Selección de antena:

La cantidad de espacio disponible podría ser uno de los factores más importantes a considerar cuando se selecciona una antena. Para aquellos que viven en areas urbanas frecuentemente deben aceptar un compromiso con el tipo de antena para las bandas de HF porque los espacios en la ciudad no se acomodan al tamaño de un dipolo completo, y al soporte de grandes estructuras. Otras restricciones son impuestas por la cantidad de dinero disponible para el sistema de antena (incluyendo el soporte estructural), el número de bandas a ser trabajadas y los reglamentos de la zona.

Finalmente, el objetivo de operar está en juego; para dedicarse al DX (comunicados a muy larga distancia), o conformarse con un tipo de operación general con un rendimiento para comunicación para corta o larga distancia durante los periodos de buena propagación.

Debido a todas estas influencias, es imposible sugerir un sistema de antena sobre otro. Una buena regla sería instalar el mayor número y mejor coleccion de antenas que el espacio y situacion financiera lo permitan. Si un sistema modesto está a la orden del día, entonces use aquel que sea práctico y acepte un funcionamiento menor al óptimo. Practicamente cualquier radiador permitirá al operador hacer buenos comunicados bajo ciertas condiciones de propagación, asumiendo que el radiador (antena) es capaz de aceptar potencia y radiar esta con un ángulo útil respecto a la Tierra.

En general, la altura de la antena sobre el nivel de la tierra, es uno de los factores más críticos en la parte alta del espectro de HF (de 14 a 30 MHz). Esto es porque la antena debe de estar libre de objetos conductivos tales como líneas de energía eléctrica, líneas telefónicas, lugares bajos más suficiente altura para lograr un ángulo bajo de radiación. Esto no es tan importante en el rango de 2 a 10 MHz, pero antenas de baja frecuencia también deben de estar lejos de objetos conductivos y estar lo suficientemente altas sobre el nivel de tierra como sea posible para lograr un buen funcionamiento. La excepción es la antena vertical. El plano de tierra vertical, sin embargo debe de ser instalado tan alto como sea posible para que su funcionamiento no sea degradado por objetos conductivos.

Polarización de la Antena:

La mayoría de las antenas de HF son polarizadas verticalmente u horizontalmente, aunque la polarización circular también es posible, tal como es para VHF o UHF. La polarización es determinada por la posición del elemento radiador o alambre respecto a la tierra. Por lo que un radiador que está paralelo a la tierra radia horizontalmente, mientras que una antena con ángulo recto respecto a la tierra radia una onda vertical. sí un cable está inclinado sobre la tierra, este radia ondas entre vertical y horizontal por naturaleza.

Durante las comunicaciones a línea de vista las señales máximás existirán cuando las antenas en ambos puntos del circuito tengan la misma polaridad; la polarización cruzada tendrá como resultado una reducción de señal de varios decibeles. Durante la propagación vía ionósfera (onda de cielo), sin embargo, no es escencial tener la misma polarización en la parte opuesta del circuito. Esto es porque la onda radiada sufre muchos cambios durante el viaje a travez de de la capa atmosférica en la cual es refractada. En el punto terminal de la comuncación la onda puede ser horizontal, vertical o algo intermedio a un instante dado. En comunicación de saltos múltiples, en la cual la señal es refractada más de una vez por la atmósfera, y similarmente reflejada por la capa terrestre durante su viaje, ocurre un considerable corrimiento en la polarización. Por lo que, la mayor consideración para una buena antena de DX es un bajo ángulo de radiación en vez de la polarización. Debe decirse, sin embargo, la mayoría de las antenas de DX para HF trabajan con polarización horizontal. La excepción es las antenas verticales con plano de tierra y arreglos en fase verticales.

Impedancia:

La impedancia en un punto dado en la antena es determinado por la relación de voltaje a corriente en ese punto. Por ejemplo, si hay 100 volios de RF y 1.4 amperios de corriente en un punto especifico en la antena y estos están en fase, la impedancia sería aproximadamente 71 Ohms.

