La antena de cuadro o Magnetic Magnetico.pdf · PDF filecualquier antena vertical, pero...

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La antena de cuadro o "Magnetic Loop"(2.000)

Por: Hugo Martinez (LU 9DR) yMiguel R. Ghezzi (LU 6ETJ)www.solred.com.ar/lu6etj

SOLVEGJ Comunicacioneswww.solred.com.ar/solvegj

Ultima actualizacin 27 de agosto de 2002

Tiempo despus de haber escrito el artculo sobre las antenas de cuadro, estabapaseando en bicicleta con mi esposa, Lucy, LU 7DPH, por una hermosa zona residencialde la vecina localidad de Moreno; al mirar hacia arriba para disfrutar del arboladopaisaje me llam la atencin una antena direccional realizada con deltas. Cuando meacerqu para verla mejor no pude dejar de advertir la hermosa antena magnticamontada sobre el techo del chalet. De inmediato decid golpear las puertas delaficionado que indudablemente moraba debajo de esa antena. Pregunt a una bonitaseora por el dueo de casa y ella me seal a un hombre que estaba en la esquinarecogiendo las hojas del Otoo, quien se acerc para ver de qu se trataba. Mepresent y as es como conoc por segunda vez al Sr. Hugo Martinez, la LU 9DR. Digosegunda vez pues l, que evidentemente tiene una memoria ms joven, recordaba unya aoso encuentro anterior.Por supuesto me interes por su antena, habida cuenta de que yo no haba realizadoprcticas con esas antenas. As retomamos una amistad que se va consolidando con eltiempo y eso me permiti sugerirle que escribiera su experiencia con la antena parahermanar mi terico escrito con su concrecin, a lo cual accedi de inmediato con elentusiasmo y la buena disposicin tpica del buen radioaficionado para compartir suconocimiento con los dems colegas.

El texto terico original se encuentra inmediatamente debajo de estos prrafos y ladescripcin de la prctica constructiva de Hugo con fotografas y diagramas puedeaccederse salteando la teora haciendo clic aqui.

PELIGRO ADVERTENCIA INICIAL PELIGRO

Cuando se emplean antenas de cuadro en trasmisin, aun con potenciasrelativamente bajas, se presentan tensiones peligrosa sobre ella. Instlelalejos del alcance de los nios y trabaje con extremo cuidado al realizar losajustes. Evite ajustar la antena mientras est excitada.

Las antenas de cuadro son casi tan antiguas como la radio misma. Verlas hoy nosproduce un nostlgico y romntico recuerdo. La aparicin de la antena de Ferrite hacems de cuatro dcadas las releg el arcn de los recuerdos.

Hace poco tiempo, hall en la internet un artculo de Kenneth H. Patterson quemencionaba el empleo de estas antenas en sistemas militares, destacando numerosas

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bondades que despertaron mi curiosidad, (la mayora del material publicado, est eningls). http://perso.wanadoo.fr/f5qz/pagham/ham02.htm

Las sorpresas fueron interesantes y me indujeron a escribir en castellano lo aprendidosobre ellas. No he realizado experiencias personales y este trabajo solamente consisteen material para discusin, anlisis y experimentacin de los aficionados de hablahispana que puedan estar interesados.

Descripcin bsica

Una antena de cuadro o "loop" bsicamente est constituida por una o ms espirasconductoras formando un cuadrado, hexgono, octgono o crculo, con dimensionesfsicas que pueden variar desde las pequeas (en HF) de 30 o 40 cm de dimetro,hasta las "mayores" de varios metros, segn la frecuencia y el rendimiento esperado.La inductancia de la/s espiras habitualmente se sintoniza con un capacitor variable yella/s se acopla/n a la lnea de trasmisin mediante un eslabn (como se muestra en lafigura) o mediante un acoplamiento capacitivo.

Primero es lo primero...

Suelo afirmar que no existe "la mejor antena", pero si puede existir la mejor antenapara un juego de condiciones dadas, y no ha de ser esta la excepcin...

