LA ESTACION DE RADIOESCUCHA
INTRODUCCION A LAS ANTENAS.
La finalidad de esta página es proporcionarle a Ud. algunos conocimientos acerca de los diversos tipos de
antenas para ayudarle así a tomar una decisión sobre lo que debe hacer para mejorar la recepción. Es muy
importante saber seleccionar el tipo apropiado de antena, y en vista de la amplia gama de situaciones locales y
posibilidades diferentes para instalar una antena, hemos hecho una selección de los tipos más populares, que
describimos más adelante. Además incluimos una breve introducción sobre los principios básicos de la radio.
Cualquier pregunta o comentario puede escribirme a: .
CONTENIDO
Como viajan la ondas de Radio
Una antena es un conductor capaz de radiar o recibir energía. Un transmisor convierte energía eléctrica en ondas electromagnéticas (radio) que son radiadas hacia afuera por antenas a la velocidad de la luz - aproximadamente 300.000.000 metros por segundo. La antena de un receptor convierte estas radio-ondas en energía eléctrica la cual es interpretada por los circuitos electrónicos en su receptor y transformados de vuelta en voces y música.
Frecuencia y Longitud de Onda
Estos dos términos son intercambiables y denotan la presencia de energía radial en alguna parte o algún punto del espectro de radio Frecuencia: estas son 2 unidades de medida muy relacionadas.
Las ondas de radio varían en su longitud desde fracciones de centímetros a miles de metros. La longitud de una frecuencia de onda corta se expresan en metros.
Frecuencia es el número de ciclos (u ondas) por segundo emitidas por una antena.(ver Figura 1.). Ciclos por segundo es abreviado como Hertz (en honor de Heinrich Rudolf Hertz, el físico que descubrió las ondas electromagnéticas en 1888). kilohertz (kHz) son 1000Hz y megahertz (MHz) son 1 millón (ver sección sobre bandas radioelectricas).
La relación entre longitud de onda y frecuencia se expresa matemáticamente en la siguiente ecuación:
longitud de onda en metros = 300.000
frecuencia en KHz.
Bandas de Onda Corta:
Para conocer la distribución de las bandas de onda corta y su equivalencias entre frecuencias y longitud de onda vea la página sobre Onda Corta y su propagación en la sección "El Espectro de Radio".
¿Puede incrementar la recepción una antena externa?
Si usted tiene un radiorreceptor portátil con una antena telescópica incorporada se preguntara: ¿Puede una antena externa incrementar la recepción? En la mayoría de los casos la respuesta es sí, pero esto no es absoluto.
La mayoría de los receptores portátiles están diseñados para tener una máxima sensibilidad con la antena telescópica incorporada. Bajo condiciones normales esta antena permitirá una buena recepción. Una pobre recepción puede ser mejorada simplemente con ubicar el receptor cerca de una ventana o una pared externa. Sin embargo; la recepción es esporádicamente buena y si desea la captura de emisoras de "difíciles" será necesaria una antena externa.
Relación Señal~Ruido
A menudo la idea principal al instalar una antena es incrementar la intensidad de señal. En los hechos, muchas veces la intensidad de la señal puede ser adecuada, el problema real puede ser la interferencia eléctrica local de diversos tipos . La principal ventaja de una antena activa es que esta incrementa la intensidad de señal relativa al ruido al alejar el punto de recepción de la fuente de tales interferencias.
La recepción de onda corta "bajo techo" esta expuesta a muchas fuentes de ruidos e interferencias: luces fluorescentes, Televisores, hornos microondas, computadoras, termostatos, motores eléctricos, etc. Cuando un receptor y su antena incorporada están encerrados con todas esas fuentes de ruidos, la recepción obviamente va a sufrir.
También hay que considerar que los materiales de construcción de la casa o edificio donde vive va a absorber parte de las señales y afectar la recepción, sobre todo en los edificios cuyas estructuras metálicas actuaran como un "escudo" frente a las radioseñales.