La impedancia es significante con relación al acoplamiento del alimentador al punto de alimentación: la máxima tranferencia de potencia tiene lugar bajo una condición de perfecto acoplamiento. Conforme el desacoplo se incrementa, la potencia reflejada también. Sí la línea no tiene muchas pérdidas o es larga, un buen funcionamiento puede ser obtenido en HF cuando la relación de ondas estacionarias (SWR) es 3:1 o menor. Cuando la pérdidas del alimentador son bajas como las líneas de trasmisión de línea abierta , altos niveles de SWR no son determinantes para el funcionamiento si el trasmisor es capáz de trabajar satisfactoriamente bajo condiciones de desacoplo, en relación a esto, un red de acoplamiento entre el transmisor y la línea de alimentación (transmatch) es comunmente empleado para compensar las condiciones de desacoplo permitiendo al operador cargar el transmisor a su potencia máxima.

La impedancia de la antena puede ser resistiva o compleja (conteniendo resistencia y reactancia). Esto dependerá si la antena opera o no en la frecuencia de resonancia. Muchos operadores malinterpretan esto y consideran que un desacoplo aún pequeño, es un asunto serio, y sus señales no serán escuchadas bién aún si el SWR es tan bajo como 1.3:1. Esta falacia desafortunadamente tiene mayor pérdida de tiempo y dinero para algunos grupos de radioaficionados como individuales que tratan de obtener un acoplamiento perfecto. Un acoplamiento perfecto puede ser un concepto ideal, el cual, no es necesario. El significado de acoplamiento perfecto viene a ser más pronunciado solamente en VHF y frecuencias mayores, donde las pérdidas de las líneas de trasmisión son el mayor problema.

Ancho de Banda:

El ancho de banda de una antena se refiere generalmente al rango de frecuencias sobre la cual la antena puede ser usada para obtener un buen funcionamiento. El ancho de banda es usualmente referido a un valor de SWR tal como, "un ancho e banda de SWR de 2:1 es de 3.5 a 3.8 Mhz." Algunos términos de ancho de banda más específicos son usados también, como la ganancia de ancho de banda y la relación de ancho de banda frente-atras. La ganancia de ancho de banda es significante porque a mayor ganancia de la antena, la ganancia de ancho de banda será más angosta para un producto ganancia-ancho de banda dada.

Para la mayoría de los casos, bajando la frecuencia de operación para un diseño de antena dado, la reducción de ancho de banda. Esto sigue la regla que el ancho de banda de un circuito resonante se dobla cuando la frecuencia de opreación es incrementada en una octava (o doblada), asumiendo que el Q es el mismo en cada caso. Por lo que , frecuentemente es difícil obtener un suficiente ancho de banda para cubrir las bandas de 160 a 80 metros con una antena dipolo cortada para cada una de esas bandas. La situación puede ser mejorada aplicando técnicas de ensanchamiento de banda, tales como formar un abanico en las terminaciones del dipolo para simular un dipolo tipo cónico.

Angulo de radiación:

El ángulo vertical de radiación máxima es de primer importancia, especialmente a mayores frecuencias. Esto es ventajoso, por lo que, para instalar una antena a una altura que pueda tomar ventaja de la reflexión de la tierra para que mejore la radiación al espacio con el mejor ángulo deseado. Dado que bajos ángulos son más efectivos. Esto significa que la antena debe de estar alta. La altura debe de ser al menos un medio de la longitud de onda a 14 MHZ., y de preferencia 3/4 ó 1 longitud de onda. Para 28 Mhz. la altura debe de ser al menos una longitud de onda, o mayor.

