 

ANTENA DE TIPO PORRA PARA HF

Javier Moldes Magdalena

- EB1HBK -




Lo que se describe a continuación es el resultado de poner en practica la idea de utilizar en HF una antena ultracorta, de un estilo parecido a las antenas de goma que se montan en los portátiles de VHF. Esto puede conseguirse recurriendo al uso de antenas magnéticas con núcleo de ferrita. Este tipo de antenas son las que se emplean habitualmente en los radiorreceptores de onda media. La onda media se encuentra situada en el espectro de radiofrecuencia por debajo de la banda de 160 metros de radioaficionados, y si las antenas de ferrita son válidas en ese segmento, ¿por que no utilizarlas un poco mas arriba, en la onda corta?. Las antenas de ferrita en posición horizontal son bidirectivas, de modo similar a un dipolo de media onda, y responden preferentemente a las señales de radio con polarización vertical. Si la misma antena de ferrita es colocada verticalmente, tiene un comportamiento omnidireccional y es sensible a las ondas de radio con polarización horizontal. Esto es muy conveniente para nuestro propósito, ya que permite una correcta recepción desde cualquier dirección y la mayor parte de las señales de radioaficionados en HF están polarizadas horizontalmente.

El destino de este tipo de antena es fundamentalmente la recepción. Puede usarse como antena móvil o segunda antena, para utilizarla como elemento de referencia y comparación. Puede emplearse para la escucha de las bandas bajas, en donde el tamaño de las antenas típicas resulta desmesurado. Puede recurrirse al uso de doble antena, una para emisión y otra para recepción. Y también puede experimentarse con ella en emisión. El uso de esta antena para emisión debe hacerse con muy baja potencia (¿una oportunidad para el QRPp?) ya que se corre el riesgo de saturar el núcleo de ferrita, y tengo entendido, que no experimentado, que esto inunda el éter de armónicos.

La antena que nos ocupa es en realidad muy simple. Tal y como se aprecia en el esquema eléctrico esta formada por un circuito resonante paralelo y un circuito de acoplamiento serie que nos permite su correcta adaptación con una entrada-salida de antena tipo coaxial de 52 Ohms. El modelo mas sencillo es monobanda, con una bobina arrollada sobre la ferrita y dos condensadores, el de sintonía y el de acoplamiento. Aunque es posible hacerla también para mas de una banda, el principio sigue siendo el mismo, solo aumenta un poco la complejidad constructiva. Como ya se ha dicho, en posición vertical la antena es omnidireccional y trabaja con señales de polarización horizontal.

También puede usarse en posición horizontal, así podemos apuntar los extremos de la antena, en los que la recepción es menor, hacia posibles fuentes de interferencias para minimizar sus efectos. Y por supuesto también es perfectamente utilizable en radiogoniometría. Es un juguete con múltiples posibilidades, aunque el único caso que conozco en el que se use este tipo de antena en transmisores es en los aparatos denominados ARWA. Son unos emisores-receptores de pequeño tamaño que funcionan entre las bandas de onda larga y onda media, se utilizan como elemento de seguridad para permitir la localización de personas que han sido víctimas de avalanchas y permanecen atrapadas bajo la nieve. La localización del ARWA sepultado, y en consecuencia de la persona que lo lleva, se realiza por el aumento de la señal recibida y aprovechando la capacidad directiva de las antenas de ferrrita.

 
 

CONSTRUCCIÓN

Vamos a realizar en este caso una antena monobanda, de manera que es preciso decidirse por alguna de las bandas de aficionado disponibles y...bueno...así al azar le ha tocado a la banda de 40 mts. (lo cual no deja de ser una feliz coincidencia...). Si se opta por un acabado tipo "porra", para montar la antena es necesario un conector PL macho para coaxial grueso, una barra de ferrita recuperada de algún receptor viejo o incluso nueva, un trozo de placa de CI (no es imprescindible), hilo de cobre forrado o esmaltado, un trozo de tubo de plástico que se adapte al PL y dos condensadores ajustables de 60pF aproximadamente. La idea es montar la ferrita y los condensadores sobre la placa de CI, soldar ésta en al PL aprovechando las conexiones de vivo y masa y recubrir el conjunto con el tubo de plástico. En este tubo se hacen previamente un par de agujeros que luego deberán coincidir con la posición de los trimmer, permitiendo así modificar el ajuste de la antena sin necesidad de desarmarla. Si estos agujeros se hacen del diámetro adecuado podremos después cerrarlos usando taponcitos de plástico como los que llevan los bolígrafos BIC.

