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 deberá a una mayor concentración de la energía disponible de o desde cierta dirección, sea intencional o no; recuérdelo: ¡no hay ganancia sin directividad...!, por eso, siempre que una antena provea "ganancia" lo hará hacia ciertas direcciones en detrimento de otras.
Existen antenas que poseen directividad mas no ganancia, algunas inclusive presentan gran atenuación, igualmente pueden resultar muy útiles para discriminar ruidos provenientes de ciertas zonas o favorecer la recepción de estaciones que se hallen en cierta dirección, separándolas de otras que podrían ocasionar interferencias, también son útiles para fines goniométricos, etc.

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

La ganancia de una antena se define como "el cociente entre la energía que habría que aplicarle a un radiador isotrópico y la que realmente se aplica sobre la antena que se está midiendo, para lograr la misma intensidad de señal en una dada dirección".

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

Si a un radiador isotrópico hay que aplicarle 10 watts para que produzca en dirección Norte la misma intensidad de señal que la antena directiva marca ACME coloca allí con solo1 watt, entonces la antena ACME tiene una ganancia de 10 (veces) respecto de la isotrópica que en decibeles también es 10 dBi. Los decibeles son unidades logarítmicas de uso muy frecuente en electrónica. También hay que destacar que si bien en el ejemplo se tomó la dirección Norte, en rigor, la dirección que ha de considerarse es tanto en el sentido horizontal (acimutal) como vertical.

Directividad horizontal (acimutal)

Es el sector o ángulo horizontal hacia o desde el cual la antena  trasmite o recibe la energía más efectivamente (es diferente para cada ángulo vertical que se considere). Esta propiedad permite, en recepción, eliminar ruidos o interferencias no deseadas que provengan de direcciones horizontales distintas de la deseada. En recepción convienen antenas que proveen diagramas directivos "limpios", es decir libres de lóbulos secundarios y que posean una discriminación frente-espalda mayor.
No debemos pensar que cuanto mayor ganancia posea una antena mejor será, pues, como dijimos, la ganancia está asociada siempre a la directividad. Cuando la directividad es horizontal, puede ser incómoda de operar pues lleva tiempo girarla, también podemos perder una estación débil que esté en otra dirección. La situación empeora cuando se trata de comunicar con varias estaciones a al vez. Conviene disponer, simultáneamente, de una antena omnidireccional (o casi) y disponer medios rápidos para conmutar entre una y otra.
No hay que confundir directividad horizontal con polarización horizontal. Una antena que posea directividad horizontal puede tener polarización vertical, horizontal, circular o mixta indistintamente. Las antenas directivas más comunes son las tipo Yagi o cúbicas (Quads), hay muchas otras configuraciones útiles.

Dibujos de diagramas directivos por ejemplo pag 810 Orr

Directividad vertical

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

Es importante señalar que en FE (HF) la directividad vertical se aprovecha para enfocar energía hacia la ionosfera en los ángulos que resulten más convenientes para la comunicación a ciertas distancias. En general se prefiere un diagrama directivo vertical que favorezca los ángulos de radiación más bajos para alcanzar los destinos más lejanos con pocas reflexiones.
No es extraño, sin embargo, la utilización de antenas que otorgan preferencia a los ángulos cercanos a la vertical, para lograr reflexiones en la ionosfera que devuelvan la señal "hacia abajo" proveyendo mejor cobertura local. Esto es posible, sobre todo en las frecuencias más bajas de FE (HF), donde la frecuencia crítica de la capa ionizada permite este tipo de reflexión. Este modo de propagación se conoce como "Onda celeste de incidencia casi vertical", (en inglés: 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 satélites artificiales de órbita baja que están muy poco tiempo en la zona de alcance y que rápidamente barren el cielo desde el horizonte hasta el cenit en muchas direcciones del la rosa de los vientos.

Conviene señalar 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 así porque las propiedades directivas verticales de una antena situada sobre una superficie más o menos conductora como el suelo se modifican sustancialmente por la presencia de éste.
En FE (HF) se verifica para todas las antenas normales y en VHF, recién en comunicaciones entre aviones (por las alturas involucradas) puede prescindirse del efecto del suelo. También el uso de antenas direccionales apuntadas hacia arriba para comunicaciones satelitales queda parcialmente fuera de esta observación. 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 formación de los lóbulos que favorecerán un DX o una comunicación local, la altura es una variable muy importante a este respecto. Téngalo presente cuando se trate de antenas horizontales pues a menudo escuchará decir que tal o cual antena horizontal tiene "ángulo de disparo más bajo" (por ejemplo, un dipolo común, una antena "Bazooka" o cualquier otra variante más o menos similar), casi siempre tal aseveración no corresponde a los hechos.
El diagrama de radiación vertical de las antenas polarizadas verticalmente también depende fundamentalmente de la altura- Cuando están cerca del suelo y este es buen conductor (a diferencia de las horizontales), pueden producir lóbulos de radiación muy bajos, lo que les confiere buen desempeño en DX.
Las antenas de polarización horizontal a baja altura (en términos de longitudes de onda) no pueden producir ángulos de radiación bajos y en general sufren de mayor atenuación por la presencia de tierra que "cortocircuita" el campo eléctrico horizontal, lamentablemente, tampoco lo hacen las verticales cuando están instaladas sobre suelos de pobre conductividad.