La altura física para alturas en longitudes de onda dadas decrece conforme la frecuencia se incrementa, por lo que las alturas aceptables no son impracticas; una media longitud de onda para 14 Mhz. requiere de 10.66 metros, mientras que esa altura representa una onda completa a 28 Mhz. A 10 Mhz. o menos, los ángulos de radiación altos son efectivos, por lo que una altura de antena no es dificil de lograr. Pero alturas mayores son importantes a 10 Mhz y menores cuando se desea lograr comunicados a gran distancia (DX). Alturas de 10.66 y 21.33 metros son buenas para los bandas altas. Es bueno recordar que la mayoría de las antenas polarizadas horizontalmente no muestran una directividad, a menos que estas tengan media longitud de onda o más sobre la tierra. Por lo que con una antena tipo dipolo no es necesario instalarla un una dirección determinada, a menos que se encuentre a una altura mayor a media longitud de onda.

Tierra imperfecta

                                                                  
La figura 3-1 mostrada, está basada en la conductividad perfecta de la tierra; considerando que la tierra no es un conductor perfecto, el efecto principal de la tierra actual es hacer las curvas imprecisas en los ángulos bajos; la radiación de alta frecuencia a ángulos menores de unos cuantos grados es prácticamente imposible de obtener sobre la tierra horizontal. Arriba de 15 grados, sin embargo, las curvas son lo suficiente precisas para los propósitos prácticos, y pueden ser tomados como indicativos de los resultados a ser esperados a ángulos entre 5 y 15 grados.

El plano de tierra efectivo: es el plano en el cual las reflexiones se llevan a cabo; raras veces es la superficie de la tierra. En vez de esta, es de varios centímetros hasta pocos metros debajo de la tierra dependiendo de las características del terreno.
 

Distribución de voltaje y corriente:

Cuando la potencia es alimentada a una antena, la corriente y voltaje varian a lo largo de su conductor. La corriente es máxima al centro y casi cero en los extremos. Lo opuesto sucede para el voltaje. La corriente no alcanza el cero en el nodo de corriente, debido al efecto de terminación. Similarmente, el voltaje no es cero en su nodo debido a la resistencia de antena, la cual consta de la resistencia de RF del alambre (resistencia Ohmica) y la resistencia de radiación. La resistencia de radiación es la resistencia equivalente capaz de disipar la potencia que la antena radia, con una corriente fluyendo por ella igual a la corriente de antena en el lazo de corriente (máximo). La resistencia Ohmica de una antena de media onda es lo suficientemente pequeña comparada con la resistencia de radiación y puede ser despreciada para efectos prácticos.

Tamaño de conductor:

La impedancia de la antena también depende del tamaño del conductor, en relación con su longitud de onda. Sí el diámetro del conductor se incrementa, la capacitancia por unidad de longitud se incrementa y la inductancia por unidad de longitud disminuye. por lo que la resistencia de radiación es afectada muy poco, la disminución en la relación L/C provoca que el Q de la antena disminuya por lo que la curva de resonancia viene a ser menos aguda. De aquí que la antena puede trabajar sobre un rango mayor de frecuencia. Este efecto es mayor a medida que el diámetro aumenta, y esto es muy importante a frecuencias muy altas donde la longitud de onda es muy pequeña.

Bandas de frecuencia

Estas son referidas por longitud de onda principalmente:
 

Mejorando un sistema de antenas es una de las ocupaciones más productivas abierta para los entusiastas de VHF. Esta puede incrementar el rango de cobertura, mejora de recepción, reducción de problemás de interferencia y brindar otros beneficios. El trabajo en sí mismo no significa la parte menos atractiva de la tarea. Aún con antenas de alta ganancia, la experimentación es simplificada grandemente porque un arreglo de antenas es de un tamaño trabajable, y se puede aprender mucho acerca del ajuste de antenas. No requiere de gran inversión en equipo de prueba.

Así sea que compremos o construyamos nuestras antenas, rápidamente encontraremos que no es uno de los mejores diseños para todos los propósitos. La selección de antena que se situe mejor a nuestras necesidades involucra mucho más que buscar figuras de ganancia y precios en un catálogo. El primer paso es establecer prioridades.

