DIAGRAMA DEIRRADIACION EN EL ESPACIO LIBRE

Se llama así al diagrama de irra-diación de cualquier antena queposea varios largos de onda dedistancia con respecto a tierra y ala totalidad de otros objetos. Es fá-cil de obtener en las bandas deVHF y UHF, pero para la banda deHF (debajo de 30MHz) es de pri-mordial interés la altura de la ante-na sobre el suelo. Cuando la ante-na está situada cerca del piso o dela tierra el diagrama sufre una mo-dificación por las ondas reflejadas

desde tierra, por lo cual la calidaddel diagrama depende de la alturade la antena y de su posición, o suorientación respecto del suelo y delas características eléctricas de latierra. El efecto de una tierra per-fectamente reflectora es tal que laintensidad de campo original en elespacio libre puede ser multiplica-da por un factor que posea un va-lor máximo de dos (2), para re-fuerzo total, y que tenga la totali-dad de valores intermedios, hastacero, para la cancelación total.

Estas reflexiones afectan el dia-grama vertical de la antena. En lafigura 1 se ve la variación del fac-

tor de multiplicación en funcióndel ángulo vertical para distintasalturas de antenas horizontales.

TIERRA IMPERFECTA: La fi-gura 1 se basa en la existencia deuna tierra que posea conductividadperfecta, mientras que la tierra realno es un perfecto conductor. Elprincipal efecto que ejerce la tierrareal es introducir cierta imprecisiónpara los ángulos menores; resultaprácticamente imposible lograr unaradiación apreciable de frecuenciaalta para ángulos inferiores a po-cos grados cuando la altura de laantena es menor que varias longi-

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Lanzamiento del Libro Manual del Radioaficionado (2ª Edición)

Irradiación de lasAntenas paraRadioafición

EL MANUAL DEL RADIOAFICIONADO ES UNAOBRA DEL ING. VALLEJO QUE EDITORIAL QUARKVUELVE A PONER A SU ALCANCE EN UNA NUEVAEDICION. SE TRATA DE UN “VERDADERO MA-NUAL” CON DATOS INTERESANTES PARA LOSAMANTES DE LA RADIOAFICION Y PERSONAS VIN-CULADAS CON EL ESTUDIO DE LAS SEÑALES DE RF. POSEE 216 PAGINAS DE AM-PLIO CONTENIDO TEORICO PRACTICO. EN ESTA NOTA, REPRODUCIMOS ALGU-NOS CONCEPTOS SOBRE LA FORMA EN QUE OPERAN LAS ANTENAS DE HF.

tudes de onda. Para másde 15°, en cambio, lascurvas son suficientemen-te precisas; para ánguloscomprendidos entre 5° y15° se las puede conside-rar como simple indiciode los resultados que pue-den esperarse.

IMPEDANCIA

Las ondas que son di-rectamente reflejadas ha-cia arriba por la tierra, alpasar por ella, inducencorriente en la antena y,de acuerdo con la alturade la misma, la relaciónde fase entre la corriente induciday la original puede ser como parareforzar, en unos casos, y debilitar,en otros, la corriente total que cir-cula por la antena.

Que la corriente aumente signi-fica que la impedancia baje y vice-versa, para una cierta im-pedancia de la antena va-ría con la altura, como seve en la figura 2.

La impedancia se acercaal valor que corresponde alespacio libre a medida quela altura aumenta, pero seaparta mucho de ese valoral bajar la misma.

ANTENA DE MEDIA ONDA

La forma fundamentalde una antena se encuen-tra representada por unsolo conductor cuya longi-tud es, aproximadamente,

igual a la mitad de la longitud deonda de emisión.

Esta representa el tipo básico,del cual se derivan las formas máscomplejas de antenas, y se la llamadipolo.

La longitud de una media ondaen el espacio es:

Longitud (m) = 150/frec (MHz)

La longitud real de una an-tena de media onda no esexactamente igual a la me-dia onda en el espacio, si-no que depende del cali-bre del conductor en rela-ción a la longitud de onda(figura 3).En la curva de la figura 3,K es el factor que debemultiplicarse por la mediaonda en el espacio paraobtener la longitud en queha de resonar la antena.En condiciones medias sepodrá obtener con sufi-ciente precisión la longitudde una antena de media

onda para frecuencias de hasta30MHz con la siguiente fórmula:

λ = long. antena de media on-da (m) =

λ = 150 . 0,95/frec (MHz) ( I )

EjemploUna antena de media on-da para 7150kHz =7,15MHz, tendrá una lon-gitud:

150 x 0,95l = ___________ = 19,90 m

7,15MHz

Arriba de 30MHz y, enparticular, para antenasconstruidas con varillas otubos, se deberán usar lassiguientes fórmulas:

λ*= long. de antena demedia onda

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(m) = 150 x k/frec (MHz)

EjemploHallar la longitud

de una antena de me-dia onda para28,7MHz, si está cons-truida con tubos de1,27 cm de diámetro.

A 28,7MHz unamedia onda en el es-pacio es:

150λ* = ____ = 5,22 m

28,7

La relación entre longitud demedia onda y diámetro del con-ductor será:

5,22 x 100R= _____________ = 411

1,27

Para este valor del gráfico, Kvale 0,97 y la longitud de la antenaserá:

150 x 0,97l= _____________ = 5,07 m

28,7

DISTRIBUCION DE CORRIENTE Y TENSION

Cuando se alimenta con poten-cia una antena de este tipo la co-rriente y la tensión varían a lo lar-go de su longitud. La corriente esmáxima en el centro y nula en losextremos; lo opuesto ocurre con latensión.