La antena direccional Yagi - Uda

Recibe el nombre de sus inventores japoneses, los señores Hidetsugu Yagi y Shintaro Uda, quienes la describieron en 1926. Las antenas tipo Yagi son las antenas direccionales más populares, se emplean en rangos de frecuencia que van desde los pocos MHz hasta algún GHz. Son confiables livianas y sus características directivas han sido muy bien estudiadas por lo cual son muy conocidas. Hay muchos diseños prácticos y programas de diseño asistido para lograr de ellas sus mejores características. (figura modificada de www.signalengineering.com)

Elementos parásitos

Las antena Yagi (y otras) consiguen su directividad mediante la utilización de los llamados "elementos parásitos". El nombre deriva de que ellos son conductores que se interponen en el campo eléctrico y magnético del conductor principal de la antena al cual está conectado el trasmisor (note que no hemos dicho "electromagnético" sino "eléctrico y magnético"), razón por la cual se inducen en ellos corrientes eléctricas.
En los comienzo de la electricidad a las corrientes inducidas se las llamaba "parásitas". porque producían pérdidas, por ejemplo, las corrientes de Foucault en los transformadores.
Estas corrientes inducidas hacen que los elementos parásitos reirradien, a su vez, energía radiofrecuente de tal manera, que su campo se combina armoniosamente produciendo un refuerzo en cierta dirección y sentido, a expensas de las demás, produciendo la directividad buscada.
El elemento que recibe la energía directamente del trasmisor, recibe el nombre de "Elemento Excitado", en la Yagi es normalmente un dipolo de media onda abierto o plegado. Los elementos parásitos, son dipolos abiertos realizados mediante un simple conductor recto.
A los elementos parásitos que se hallan en la dirección de máxima radiación se los denomina "Directores", porque de algún modo dirigen la energía hacia esa dirección. Al elemento situado inmediatamente al lado del excitado, pero en la dirección opuesta (decimos que está detrás) se lo llama "Reflector" y su función es evitar que se emita energía hacia la parte posterior (puede haber más 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. También pueden combinarse en el mismo soporte elementos con ambas polarizaciones como muestra la figura o combinarse eléctricamente ambos grups para producir polarización 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; también consta de un elemento excitado y de elementos parásitos. La diferencia radica en que tanto el elemento excitado como los parásitos están 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 relación frente espalda, menor peso, como en otros órdenes, hay quienes prefieren unas y quienes otras. (figura modificada de www.kimware.com)

Propiedades eléctricas del terreno

Lo usual es que las antenas estén montadas próximas a la tierra (en el sentido amplio que incluye ríos y mares), como explicamos, la tierra modifica la formación del campo electromagnético 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 eléctrico, él se convierte en uno de los conductores de la antena que se conectan al trasmisor, por lo tanto las características del mismo influirán 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 radiación electromagnética del terreno siempre forma parte del sistema (excepto, naturalmente, cuando la antena está muy alejada de él, o en el espacio). Inclusive en antenas en que la tierra no forma parte de su sistema eléctrico (tal como los dipolos) la tierra influye a través de la reflexión y, esta reflexión, no es otra cosa que radiación. La radiación 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 eléctricas del sitio sobre el que están 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 electromagnética ha abandonado la antena, ya no tiene nada que ver con ella, es una entidad independiente y autónoma. La antena podría desaparecer y la onda electromagnética no se enteraría de la novedad. Pero el comportamiento de las ondas ya irradiadas también es fuertemente afectado por la presencia de la tierra, aunque no son ya las características del suelo inmediatamente cercano a la antena sino las de la geografía vecina (que puede alcanzar varios kilómetros). Naturalmente prácticamente nada puede hacerse para cambiar las condiciones del terreno a esas distancias. Las propiedades de la tierra en regiones muy alejadas también influyen cuando la señal 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 radiación (ese es el fenómeno de la reflexión).

Aunque la propagación sea por reflexión ionosférica, la tierra jugará un papel esencial, porque el diagrama de radiación vertical de las antenas usuales en las proximidades de tierra depende de la tierra para formarse (aunque la antena esté a muchas longitudes de onda de altura sobre ella, como sucede en VHF).

Si la vecindad geográfica fuera perfectamente conductora se obtendrían diagramas de radiación verticales muy nítidos, como muestra la figura en las líneas más exteriores, al compararlo con el correspondiente a una tierra promedio húmeda (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 mínima radiación esta no llega a anularse como sucedería 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 línea más exterior y un suelo medio (zona en gris). Alli se ve bien claramente que en terreno mal conductor, la propiedad de producir lóbulos de radiación con máximos en ángulos próximos a 0° que tendría una antena vertical no se puede explotar porque no hay radiación en ángulos bajos..
Esta propiedad de las antenas verticales rodeadas de geografías 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 trasmisión o recepción. Si la antena es más eficiente en trasmisión, también lo será en recepción. Lo mismo sucede con sus propiedades directivas; si una antena irradia mejor hacia el norte y no hacia el resto de los puntos cardinales, recibirá mejor señales provenientes del norte que de otros puntos cardinales.

¡Aprenda a modelar antenas..!

Hay disponibles poderosísimos programas de diseño asistido (algunos gratuitos como 4NEC2 y MMANA), con los que podrá 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 radiación.
Con estos programas podrá visualizar lo que sucede con distintas configuraciones y adquirirá una visión conceptual inestimable a la hora de interpretar los resultados de los sistemas reales. En la sección "La computadora personal en la radio", hay más información sobre el sujeto.