Ganancia:

Formando el patrón de una antena para concentrar la energía radiada, o recoger la señal recibida en ciertas direcciones a expensas de otros es la única manera de encontrar la ganacia. Esto es mejor explicado iniciando con la antena isotrópica, la cual radiará igual en cualesquier dirección, En un punto fuente de luz iluminando la parte interna de un globo uniformemente, desde su centro, es una analogia visual. Una antena prácica no puede hacer esto, por lo que todas las antenas tienen ganancia sobre una antena isotrópica (dBi). Un dipolo de media onda en el espacio libre tiene una ganancia de 2.1 dBi. Si podemos graficar el patrón de radiación en todos los planos, podremos calcular su ganancia, comparandola respecto a una isotrópica es una base lógica para acuerdos y entendimiento. Es poco probable construir una antena de media onda que tenga cualquier similitud con un patrón en el espacio libre; este hecho es el responsable de la mayoría de las confusiones acerca de la verdad de la ganancia de la antena.

Los patrones de radiación pueden ser controlados de varias maneras. Uno es el uso de uno o más elementos directores, alimentados en fase. Como elementos coliniales proveyendo ganancia sin marcar agudamente la respuesta a la frecuencia, comparada con aquella de un solo elemento. Mayor ganancia por elemento, pero con un sacrificio en cobertura de frecuencia, es obtenida colocando elementos pasivos, más largos y más cortos que el elemento exitado, en el plano del primer elemento, pero no manejado de la línea de alimentación. El reflector y directores de una antena Yagi son altamente sensitivos a la frecuencia y tal como una antena es a su vez sobre cambios de frecuencia menor al uno porciento de su frecuencia de operación.

Respuesta a la frecuencia:

La habilidad de trabajar sobre una banda entera de VHF puede ser importante en ciertos tipos de trabajos. La respuesta de un elemento de una antena puede ser ensanchado algo incrementando el diémetro del conductor, y estrechandolo a algo, aproximado a la forma de un cigarro, pero esto, es hecho principalmente con antenas sencillas. Una amplia cobertura de frecuencias puede ser la razón para seleccionar un arreglo colíneal, en vez de una Yagi. Por otra parte la tendencia creciente de canalizar las operaciones en pequeños segmentos de nuestras bandas tiende a poner en la lista de baja prioridad la cobertura de frecuencias para la mayoría de las estaciones de VHF.

Patron de Radiación:

La radiación de una antena puede ser omnidireccional, bidireccional, practicamente unidireccional, o algo en medio de estas condiciones. Un operador de una red de VHF puede encontrar que un sistema omnidireccional es casí siempre necesario, pero puede ser una pobre elección por otra parte. El ruido recogido y otros problemás de interferencia tiende a ser mayor con estas antenas, y aquellas que tienen algo de ganancia son especialmente malas en este aspecto. Máxima ganancia y bajo ángulo de radiación son de primordial interés de los aspirantes de señales débiles para DX. Un patrón limpio, poca ganancia y poca radiación hacia los lados y atrás, puede ser importante en áreas de alta actividad o donde el nivel del ruido es alto.

Alta ganancia:

En general, tan alto como la antena sea instalada, mejor será la instalación. Si se instala la antena libre de obstrucciones, la mejoría de cobertura será dramática, por esta razón, mayor altura casí simpre vale su costo, pero la ganancia de altura debe de ser balanceada contra el incremento de pérdida en la línea de trasmisión. Las pérdidas en la línea son considerables en VHF, y estas se incrementan con la frecuencia. La mejor línea disponible puede ser no tan buena si consideramos su longitud en términos de longitud de onda, consultar características de la línea a ser utilizada cuando se planee la instalación de un sistema radiador.

Tamaño físico:

Un diseño de una antena dada por una antena de 432 Mhz tendrá la misma ganancia como una diseñada para 144 Mhz, pero será solamente un tercio del tamaño y esta interceptará solamente un tercio de la energía de recepción por lo que, para ser igual en efectividad de comunicación, el arreglo de 432 Mhz debe ser al menos igual en tamaño a la de 144 Mhz, requerirá de tres veces más de elementos que esta tenga. Con todas las dificultades extras involucradas para operar a altas frecuencias, es bueno tener esto en mente al diseñar antenas para bandas altas.