Impedancia: La resistencia deradiación de una antena de media

onda infinitamente delgada en elespacio libre es de aproximada-mente 73 ohm, este valor varía conla altura y aumenta hacia los extre-mos en los cuales el valor real de-pende de factores como altura,construcción física, posición res-pecto de la tierra y aisladores delos extremos.

Calibre del conductor: La im-pedancia de la antena depende,entre otras cosas, de la relaciónentre diámetro y longitud del con-ductor. Si se usaun diámetro gran-de para el conduc-tor, la capacidadpor unidad de lon-gitud aumenta y lainductancia dismi-nuye por la mismaunidad.

La resistenciade radiación no esafectada por la re-lación diámetrolongitud, por loque la menor rela-ción L/C hace quedisminuya el Q dela antena y la cur-

va de resonancia sehaga menos aguda, loque trae aparejado quela antena trabaje sobreuna gama más ampliade frecuencias y esteefecto se hace mayor amedida que se aumen-ta el diámetro, propie-dad de importancia enfrecuencias altas paralas cuales la longitudde onda es pequeña.

CARACTERISTICA DE RADIACION

La radiación de un dipolo no esuniforme en todas las direccionessino que varía de acuerdo con elángulo respecto del eje del con-ductor. Es más intensa en direccio-nes que se encuentran a ángulosreducidos con respecto al conduc-tor y nulo a lo largo de la direc-ción del mismo, correspondiendovalores intermedios para ángulosintermedios. En la figura 4 vemos

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el diagrama de radiación de unaantena horizontal de media ondapara tres ángulos verticales distin-tos de radiación.

ALIMENTACION DE UNA ANTENA DIPOLO

Como la impedancia en el cen-tro de un dipolo se encuentra cer-ca de los 70Ω, brinda buena adap-tación para líneas de transmisiónde 75Ω.

En la actualidad se fabrican an-tenas para varias potencias quepueden conectarse en el centro dela antena por medio de un peque-ño aislador como punto de cone-xión. Se debería usar línea coaxilcon un balum 1:1 para garantizarla simetría o, sin balum, con unaleve deformación en el diagramade irradiación.

La línea de transmisión deberápartir en ángulo recto respecto dela antena dentro de, por lo menos,un cuarto de longitud de onda, pa-ra que no haya desequilibrio decorriente en dicha línea causadopor captaciones de la antena. Lalongitud de esta antena se calculacon la fórmula (I).

El empleo de línea de 75Ω dapor resultado una línea plana so-bre la mayor parte de cualquierbanda de aficionado. Si se haceque la antena de media onda asu-ma la forma que se conoce comodipolo plegado, con línea de 300Ωse obtendrá una buena adaptación.

La figura 5 muestra un dipolode media onda alimentado conuna línea de 75 ohm, mientras queen la figura 6 se observa que conun dipolo plegado la impedanciaaumenta hasta 300Ω.

Para usar líneas de transmisiónde 600Ω y obtener buena adapta-ción se usa el dipolo plegado trifi-lar, cuya única condición es quelos tres conductores sean del mis-mo diámetro (figura 7).

El método por el cual se adaptauna línea directa de 600Ω y unaantena de media onda se llamaadaptación delta (vea la figura 8).

Como se ve en la figura 8, la lí-nea asume la forma de un abanicoal aproximarse a la antena, paradisponer de un aumento gradualde impedancia en el punto de laconexión que iguale la de la ante-na. Como las dimensiones son crí-ticas, se necesita una medición an-tes de instalar la antena; la longi-tud de la antena se calcula con la

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fórmula (I). La longitud de la sec-ción C se halla como:

C(m) = 37,7 / frec (MHz)

La sección ensanchada de losalimentadores E puede hallarse con:

E (m) = 44,8 / frec (MHz)

Ejemplo: para una frecuencia de4,7MHz las medidas calculadas son:

. L = 142,5 / 7,1 = 20,07 mC = 35,7 / 7,1 = 5,03 mE = 44,8 / 7,1 = 6,30 mComo estas fórmulas son única-

mente aplicables a líneas de 600ohm es importante que las líneassean aproximadamente de ese va-lor. En las figuras 8 y 9 se ven de-talles constructivos.

ANTENA V INVERTIDA

Es una antena no direccionalmuy popular y sus ventajas son:requerir un solo poste para sopor-

te y presentar una característica deirradiación bastante omnidireccio-nal, al estar calculada para una so-la banda. La versión multibandaposee radiación en sentido longitu-dinal y un buen compromiso entrepolarización horizontal y vertical,lo que la hace útil para comunica-ciones locales y a la larga distan-cia; tienen un ángulo de radiaciónbajo en comparación con uno ver-tical de l/4 con plano de tierracuando se alimenta como en la fi-gura 10.

Para funcionar en una sola ban-

da se la constru-ye con el mismolargo que un di-polo común demedia onda y sealimenta al cen-tro con cable de75Ω. El centrodebe estar lomás alto posiblesobre el suelo,preferentementea más de l/4 dela frecuencia defuncionamiento.El ángulo delvértice debeacercarse en lo

posible a 90°, aunque se obtienenbuenos resultados con ángulos en-tre 90° y 120°. Con un ángulo pordebajo de 90° se produce una ex-cesiva cancelación de señal entreambas ramas por lo que debe evi-tarse.

De más está decir que lo dadohasta aquí no es más que unabreve introducción sobre estetema, el cual profundizaremos conel transcurso de las siguientes edi-ciones. De todos modos, el textoes ampliado en “El Manual delRadioaficionado”.

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