Interferencias en RF

Con el nombre de "Interferencias de Radio Frecuencia" IRF (RFI) se conocen los fenómeno que impiden recibir correctamente una señal de radio o funcionar apropiadamente a un equipo electrónico. Designa únicamente los fenómenos originados por objetos tecnológicos, 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 víctima 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 ética o inmorales en otros ámbitos. Nos interesa estudiar particularmente las interferencias involuntarias.
Las interferencias que pueden encontrarse en la operación, son legión, y un análisis detallado de las mismas excede el marco del apunte, mencionaremos algunas de las más comunes:

• Radiaciones indeseadas de equipos electrónicos industriales u hogareños que utilizan partes capaces de emitir energía en el espectro radioeléctrico. Producen muchos inconvenientes porque hoy, casi todos los aparatos disponen de algún circuito electrónico capaz de producir alguna forma de radiofrecuencia, por ejemplo: transformadores de pulsos incorporados a lámparas de alumbrado domiciliario, monitores de computadoras, circuitos de alimentación y barrido de televisores, fuentes de alimentación conmutadas, etc.
• Radiaciones espurias de equipos que fueron construidos para producir señales de radio, ya sea por mal funcionamiento del equipo, falta de blindajes o inadecuado filtrado. Pueden ser radiaciones que resultan ser múltiplos enteros de la frecuencia fundamental de operación denominadas armónicas (a la fundamental se la llama "la primera armónica"), o ser autooscilaciones de una o más etapas, productos de mezcladores internos, escapes de etapas que deberían estar encerradas en cajas blindadas, etc.
• Radiaciones producidas por la combinación de una o más señales 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 más comunes de interferencia en receptores de TV o FM domésticos por parte de la estación de aficionados, generalmente por un diseño inadecuado del receptor que no contempla su operación en presencia de intensos campos radiofrecuentes.
• Falla de blindaje en sistemas cuya operación debería estar confinada, tal como los tendidos de videocable, adonde la señal puede ingresar provocando interferencias en los receptores de TV o egresar produciendo interferencias en los sistemas de recepción de la estación. Cabe mencionar que no son responsabilidad del emisor las interferencias que puedan producirse en un sistema de videocable o red similar. También debe decirse que las normas de apantallado mínimo permitidas para los sistemas de video cable en algunos países no son tan rigurosas para evitar su recepción en las cercanías 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 construcción de máquinas cuyo funcionamiento requiere de la producción de energía radiofrecuente pero que no están destinados a producir señales inteligentes. Hornos de inducción, máquinas de diatermia, etc.
• Idem para equipos que producen chispas de todo tipo, tales como escobillas de motores, máquinas de soldar películas de plástico
• Luces fluorescente, balastos electrónicos, letreros luminosos de Neón, dimmers, televisores, computadoras y monitores, equipos de electromedicina, aisladores sucios o con fallas en las líneas de alimentación (sobre todo las media y alta tensión), electrocutadores de insectos, controles automáticos de encendido de luces, luces navideñas, falsos contactos en culotes de lámparas incandescentes o lámparas a punto de quemarse, etc.
• Interferencias sobre equipos no diseñados para utilizar ondas de radio: amplificadores de audio, teléfonos comunes, computadoras, etc. Estas nunca resultan de una falla en los equipos emisores porque los aparatos mencionados deberían contar con protecciones adecuadas para que ellas no los afecten. Muchos fabricantes no se preocupan por proteger a sus clientes en su afán de bajar los precios, sacrificando la calidad de sus productos.

Las interferencias son un problema técnico 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 más bien culpar al que produce la señal de radio es casi inevitable, tanto por legos como por los más o menos entendidos. El vecino suele estar poco dispuesto a entender que "causa" no está necesariamente asociado a "responsabilidad" o "culpa". La causa puede ser la trasmisión (aunque sea técnicamente 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 comprensión.

Cuando un aficionado es la víctima de una interferencia esta mucho más obligado a cerciorarse que ella no proviene de fallas o insuficiente prestación de su propio equipo. Si en esta eventualidad el aficionado procediera como un lego no haría honor a su condición. 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 automático 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 ocupación innecesaria de canales adyacentes entre otros pueden indicar, falta de formación técnica, falta de ética operativa cuando no, pura y simple mala educación.

Consejos mínimos

Cuando alguien señale a su estación como una posible fuente de interferencia trate que le proporcione toda la información posible. Es tontos enojarse con el mensajero por la mala noticia y él probablemente esté dispuesto a ayudar en la solución del problema si se le presenta la solicitud con franqueza y reconocimiento. Tal vez pueda hallarse irritado, con o sin razón, en tal caso una actitud cordial y amistosa rápidamente lo hará mudar de actitud.

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

Cuando se trata de una interferencia en aparatos domésticos 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, teléfonos convencionales (especialmente los electrónicos no inalámbricos), será con seguridad un problema de ellos. Quizás la solución no esté en sus manos y requiera de un técnico; trate de tener en su agenda un par que sepan cómo lidiar con estos asuntos. Pocos técnicos conocerán lo suficiente sobre interferencias de RF a menos que también sean colegas o especialistas en sistemas de radio. Usted no está obligado a hacerse cargo de los gastos, pero recomendar una persona idónea que resuelva el inconveniente es un mínimo ético ineludible. Si el servicio afectado fuera provisto por terceros es posible que a ellos corresponda la solución, ya sea por medio de las garantías 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 mayoría de los casos resultan de problemas del receptor o la instalación asociada. Si en su hogar o en el de otros vecinos próximos no hay problemas, será un indicador prácticamente 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 dinámico suficiente para evitar el ingreso de la señal a circuitos donde pueden producirse las respuestas espurias. Hay chance de que el problema se soluciones empleando un filtro pasaaltos fabricado específicamente para este fin. Estos filtros impiden el ingreso al receptor de TV de frecuencias inferiores a 54 MHz, produciendo gran atenuación en las señales 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 instalación de su vecino, si lo hace correctamente seguramente la falla está en el aparato que está reemplazando o la falta de un filtro en él.
Antenas receptoras en malas condiciones (y las antenas baratas pasan a este estado rápidamente), líneas de bajada con falsos contactos, interrumpidas, añadidas, 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 alimentación de energía domiciliaria, por su longitud, pueden comportarse como eficaces antenas capaces de recoger la señal 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 pequeño rollo o bobina puede ayudar a bloquear la corriente inducida sobre él, 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 únicamente ciertas gamas de frecuencia, aunque también existen otros destinados a diversas funciones importantes en la electrónica. Su diseño y construcción tiene tantas variantes que constituye casi una especialidad, pero pueden definirse por sus cualidades fundamentales.