Consejos de Instalación:
Algunos puntos generales a tener en cuenta sobre la instalación de antenas:
Aislamiento:
El aislamiento de la antena sirve para proteger las señales de radio-frecuencia de modo que no escapen a tierra. Por consiguiente, se necesita un buen aislamiento de RF. Tipos bien conocidos son los aisladores de porcelana vitriada y de pyrex. Si tiene la posibilidad de elegir, seleccione usted un tipo con nervaduras, porque éstas presentan un camino más largo a las fugas, cuando su superficie tiende a hacerse conductora debido a la acumulación de polvo, asi como en tiempo húmedo. Si no le es posible elegir, siempre podrá colocar un par de aisladores uno tras otro para obtener el mismo efecto.
Los aisladores también pueden ser de fibra de vidrio, teflon, polipropileno y pvc. Se procurará que tengan una superficie lisa, a fin de limitar la acumulación de polvo y suciedad.
Si se utiliza un árbol como soporte para un extremo de la antena, instale aisladores para mantenerlo fuera del follaje.
Para el caso en que tenga que terminar la antena cerca o en el lugar en que atravesará la pared o el marco de la ventana pueden usarse aisladores espaciadores o manguitos aislantes de entrada.
Si no dispone usted de los materiales indicados, use al efecto otros que puede conseguir localmente: aisladores para TV, frascos de vidrio, una funda de bolígrafo o un trozo tubo de plástico, para aislar la perforación.
Altura:
Cuanto más alta se instale la antena, tanto mejor será el resultado. Análogamente, cuanto más despejada esté, tanto mejor será la recepción. Trate en encontrar un lugar en que el apantallamiento causado eventualmente por árboles, edificios, etc., quede reducido a un mínimo. Una antena tendida sobre un tejado húmedo no se encontrará más que a una altura relativamente baja por encima de esta "tierra" artificial y el rendimiento será mucho menor del esperado.
Longitud:
Una antena de corta longitud es incapaz de captar suficiente señal, pero una antena excesivamente larga mostrará propiedades claramente direccionales, así que el proverbio de «cuanto más mejor» solamente es válido hasta cierto punto. La longitud total de la parte exterior de la antena no deberá exceder de 25 metros. Cuando la distancia a cubrir sea necesariamente mayor, la intercalación de un aislador puede constituir la solución.
Materiales:
El hilo de antena ha de poseer una alta resistencia a la tracción para poder aguantar fuertes vientos y también tener buena conductividad eléctrica. En el caso de la onda corta se recomienda el hilo de cobre o cobre estañado de 1 mm aprox. de diámetro. Este hilo puede ser macizo o trenzado, desnudo o aislado. Si no se dispone de hilo de cobre, puede usarse de aluminio o acero a condición de aumentar su diámetro de modo que presente razonable conductividad. Dentro de casa, la entrada puede ser de cable trenzado y aislado, puesto que es flexible e impide que se rompa o deteriore si roza con eventuales objetos metálicos de la habitación.
Situación:
La situación verdadera de la antena es decisiva para la calidad de la recepción, especialmente en presencia de fuentes de interferencia locales, tales como líneas aéreas de energía, vehículos, aparatos eléctricos o lámparas fluorescentes. En la mayor parte de los casos, se procurará instalar la antena lo más alta posible, de preferencia a más de metro y medio por encima del borde superior del tejado si el ruido provocado por los vehículos que pasan por la calle puede provocar una interferencia indeseable.
Elija también un lugar lo más lejos posible de las fuentes de interferencia y evite tender el cable de antena a corta distancia y en dirección paralela a lineas aéreas de energía o grandes objetos metálicos como canalones. Si dispusiera de un radiorreceptor portátil, éste puede ayudarle a usted a encontrar la mejor posición para la antena. Sintonice diferentes bandas de onda corta y observe los niveles de interferencia en diferentes puntos a lo largo de los cuales se propone instalar la antena.
Si teme hallarse ante un verdadero problema de emplazamiento haga uso de las propiedades de los tipos de antena específicos que se citan más adelante.