En mi caso he realizado ambos bobinados con cablecillo rígido de diámetro 0.5 mm. de tipo telefónico forrado de plástico. El primer bobinado son +- 25 espiras en un extremo de la barra de ferrita, y se llevan los extremos libres del cablecillo al otro extremo, donde se soldarán al trimmer de sintonía. Sobre este bobinado y en el mismo extremo de la barra, se bobinan ahora +- 6 espiras. Este es el bobinado que captará las oscilaciones del circuito resonante y que son conducidas al PL a través del trimmer de acoplamiento. El número de espiras no es crítico y se indica como punto de partida. Esto es por que la inductancia final del bobinado dependerá también del tipo de ferrita que usemos, pero pequeñas variaciones en las bobinas se compensan perfectamente en el ajuste de los trimmer.

Hay múltiples combinaciones de bobina-condensador que resonarán en la frecuencia deseada. Una inductancia de valor elevado y un condensador de baja capacidad proporcionan una resonancia aguda, un ancho de banda mas estrecho y mayor selectividad. Un condensador de valor elevado y una inductancia de bajo valor ofrecen una resonancia mas suave, mayor ancho de banda y menor selectividad. Tenemos un circuito resonante de alto Q en el primer caso y de bajo Q en el segundo, pero ambos resonarán a la misma frecuencia si utilizamos los valores adecuados de inductancia y capacidad.

Una vez colocado el tubo sobre el PL y asegurándose de la coincidencia de los agujeros de ajuste sobre los condensadores se pueden pegar ambos con el adhesivo que nos parezca mas adecuado. Si ambas piezas encajan bien, será suficiente una gota de pegamento instantáneo, de lo contrario es mejor un pegamento de relleno como el popular Araldit o similar. La parte superior del tubo puede cerrarse con un pie de goma de esos de los taburetes a modo de tapón. Antes debemos asegurarnos de bloquear en una posición fija el extremo de la ferrita, para ello sirven perfectamente dos taquitos hechos con goma de borrar y una pizca de pegamento. En los dibujos se da una idea de como pueden disponerse los distintos elementos.


 
 

AJUSTE

Para ajustar o sintonizar la antena es preferible hacerlo una vez ensamblada, pero podemos realizar un "preajuste" con el montaje al aire, que nos servirá para indicar si vamos por buen camino y no hemos cometido algún error en las conexiones. El modo de hacerlo se asemeja mucho al proceso de ajuste de un acoplador de antena. Si disponemos de un DIP-meter podemos realizar un ajuste mas riguroso, pero también puede hacerse directamente sobre el receptor.

a) Disponemos de un DIP-meter (en adelante le llamaré DIPer).

Bueno, como disponemos de el, es de suponer que sabremos utilizarlo. Seleccionamos en la escala del DIPer la frecuencia que deseamos y aproximamos la bobina a la ferrita. Con un ajustador de plástico giramos despacito el trimmer de sintonía hasta observar el "dip". Despacito por que de lo contrario es muy fácil pasárselo. Si es necesario se separa el DIPer de la ferrita hasta apreciar perfectamente el pico de resonancia. Luego solo hay que conectar la antena en el PL del receptor (un adaptador en L será un buen accesorio) y ajustar el trimmer de acoplamiento hasta la posición de máxima señal recibida.

b) No disponemos de DIP-meter.

O sea, que estamos cacharreando con antenas y no tenemos un DIP-meter. Un aparato de esos no es imprescindible, pero ayuda a no dar palos de ciego y ahorra mucho tiempo y quebraderos de cabeza. Por experiencia lo digo. Pero bueno el caso es que no lo tenemos, así que a falta de pan...