• Un filtro pasabajos permitirá pasar únicamente frecuencias inferiores a cierto valor.
• Un filtro pasaaltos dejará pasar únicamente frecuencias superiores a cierto valor.
• Un filtro pasabanda dejará pasar un intervalo de frecuencia impidiendo el paso de las menores o mayores a ese intervalo.
• Un filtro eliminador de banda, impedirá el paso de un intervalo de frecuencias y se lo permitirá a todas aquellas superiores e inferiores a dicho intervalo.

Dependerá de un adecuado diseño, que tan efectiva y precisamente él pueda seleccionar las frecuencias que se hallen dentro o fuera de sus características de paso y atenuación. También dependerá de la calidad de los materiales empleados y de una adecuada construcción mecánica y eléctrica.

Todos los trasmisores bien diseñados y construidos incorporan algún tipo de filtro para impedir la radiación de frecuencias indeseadas o armónicas resultantes de sus procesos internos. En la salida de cualquier trasmisor deberá disponerse siempre de un filtro pasabajos que impida la irradiación de frecuencias armónicas. Puesto que la producción de armónicas son prácticamente inevitables en los amplificadores (aún en los correctamente diseñados), la instalación de estos filtros es imperativa en la mayoría los equipos modernos.
También debe proveerse de algún filtrado para evitar que el equipo introduzca radiofrecuencia en la línea de energía domiciliaria. Estos "filtros de línea" son comunes en casi todos los equipos modernos. Para su correcta operación y por razones de seguridad suelen precisar de una buena toma de tierra eléctrica y de radiofrecuencia.

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

El Transmatch o "Sintonizador de antena" (este último no es un nombre adecuado pero se continúa empleando por razones históricas), 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 automáticos y los equipos más modernos y de mayor precio pueden incluir uno automático en su gabinete principal.
Todos los sintonizadores introducen alguna pérdida 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 pequeña compensación, probablemente obtendrá mejor rendimiento de su sistema.
Exigir demasiado a un acoplador puede arruinar las bajísimas pérdidas típicas de una línea 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 altísima impedancia que presenta el dipolo de 80 operado en 40, se repita en el punto de alimentación de la línea. Esto hará 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 supresión adicional de armónicos, pero los segundos no (generalmente los tipo "T" con capacitores en serie y bobina en derivación)..
Los sintonizadores tienen rangos de adaptación restringidos, algunos son mejores para adaptar impedancias elevadas, otros impedancias bajas. No es extraño que un sintonizador no pueda acoplar algunas impedancias que se hallan fuera de sus posibilidades de ajuste. Generalmente variando la longitud de la línea de trasmisión o la longitud de la antena si utiliza, por ejemplo, un hilo largo, podrá 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 energía produciendo interferencias en otros sistemas. La única salida o entrada de radiofrecuencia de un equipo de radio deberían ser únicamente los terminales previstos para la antena.
En las frecuencias inferiores, donde la longitud de onda es muy superior al tamaño de los componentes y conexiones, la eficacia de estos como radiadores de energía (antenas) es pobre, pero a medida que la frecuencia aumenta llega un punto que hasta un pequeño trozo de cable ya constituye una buena antena.
Para evitar radiaciones indeseadas, el equipo electrónico debe estar contenido en un gabinete metálico totalmente cerrado, evitando ranuras o intersticios importantes. Los orificios de ventilación deberán ser pequeños en relación a la longitud de onda empleada y preferentemente construidos con tela o malla metálica.

Lo mismo puede decirse de los equipos receptores, no solo contienen en su interior circuitos osciladores y amplificadores que pueden irradiar energía, sino que, peor aún, pueden captar señales indeseadas por sus conductores internos, estropeando sus mejores características. Imagine disponer de un circuito de entrada con capacidad para rechazar señales 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 señales no deseadas...

Con las interferencias debidas a aparatos eléctricos capaces de perturbar su recepción, la primera medida es revisar cuidadosamente las posibles fuentes existentes en el propio domicilio. Si puede operar a baterías, interrumpa totalmente la energía en el hogar cada vez que se descubre un ruido. Los propios aparatos eléctricos, por su cercanía,  tendrán más oportunidad de perturbar a su receptor. Con este método rápidamente advertirá si proviene de su propio domicilio y facilitará su localización. Lo mismo puede hacerse si sus vecinos le permiten realizar la experiencia.
Si la interferencia no desaparece o no obtiene permiso, el segundo paso será tratar de ver si se escucha en un receptor común de broadcasting de ondas medias cuya antena incorporada posee propiedades directivas que pueden ayudar a localizar la fuente.
Manteniendo la tensión de línea, verifique si al operar el equipo a baterías desaparece la interferencia, en tal caso el ruido puede estar ingresando al receptor por la línea de alimentación y un filtro podrá resolver el problema, aún así, de es casi seguro que ese ruido tiene muchas probabilidades de alcanzar la antena y convendrá eliminarlo en su misma fuente.

Montaje de antenas

Hace no muchos años, montar la antena de radio no solamente era una tarea más o menos sencilla y placentera, que se realizaba con la ayuda de colegas siempre dispuestos a dar una mano y el apoyo del barrio que veía con simpatía y aprobación a esa especie de héroes anónimos del éter que eran los radioaficionados, quienes tanto podían obtener un raro remedio, dando la vuelta al mundo para hallarlo, como proveer de comunicaciones de emergencia durante catástrofes naturales, que afectaban seriamente a sistemas de comunicaciones relativamente precarios, como la telefonía y telegrafía alámbrica.
Las cosas han cambiado, al menos un poco. El radioaficionado ya no es aquel legendario Quijote del aire, a los ojos de un público que dispone de elaboradísimos e infalibles sistemas de comunicación que van desde un teléfono celular hasta una enlace permanente con el Universo vía Internet (al menos eso cree o le hacen creer...)
Hoy un radioaficionado no es visualizado como una especie de ángel guardián del barrio, en todo caso se lo asociará a una especie de monstruo de Frankenstein capaz de lastimar con sus ondas a los nuevos y celosos dioses domésticos, comenzando por el jefe de todos ellos: El televisor...