La bajada de antena:
Dentro de casa el nivel de interferencia suele ser más alto que afuera; procure pues que el cable de entrada sea lo más corto posible.
Se recomienda el uso de hilo de cobre trenzado bajo aislamiento y su conexión a la antena deberá ser de preferencia soldada, después de haber retorcido juntos los extremos de los hilos en una longitud de 2,5 cm como mínimo. Si carece usted de práctica para soldar, sitúe la conexión dentro de la casa para impedir que se oxide rápidamente, limpiando los hilos bien antes de retorcerlos juntos o use un bloque de conexión o un borne para asegurar la unión mecánicamente. También puede usar un enchufe y clavija del tipo de banana a tal efecto.
Por lo general, para pasar la antena adentro se suele usar el marco de la ventana. Este, sin embargo, no es recomendable si se trata de un marco metálico. En tal caso lo más fácil es taladrar un pequeño agujero en la pared, en un lugar adecuado lo más cerca posible del receptor. Si no tiene usted un manguito de entrada adecuado, utilice un trozo de tubo de plástico para forrar interiormente el agujero.
Una vez que haya determinado el lugar por donde la antena entrará en la casa procure mantener el cable de entrada lejos de todo cableado doméstico.
Conexión de la antena al receptor:
Para obtener un buen contacto eléctrico, coloque en el extremo del cable de entrada una clavija apropiada (conector tipo «banana»), que encaje en el enchufe de entrada de la antena del receptor.
En algunos casos se puede disponer de diferentes clases de clavijas. Si fuera así, es mejor consultar el manual de su receptor para asegurarse de la clase de clavija que se requiere para la entrada de antena para la AM. Si su receptor no tiene una conexión para antena exterior, suele ser posible colocar una adicional. Un método común es el de conectar la antena a la antena telescópica del receptor por medio de un pequeño condensador o trimmer de 20 ó 30 pF (pico-faradios). La más práctica en tal caso es la llamada clavija de cocodrilo.
También es posible construir un enchufe normal de antena, que se conecta al arrollamiento primario de la bobina de ferrita por medio de un pequeño condensador del mismo valor que el mencionado anteriormente.
Pero la mejor manera sea quizás la de colocar un cable enrollado aislado de 1 metro de longitud alrededor de la antena telescópica. De esta manera se obtiene un acoplamiento inductivo entre las antenas exterior y telescópica, produciéndose una incrementada sensibilidad de esta última.
La recepción de la onda corta puede mejorarse si se deja lo más inactiva posible a la antena de ferrita, por ejemplo, girando el receptor hacia un punto insensible o colocándolo simplemente en una posición diferente.
Adaptación:
Cuando la antena no está adaptada al circuito de entrada de antena del receptor se introducen pérdidas porque la señal resulta reflejada en el enchufe de entrada. Para obtener una transferencia óptima de la señal entre la antena y el receptor, las impedancias de antena y de línea de alimentación deben ser aproximadamente iguales a la impedancia de entrada de antena del receptor. Sin embargo, en la mayoría de los casos la impedancia de entrada del receptor no aparece especificada y hay que encontrar por tanteo la transferencia óptima de la señal. Pese a todo, cierta falta de adaptación es admisible y las impedancias de entrada del receptor no suelen ser muy críticas.
No obstante, una adaptación óptima puede constituir una excelente ayuda, como podrá descubrir si procediera a construir una unidad de adaptación como el sintonizador de antena que mencionamos más adelante.
Fuentes de interferencia en la casa:
La interferencia más importante que se oye en el altavoz entra en el receptor a través de la antena. Hablando en general, la interferencia procede de chispas producidas en los aparatos domésticos tales como aspiradoras, máquinas de coser, secadores de pelo, molinillos de café, etc.
Los aparatos domésticos más pesados tales como centrifugadoras y máquinas de lavar suelen estar provistos de supresores de interferencias, y sería práctico dotar de ellos también a las herramientas eléctricas más pequeñas y a los aparatos antes mencionados.