Debemos poner ambos trimmer en su posición media y conectamos al antena al receptor. Ajustamos lentamente el trimmer de sintonía hasta escuchar con mayor claridad el ruido de banda. En este punto puede ayudar el sintonizar alguna señal no muy fuerte pero estable y sobre ella concluimos el ajuste actuando ahora sobre el trimmer de acoplamiento. Retocamos de nuevo ambos ajustes hasta que tengamos el convencimiento de que ya no se puede mejorar mas.

c)La tercera vía.

El que tenga la suerte (es un decir) de disponer de un analizador de antena puede permitirse realizar la antena con circuito resonante de Q muy elevado y ajustarla para dejarla "clavada" en una frecuencia concreta. También es posible realizar una sintonía y acoplamiento idóneos usando un medidor de ROE sensible. Por que claro de este modo hay que suministrar potencia a la antena y para no freírla hay que bajar el control de potencia hasta el sótano. Con valores de señal tan bajos no todos los medidores de ROE ofrecen medidas fiables. De hecho en estas circunstancias son mas fiables los que ya no muestran medida alguna, al menos no nos engañan.

CONCLUSIÓN

Bueno, ya hemos construido una antena mas, pero ¿que tal funciona?, esta cosa insignificante...¿realmente sirve para algo?. Bien, aquí es donde cada uno debe valorar las prestaciones de la antena. Desde luego no es un dipolo de media onda y en consecuencia no se pueden establecer comparaciones. En las publicaciones que tratan de antenas se afirma que las antenas que funcionan sobre la componente magnética de las ondas de radio son mas "silenciosas" que las antenas que responden al campo eléctrico, refiriéndose a que captan menos ruido. Pertenecen a esta categoría las antenas de aro, los cuadros y las antenas de ferrita, como la que nos ocupa. En todos estos casos se alejan bastante en cuanto a dimensiones de lo que cabría esperar atendiendo a la longitud de onda que se corresponde con la frecuencia de resonancia de la antena. Tamaño muy reducido, alto Q, acusada directividad y poca sensibilidad al ruido son elementos importantes a la hora de evaluar el rendimiento que nos pueden proporcionar esta clase de antenas. Sobre todo para los que viven en la ciudad. En los casos en que la sensibilidad o ganancia de estas antenas sea menor que otra antena típica, debería tenerse muy en cuenta el elemento del ruido ya que de nada nos servirá una antena mas sensible que lo que hace es llenarnos el receptor de ruido, imposibilitando así la recepción de señales débiles. En este caso con el uso de un preamplifcador de recepción se pueden igualar o incluso superar las prestaciones que nos ofrecería una antena típica en similares circunstancias.

Esto en recepción, claro, por que el hecho de que estas antenas incluyan algún elemento de sintonía o adaptación obliga a que las inductancias y condensadores empleados estén dimensionados para soportar las tensiones y corrientes que se producen al emitir. Y si la antena presenta un elevado Q no es necesario que la potencia sea muy alta para que se alcancen valores elevados de tensión.

Pero también hay otras soluciones, por ejemplo emplear antenas independientes para emisión y recepción. Imaginemos al radioaficionado X que vive en un edificio de cualquier ciudad, este personaje en concreto "goza" de un ruido tremendo en su estación de radio. A menudo no oye las respuestas a sus llamadas por que aquellas quedan enmascaradas por el ruido, ruido que únicamente sufre él en RECEPCIÓN, pero que no afecta para nada a la otra estación la cual le recibe perfectamente incluso emitiendo en QRP. Aquí le vendría de perlas una antena de bajo ruido para usar SOLO en recepción, conservando para emisión su antena actual. Lógicamente tendría que sintonizar la antena para cada banda o segmento de banda y orientarla correctamente, a la vez que escucha con atención. Y eso es tan latoso...es mucho mas cómodo y rápido una única antena, multibanda por supuesto y a ser posible que no haya que usar en exceso el acoplador. Mejor si no hay que usarlo nada. Por supuesto es conveniente que esa antena tan cómoda cubra desde 160 mts hasta UHF. ¡Ah! y que sirva también para los teléfonos, aunque ya sabemos todos que ningún radioaficionado los escucha intencionadamente...

 