Si a eso se suma que las personas tienden a conocerse, ya no jugando al carnaval o festejando la Navidad en la calle, sino en ubicuos salones de "chat" al  tiempo que el universo parece haber entrado en su fase de Big Crunch a juzgar por el mezquino espacio que va quedando en las densas ciudades, instalar la antena es una faena que precuparía al mismísimo Indiana Jones.

Quienes viven en departamentos padecerán de restricciones cuando no de prohibiciones contractuales que tratarán de impedirle colgar esos horribles alambres en la terraza del edificio (si usted vive en mi país, Argentina, recuerde que las leyes lo amparan, por ahora, en ese sentido).
Si habita alguna zona residencial suburbana podría hallar también restricciones municipales del mismo tipo, es muy común en países del primer mundo, donde casi todo está prohibido (desde poseer un loro hasta montar la antena direccional). Si se tiene la suerte de habitar en algún exótico país sudamericano o en regiones igualmente salvajes, es posible que el vecindario no haga demasiado caso de los alambres, porque como se puede ver en cualquier serie norteamericana los latinos adoran la desprolijidad, especialmente si es colorida (igual es probable que allí también reciba miradas desconfiadas porque también llega la TV), lo principal a tener en cuenta es que hay buenas posibilidades de hallar un par de puntos elevados donde colgar el primer dipolo. El dipolo es como una bandera, si logra hacerlo ondear algunos días, será territorio liberado,  las posibilidades de ampliar la instalación serán alentadoras...

El montaje de las antenas puede ser una tarea muy sencilla y elemental o una aventura peligrosa, dependiendo del tipo de antena, el lugar de emplazamiento y las precauciones que se tomen.

Cuando las antenas son livianas, cortas, simples y montadas a baja altura, por lo general la tarea será fácil y segura, pero aún en estos casos no hay que arriesgarse. Aún en un simple montaje sobre una terraza o tejado hay numerosas oportunidades para lastimarse, caer de considerable altura o tocar accidentalmente cables de energía eléctrica. Nunca trabaje solo y asegúrese que alguien esté supervisando su trabajo, puede ser un familiar o amigo que, a menudo podrá ver aquello que a usted se le puede escapar por abstraerse en la tarea.

Nunca suba o trabaje sin dispositivos de sujeción que impidan caídas, ropa resistente y calzado de suela aislante y antideslizante.

Esté atento a los cables del tendido eléctrico y calcule bien que las distancias a los mismos sean suficientes para proveer holgado margen de seguridad para que con los movimientos, usted o los materiales, lleguen a rozar o engancharse con ellos. Si hay riesgo no dude en solicitar una desconexión provisoria por un profesional en la materia.

Evite que las antenas estén montadas de manera tal que si cayeran pudieran hacerlo sobre cables de energía eléctrica o lugares transitados por personas. Por más segura que parezca una instalación siempre hay alguna probabilidad de errores, fallas de material o fatiga de los mismos. El paso del tiempo es enemigo en este aspecto.

El montaje de torres, si bien está al alcance del aficionado, es preferible que lo realicen profesionales. Requiere de conocimiento, experiencia y de entrenamiento físico adecuado. El entrenamiento y la salud física normales no bastan, pues la tensión e incomodidad que produce trabajar en las alturas, agota rápidamente las energías de las personas que no están acostumbradas.
No encontrará fácilmente instaladores familiarizados con la colocación antenas direccionales para HF, tales como Quads o Yagis; la mayoría instala habitualmente antenas de VHF o UHF. En estas situaciones conviene consultar con los colegas para encontrar personal idóneo.

Los mástiles de caño que alcanzan los seis metros de altura, comienzan a tornarse incontrolables al intentar llevarlos a la vertical sin el concurso de puntos elevados que ayuden, mediante cuerdas a elevarlos con seguridad. No permita que haya curiosos o niños desprotegidos mientras trabaja con ellos, planifique bien las operaciones.

Tratándose de alambres largos como los que resultan de un dipolo simple para 80 metros el mayor peligro está en el tendido eléctrico. Trate de usar cable aislado con protección para la luz ultravioleta para la antena (el cable de tendido eléctrico para exteriores es adecuado), no solo se evita la oxidación del mismo, sino que si llegara a cortarse y caer el riesgo es menor. Tenga presente que una antena operada a la máxima potencia legal y aún menores, puede producir quemaduras severas si llegan a tocar la piel. Tenga mucho cuidado si las personas transitan en las cercanías. Jamás permita que una antena esté accesible a los niños o puedan ser tocadas accidentalmente. Cuando instale antenas de alambres trate en lo posible de colocar roldanas que permitan bajarlas para inspección o ajustes. Cuestan muy poco y facilitan mucho las tareas.

Para operar en ochenta metros con un dipolo de media onda harán falta dos puntos que estén separados unos cuarenta metros, si es más mejor, porque la distancia faltante se cubre con prolongaciones que no forman parte de la antena, pero si es algo menor, no importa, pueden dejarse caer las puntas o plegarse en alguna otra dirección. Lo más importante es ganar toda la altura posible y conseguir que esté alejado de paredes, vegetación y otros cables. Los cables del resto de los servicios suelen tener una dirección perpendicular a la línea de la acera o calle, si puede montar su antena perpendicular a ellos habrá menor chance de inconvenientes con esos servicios, tanto para ellos como para posibles ruidos que se propaguen por ese cablerío, si además esa dirección coincide con el máximo del diagrama de radiación (que es perpendicular a la dirección del dipolo) ya es todo un éxito. considere que el mismo dipolo puede ser un punto de sujeción de otras antenas aisladas de él, así que su altura y solidez pueden ser de ayuda para ello.
Recuerde qie dos dipolos para dos bandas diferentes que tengan el doble de frecuencia una de otra pueden alimentarse con la misma bajada sin interacción si son perpendiculares (lograr que la conocida antena butterfly, mariposa o moño resuene en el centro de todas las bandas en que opera es hechicería avanzada).