Los supresores de interferencias están conectados a los soportes de las escobillas de carbón de las máquinas eléctricas y equipados con condensadores para aminorar el chisporroteo.
La interferencia de las lámparas fluorescentes tubulares puede suprimirse apantallando convenientemente el equipo auxiliar. Si el suministro de red tiene un polo de tierra aparte (tercer hilo), éste debe conectarse a dicho apantallamiento.
Otro generador potencial de interferencias es el receptor de televisión. Este está equipado con un circuito de deflexión horizontal que tiende a producir muchos armónicos, los cuales son captados a su vez y radiados por la antena de TV. Como no es tan fácil apantallar un receptor de TV adecuadamente, se recomienda mantener la antena de onda corta lo más lejos posible del mástil de TV si este aparato produce radiación espúrea.
Si experimentara usted excesiva interferencia local, apantalle también la bajada de antena para impedir que capte este ruido.
Interferencia de radiodifusión:
La interferencia mutua entre emisoras de radiodifusión en onda corta se debe a la gran cantidad de transmisores que funcionan en estas bandas. La más irritante de todas es probablemente la «heterodina», una nota pulsante que se genera en el receptor cuando se sintonizan simultáneamente las portadoras de dos emisoras. Las heterodinas pueden suprimirse eficazmente con un llamado «filtro notch», pero la mayor parte de los aparatos domésticos no suelen tenerlo. Con objeto de limitar el efecto de interferencia mutua entre emisoras de radio, los receptores modernos están provistos de una anchura de banda algo más pequeña y algunos incluso tienen una anchura de banda variable a fin de poder adaptar el aparato a las condiciones variables de recepción.
Apantallamiento:
Puede ser útil o incluso necesario, apantallar parte de la antena contra la captación de interferencias. En vista de que es la entrada la que más suele pasar por campos de interferencia, es posible, llegado el caso, ultimar esta parte de la antena con cable coaxial.
La aplicación de cable coaxial presenta tanto ventajas como inconvenientes. Si la antena se conecta al conductor interior, y a su vez la trenza exterior de cobre se conecta a una toma de tierra adecuada, la entrada no captará ninguna interferencia.
La aplicación de cable coaxial permite tender el hilo como queramos, sin soslayar los canalones y cableado doméstico y sin necesidad de montar aisladores espaciadores o manguitos pasamuros. En cambio, una desventaja es que el cable coaxial introduce pérdidas capacitivas. Para aminorarlas es conveniente utilizar un tipo de RF de baja pérdida y buena calidad y restringir la longitud de la entrada coaxial a un mínimo.
Si el cable coaxial se aplica para la entrada completa - lo cual no siempre es necesario - es aconsejable curvar el extremo del cable alrededor del aislador terminal de la antena y fijarlo con cinta aislante. A continuación retírese la trenza de cobre en una longitud de 3 cm aprox. y suéldese el conductor interior a la propia antena. El peso del cable coaxial es soportado asi por todo el cable y no por su conductor interior solamente.
El cable coaxial puede obtenerse en diferentes calidades y con diferentes impedancias «características». Si necesita usted el tipo de 50 ohmios, por ejemplo, en combinación con una antena de polarización horizontal, foam dielectric RG-58/U es un buen cable. Para una impedancia de 70 ohmios aprox., existe el tipo RG-59/U. Este cable coaxial se suele usar en combinación con una antena dipolo. Si se aplica cable coaxial con una antena normal monofilar, o una de fusta, se recomienda ensayar un tipo de 125 ohmios, como el RG-63/ U. El cable normal apantallado o el cable de micrófono no sirve ya que causaría pérdidas considerables de señal.
Toma de tierra:
Si se emplea un cable apantallado para la entrada, o fuera conveniente aumentar el rendimiento de la antena por medio de una buena toma de tierra, puede ser que desee añadir un cable de tierra adecuado a su equipo de recepción.