Torres

Las torres reticuladas de acero pretensado son económicas, fáciles de instalar y muy seguras. Con una torre de aproximadamente 18 m de altura pueden montarse todas las antenas de la estación: dipolos independientes para cada banda, omnidireccionales y direccionales para VHF/UHF y una direccional para HF.
La torre puede ser más baja o más alta pero cualquier altura entre 15 y 24 m le proporcionará una excelente estructura de soporte. Trate de adquirir una torre de generoso diámetro en sus parantes (entre 15 y 18 mm es un valor adecuado) con caras de 25 a 27 cm. Le resultará mucho más cómoda si tiene peldaños horizontales para el ascenso o para trabajar períodos no muy prolongados.
Si planea instalar una antena direccional de HF importante, le convendrá disponer de un accesorio antitorque que aporte resistencia adicional a los momentos de rotación que puede producir, al estar sometida a vientos arrachados durante períodos tormentosos. Estos accesorios consisten de brazos rígidos que sobresalen de la torre sobre los cuales se fijan las riendas y que por la palanca que producen evitan que la torre tienda a girar sobre si misma.
Trate de adquirir torres galvanizadas "en caliente", es decir que su recubrimiento de zinc resulte de la inmersión en el metal fundido, su mayor costo queda ampliamente justificado por su durabilidad. Instale bulones de acero y asegúrese de que los mismos queden bien protegidos de la oxidación. Bulones de acero inoxidable será adecuados para la mayoría de los casos.

Riostras

Las riostras o vientos son cables o alambres de acero (hoy se emplean exitosamente cables de fibras sintéticas) que se encargan de mantener a la torre en posición vertical y por sobre todo evitar que la misma torsione por los momentos de inercia a que está sometida. La torre presenta gran resistencia a la compresión y a la flexión por su diseño, pero pierden rigidez rápidamente si por falta de un arriostrado adecuado se les permite retorcerse sobre su eje. Es muy importante que la tensión de las riendas sea suficiente para impedirlo.
Conviene que las riostras sean de cable de acero galvanizado o acero inoxidable si el presupuesto lo permite. El alambre de acero galvanizado empleado en alambrados de campo es un buen material y de gran resistencia que puede emplearse con éxito en muchas ocasiones. A veces  presentan soldaduras poco visibles que pueden cortarse.

Anclajes

Los puntos de anclaje de la torre, son los lugares donde se sujetan las riostras. Hay numerosas opciones de las que citaremos las más comunes:

• Anclaje mediante pasamuros: consisten en barras de acero provistas de una rosca por un lado y un ojal por el otro. Se practica un orificio sobre una sólida pared de material y se pasa por ella el hierro, al que se le agrega una arandela de gran diámetro y unas tuerca y contratuerca para asegurar que no pueda despasarse. Sobre el ojal se hacen firmes las riostras.
• Anclajes a muertos: Los muertos son vigas o placas de hormigón enterradas a cierta profundidad de las que sale una varilla de acero provista de un ojal para hacer firmes las riostras. La superficie o longitud y la profundidad dependerán de la altura de la torre, la naturaleza del terreno y los esfuerzos a que esté sometida debido a los vientos predominantes en la zona. Eso hace que su cálculo quede fuera de los alcances de este manual.
• Anclajes a vigas verticales enterradas. A veces se emplean vigas de hormigón con armazón interno de acero, montadas verticalmente e hincadas en el terreno y provistas de una superficie que impide que cedan ante la tensión de las riendas. Se utilizan sobre todo cuando es necesario evitar que los alambres lleguen hasta el nivel del suelo donde pueden estorbar el paso o representar algún peligro para quienes transitan en sus inmediaciones.
• Anclajes a árboles: Bajo ninguna circunstancia deberán emplearse árboles como puntos de sujeción de los anclajes, no solamente porque los árboles pueden enfermar y perder rápidamente resistencia, sino que su mismo crecimiento somete a las riendas a estiramientos o aflojamientos inaceptables para su función.

Eligiendo su primer antena

La decisión acerca de cuál antena utilizar para la estación tiene muchas variantes y posibilidades, lo principal es no dejar que esas variantes retrasen el montaje de la primer antena. Es preferible instalar una antena cualquiera que tenga alguna oportunidad de funcionar y luego modificarla o agregar otra, a no tener ninguna antena...
Utilice siempre antena exterior para trasmisión, las antenas interiores son interesantes para hacer experiencias, pero tienen poca eficiencia y seguramente provocarán trastornos en el funcionamiento de los equipos electrónicos domésticos, incluido su propio trasmisor....

Una antena que jamás lo defraudará en HF, es la clásica antena de Hertz, alimentada al centro, con bajada de cable coaxil (es un dipolo de media onda), horizontal o en "V invertida". Es fácil de construir, muy eficiente y se adapta naturalmente a los equipos estándar.
No presenta ninguna clase problemas, excepto quizás su longitud en las bandas más bajas, y se desempeña muy bien con coaxiles baratos en operación monobanda.
Si no tiene espacio para montarla totalmente extendida, intente hacerlo plegándola en forma de Z o de U, tanto vertical como horizontalmente. También puede intentar plegarla formando un cuadrado. El objetivo es instalar la longitud de alambre necesaria para completar media onda sin recurrir a bobinas de carga que compliquen el diseño o el ajuste. Si es posible siempre confeccione un choke balun, si no, igualmente funcionará bastante bien sin él.

Si es posible utilice antenas monobanda, son más fáciles de ajustar y difícilmente le traigan algún inconvenientes. Más adelante podrá experimentar distintas variantes de excelentes antenas multibanda. Varias antenas monobanda caseras serán casi siempre mejores y más baratas que una buena multibanda comercial.

En HF utilice dipolos hechos con cable de cobre, cualquiera que sea capaz de mantenerse colgado sin cortarse servirá. Puede ser desnudo o aislado. No utilice nunca alambre de hierro ni acero inoxidable (marginalmente puede usar hierro bien galvanizado con zinc). Es admisible el acero (para evitar estiramientos o soportar cargas pesadas) si está cobreado con suficiente espesor para que la corriente de RF circule únicamente por el cobre (CopperClad).

La mayoría de las antenas se desempeñarán mejor si están alejadas de suelo. Todas funcionarán mejor si están despejadas y alejadas de otros objetos u antenas.

En las bandas bajas de HF, al principio, evite las antenas verticales hasta conocer bien los detalles de su funcionamiento y sus limitaciones (en relación con su ángulo de radiación en terrenos pobres, captación de ruido y por sobre todo la relación con su sistema de tierra). En 15 m o 10 m donde ya es posible instalar alejadas del suelo antenas de un cuarto de onda con planos de tierra artificiales, o antenas de media o 5/8 de onda alimentadas en la base,  tiene vía libre para utilizarlas desde el principio con buenos resultados.

No instale antenas con bajada de línea abierta a menos que comprenda bien las implicaciones de su uso. Son muy buenas, pero será mejor dejarlas para cuando tenga conocimientos sólidos en líneas o "recetas seguras", pueden traerle más dificultades de las que imagina.

Tampoco conviene tentarse con las ofertas de pequeñas antenas multibanda comerciales. Los vendedores no estarán con usted a la hora de los ajustes... Pueden ser interesantes para el aficionado experimentado que comprende los procedimientos para realizar su sintonía.

En muchos países la banda para Novicios es 80 m, donde hay más dificultades físicas para montar una antena eficiente. Frecuentemente la mejor solución al problema del espacio ¡es dejar de ser Novicio...!

En VHF puede elegir casi cualquier antena, una simple antena de un cuarto de onda con plano de tierra que puede construirse por unas monedas, constituye una excelente opción difícil de superar. También puede comprar una económica "Slim Jim" o "Ringo", pero el cuartito de onda funcionará igualmente bien si lo arma con los valores métricos sugeridos, sin necesidad de ningún tipo de ajuste.

La antena móvil

En HF

Hay muchos diseños de antenas móviles para HF, pero ciertos principios básicos son comunes a todas ellas. La mayoría serán antenas verticales. Cuando estudiamos el  rendimiento de las antenas, mencionamos que existe una estrecha relación entre la Resistencia de Radiación y la Resistencia de Pérdidas.
La antena móvil en HF tiene una limitación fundamental: su longitud... y la resistencia de radiación estás absolutamente ligada a esa longitud. Cuanto más pequeña es la longitud en relación con la longitud de onda de trabajo, menor será la resistencia de radiación y esto conspira contra el rendimiento pues la resistencia de pérdidas no disminuye sino que se mantiene más o menos constante, entonces, más y más energía se desperdicia en esa resistencias de pérdidas a medida que disminuimos la frecuencia.
Nuestros esfuerzos para obtener el máximo provecho de una antena móvil han de dirigirse hacia ambos objetivos. Aumentar la resistencia de radiación y disminuir la resistencia de pérdidas...

Aumentando la resistencia de radiación...

Al ser la antena móvil corta respecto de la longitud que le otorgaría su autorresonancia, presentará una importante reactancia capacitiva, ella se compensa mediante una reactancia inductiva instalada en serie con el conductor que oficia de elemento irradiante. A esta inductancia se la conoce coloquialmente como "la bobina de carga", ella puede instalarse cerca del extremos inferior, en el medio o cerca del extremo superior del conjunto irradiante. La bobina de carga en la base (que inclusive puede estar en el interior del vehículo), ofrece menores complicaciones mecánicas y aerodinámicas,  y por razones que no explicaremos aquí, lamentablemente, la menor resistencia de radiación.
La bobina de carga en el centro aumenta algo la resistencia de radiación y representa un compromiso eléctrico y mecánico muy utilizado, tanto en lo aerodinámico como en lo referente al momento de inercia que la hará oscilar mecánicamente alrededor del punto de equilibrio con el movimiento del vehículo.
La bobina de carga a tope presenta los mayores problemas mecánicos y aerodinámicos, pero a cambio ofrece la mayor resistencia de radiación. La diferencia (a igualdad de pérdidas externas), puede ser bastante importante ⁽¹⁾. El empleo de carga capacitiva a tope (sombrero capacitivo) ayudará a aumentar la resistencia de radiación. Algunos diseños comerciales han utilizado este punto de vista. Las antenas con bobina de carga helicoidal distribuida a lo largo de la varilla presenta mayores pérdidas que una con generosa bobina de carga al centro o cerca del tope

Disminuyendo la resistencia de pérdidas...

Las pérdidas en una antena móvil están determinadas principalmente por la resistencia de pérdidas del plano de tierra. El plano de tierra en las bandas más bajas, como dijimos, no es el automóvil, sino el terreno que está debajo de él (aunque la estructura metálica de un camión de transporte puede ser más significativa en las bandas más altas). La función de la carrocería y chasis del vehículo es sobre todo la de oficiar como placa un capacitor que realiza el acoplamiento a la tierra real a través de su reactancia. Por esa razón, la resistencia de pérdidas del terreno resulta una propiedad del mismo sobre la cual no tendremos ningún control, lo máximo que podremos hacer en este sentido es asegurarnos que las conexiones del trasmisor y antena al chasis o plataforma portante del vehículo sean buenas y que el conjunto tenga buena continuidad eléctrica.