Una toma de tierra se suele hacer generalmente introduciendo un tubo de cobre desnudo en el suelo. Quizá sea éste un método rápido, pero no siempre el mejor. Se asegura una buena toma de tierra cuando existe un buen contacto entre el cobre y el suelo y a menudo se obtiene esto mejor si se entierra una tira de cobre de unos 25 ó 30 mm de anchura y de 2,5 á 5 metros de longitud bastante profundamente en el suelo. Conviene que rodee el cobre con un material que resista la humedad, antes de rellenar el agujero. En las instalaciones profesionales, frecuentemente se usa carbón a este efecto. Una capa de unos 3 cm de espesor es suficiente. Si se la mantiene húmeda, situando el sistema entero debajo del tubo de bajada de aguas o sí se la humedece de vez en cuando, se tendrá una excelente toma de tierra.
Para conectarla al receptor utilícese un trozo de hilo grueso de cobre desnudo.
Protección contra los rayos:
Retirar la clavija de antena del receptor es la mejor protección contra los rayos. La protección automática contra el rayo por medio de un pararrayos no siempre es segura porque la unidad puede volverse conductiva tan pronto como la descarga eléctrica en la antena exceda de un valor predeterminado que puede ser tan alto como 70 voltios.
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La figura 1 muestra la conexión del protector de gas inerte, que es un aislador en condiciones normales. Es esencial una buena toma de tierra si se aplica este pararrayos. |
En la mayoría de los receptores es posible introducir un simple protector contra sobrecargas, a base de una pequeña lámpara de neón, conectada entre el enchufe de antena y el chasis (tierra) del receptor. Antes de ponerlo en circuito, se retira la resistencia en serie, que se necesita para usar la lámpara de neón como indicador o lámpara de control, pero que no serviría como protector de sobrecargas en un aparato de radio.
Los protectores contra sobrecargas que se describen más arriba se pueden obtener en el comercio, ya que se utilizan frecuentemente en los auto-radios. Recientemente han sido puestos a la venta protectores contra sobrecargas, de acción rápida, del tamaño de un botón, para los circuitos transistorizados. Se conectan como la lámpara de neón y proporcionan una mejor protección a los circuitos de antena miniaturas de hoy día.
Es evidente que no es posible ninguna protección contra una caída directa o cercana de rayo, cuando los intensos campos eléctricos y magnéticos que acompañan a éste son capaces de deteriorar su equipo por vía inductiva.
Nomenclatura de Antena
El funcionamientos y características de instalación de las antenas puede categorizarse de diversas formas. Las más importantes son directividad e Impedancia.
- Directividad: una antena omni-direccional recibirá igualmente bien señales desde cualquier dirección. una antena direccional deberá ser orientada en el ángulo correcto para recibir la señal deseada.
- Impedancia: la oposición total al fluir de la corriente dentro de un circuito se llama impedancia. Toda antena tiene definida un valor de impedancia al punto donde adherimos el cable de bajada al receptor. La máxima transferencia de energía es solo posible cuando la impedancia de la antena se corresponde con la impedancia del cable de bajada; y la impedancia de éste deberá también corresponder con la impedancia de la entrada del receptor - usualmente 75 ohms.
- Vertical/Horizontal: una antena vertical ocupa menos espacio pero es más susceptible a los ruidos atmosféricos e interferencias eléctricas locales que una horizontal.
- Banda estrecha/banda amplia: Una antena de banda estrecha esta diseñada para captar un rango estrecho de frecuencias.
- End-fed (extremo)/ Off-centre-fed (descentrada)/ Centre-fed (central): Este termino describe donde es conectado el cable de bajada al receptor en la antena.
INSTRUCCIONES PARA EL MONTAJE ALGUNAS ANTENAS
Las antenas de la siguiente página pueden ser construidas económicamente en casa. Los materiales necesarios - cable de antena, cable de bajada, aisladores, protectores contra rayos, cuerdas, tubos de aluminio, etc. - se consiguen en cualquier ferretería o casa de electrónica.
Ver: MONTAJE DE ANTENAS SIMPLES
Para antenas más elaboradas como antenas activas, loops para OM, etc.
vea la página de proyectos.