El siguiente elemento sobre el cual podemos trabajar para disminuir las pérdidas, es el Q de la bobina de carga. Esto se logra recurriendo a bobinas de generoso diámetro (tal vez unos 6 cm), con una relación longitud a diámetro de por lo menos dos, con alambre también de buen diámetro (1, 5 a 3 mm, podrían autosoportarse), con sus espiras separadas entre si aproximadamente un diámetro y de ser posible autosoportadas evitando formas plásticas para sostén de las espiras (pueden utilizarse dos o trs tiras), por supuesto consideramos un soporte o sección aislante interno a l abobina para vincular la sección superior e inferior del irradiante cuando se utiliza carga en la base o el centro). Todo ello es posible de realizar en la práctica y no conlleva mayores inconvenientes.

Finalmente, si todo está bien hecho, la resistencia en el punto de alimentación de la antena será menor que 50 ohms, esto implica que en resonancia encontraremos algún valor de relación de ondas estacionarias. Exceptuando quizás en la banda de 10 m (para antenas de 2,5 m de longitud), este valor será superior a 1,5 : 1, la ROE será mayor cuanto más baja sea la impedancia en el punto de alimentación y, teniendo en cuenta que la resistencia de radiación tiende a ser muy baja en las frecuencia inferiores, un valor alto de ROE en resonancia ¡es buena noticia!, mientras que un valor bajo es mala noticia...
En efecto, la ROE es mayor cuanto menor sea la impedancia del punto de alimentación y, en condiciones normales, esto sucederá cuando logremos disminuir la resistencia de pérdidas, por esa razón son sospechosas todas las antenas cortas que presentan por si mismas baja ROE en resonancia (igualmente no olvide el efecto de las pérdidas del terreno antes de culpar a la antena por la baja ROE). En bajas frecuencias también será signo de mal rendimiento qu ela antena tenga "más ancho de banda de baja ROE...

Puesto que la impedancia del punto de alimentación en resonancia es resistiva puede adaptarse a la impedancia de carga requerida por el trasmisor mediante un transformador de RF (Unun) o un transmatch, pero dadas las características del sistema convendrá evitar dicho transformador y recurrir a una red adaptadora en "L" constituida por un inductor en serie con la antena y un capacitor en derivación a masa, que ofrecerá pérdidas mucho menores que el transformador.

Esta red, en la práctica, solo requiere del capacitor, porque el inductor puede sustituirse ajustando la longitud del látigo haciendo que la antena esté sintonizada por debajo de su frecuencia de resonancia (será "larga") y presente cierta reactancia inductiva que oficiará del inductor necesario para la red adaptadora, quedando solamente conectar un capacitor fijo, o trimmer de mica a masa para crear la red. De este modo, mediante un simple capacitor en la base (que habrá que cambiar para cada banda) se consigue una adaptación prácticamente sin pérdidas.

En VHF

La antena de VHF/UHF móvil, no presenta, felizmente, mayores inconvenientes y, en contraste con sus hermanas mayores de HF, pueden ser muy eficientes.
Hay distintos montajes, pero tratándose de VHF, sabemos que aquellos situados a mayor altura darán, sin la menor duda los mejores resultados.
La antena favorita suele ser una montada en la canaleta que, en Argentina, llamamos "gotera" a la altura del techo. Este montaje tiene la desventaja de su asimetría por lo cual puede esperarse un diagrama de radiación no omnidireccional, pero, teniendo en cuenta el pronunciado fadding que sufren las señales por reflejos a medida que el vehículo se mueve, no es un factor importante. Si puede montar la antena en el centro del techo tendrá una radiación más uniforme.
Si considera que en un enlace típico de VHF, duplicar la altura produce un aumento del radiohorizonte del 40 % y una "ganancia de altura" de 6 dB, advertirá que montar la antena sobre el baúl o sobre el paragolpes (o parachoques) no será precisamente una elección afortunada....
La antena más sencilla es la de cuarto de onda, es muy económica pues solo requiere un simple alambre rígido, usualmente de acero (pero que debería ser de Copperclad porque el acero es mal conductor de la RF).
Casi todos los aficionados se inclinan por una antena de 5/8 alimentada en el extremo, porque otorga alguna ganancia adicional debido a su ángulo de radiación más aplastado, pero usted debe decidirse luego de hacer su propia experiencia.
Existen modelos comerciales bibanda o tribanda para quienes poseen equipos con estas prestaciones y aún algunas colineales con cierta ganancia.
El secreto de la antena móvil para VHF es sobre todo su altura, si puede montarla aún más elevada que el techo en un mástil, su estación se distinguirá de la mayoría.

Literatura consultada en este capítulo

Everitt, William L. "Communication Engineering". Mc.Grae-Hill 1937.

King Ronald, Mimno Harry, Wing Alexander,. "Transmission Lines Antennas and Wave Guides". Mc.Grae-Hill 1945.

Nikolsky, V. "Electrodinámica y propagación de ondas de radio".  Editorial MIR. Moscú, 1978..

Rauch, Charles  Jr. (W 8JI), "Radiation and fields".  WWW.

Resnick, Robert, Halliday David , "Fisica" (parte II). Compañía Editorial Continental, S.A. 1972.

Sears, Francis. Zemansky, Mark. "Física". Editorial. Aguilar. 1970.

Sears, Francis. "Fundamentos de Física III - Optica". Editorial Aguilar. 1963.

"Antenna Book".. ARRL.Press. 2001

Referencias

(1) Byron W, "Short vertical antennas for low bands", Ham Radio. Mayo 1983. pag 36 - 40

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Copyright de los dibujos:

David Knight (G3YNH)
Radio Handbook William Orr
Field Antenna Handbook UD Marine Corps USA

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