No tiene mayor sentido comparar o discutir antenas sin hacer esta salvedadfundamental. Muchos coincidirn en que una antena Yagi con un botaln de treslongitudes de onda y catorce elementos es una muy buena antena, pero para llevarcon el handie en la cintura me resulta mejor la "colita de chancho".

La antena de cuadro o "Magnetic loop" es una antena que presumiblemente sedestacar sobre sus hermanas cuando se presenten las siguientes condiciones:

http://perso.wanadoo.fr/f5qz/pagham/ham02.htm

No se puede emplazar un dipolo de 1/2 a una altura mnima adecuada (msde 0,15 ).

No haya espacio suficiente o puntos fijos donde afirmar los extremos de undipolo de 1/2 onda.

No haya espacio suficiente para instalar el sistema de radiales de una verticalde cuarto de onda o ligeramente acortada mediante bobinas de carga o cargas"lineales".

No puede aceptarse la baja irradiacin hacia los ngulos elevados propia de unavertical y que favorecen los comunicados locales va refraccin en la ionosfera.

Cuando la portabilidad y rpida instalacin es una caracterstica deseable. Cuando en las anteriores condiciones resulte necesaria una antena "de banda

corrida" fcilmente ajustable. (Note que no dice "banda ancha")

Lo dicho muestra que sera una antena competitiva cuando haya una gran restriccinde espacio y/o altura. Podra ser, quizs, la mejor opcin para quien desee operar enbandas bajas en sus salidas de camping.La antena es principalmente til en las frecuencias ms bajas de HF pues en las msaltas es fcil cumplir con los requisitos necesarios para un dipolo o una verticalconvencional. Podra ser la solucin para un viajante que deseara operar su estacindesde la habitacin del hotel en las bandas ms altas ya que puede emplazarsefcilmente dentro del cuarto o sobre una ventana o balcn.Su altsimo Q la hace una excelente antena en presencia de seales intensas en lascercanas tanto en frecuencia como en geografa, contribuyendo eficazmente a eliminarproblemas de modulacin cruzada. Especialmente interesante para emplear conreceptores de conversin directa.Sus desventajas...El principal inconveniente de la antena loop radica en su reducidsimo ancha de bandaoperativo por lo que requiere resintona de su capacitor de ajuste cuando se cambia lafrecuencia y probablemente convenga algn sistema motorizado para ese efecto si semonta alejada del trasmisor. Si es posible resintonizarla rpidamente esta desventajadeja de ser importante (como deja de ser importante el hecho de tener que rotar unadireccional) y la sintona continua a lo largo de un amplio espectro pasa a ser una granventaja.Es una antena poco dispuesta a aceptar potencias importantes pues su altsimo Q hacenecesario que el capacitor de sintona sea de una aislacin excepcionalmente alta. CienWatts ya representan un pequeo desafo...No puede construirse desprolijamente. Es importante que su construccin mecnicasea muy cuidadosa desde el punto de vista elctrico, de lo contrario el rendimientopuede caer a valores inaceptables...Algunos Porqu...La antena de cuadro, cuando se monta con el plano de su superficie de maneravertical, es una antena de polarizacin vertical (redundancia aparte).La reflexin en tierra del campo irradiado por una antena de polarizacin horizontal sehalla prcticamente en contrafase con el campo generado por la antena, de all queambos campos tiendan a cancelarse mutuamente, por eso, cuando la altura del dipolohorizontal es muy baja, esta cancelacin reduce drsticamente el campo total. Dehecho si el dipolo estuviera sobre un plano de tierra perfectamente conductor yapoyado sobre el mismo, no se irradiara absolutamente ninguna energa al ter.Cuando la antena es de polarizacin vertical, por el contrario, la reflexin en tierra estaproximadamente en fase con la producida por la antena y por lo tanto los campos sesuman. Esta propiedad es fundamental para nuestro propsito porque permiteinstalarla a muy baja altura sin prdidas de importancia. Lo mismo puede decirse de

cualquier antena vertical, pero una convencional requiere un adecuado plano de tierrapara formar la antena imagen y un "adecuado plano de tierra" no consistesimplemente en tres o cuatro radiales de un cuarto de onda.La antena de cuadro no requiere de los planos de tierra en absoluto y esta es suprincipal ventaja sobre una vertical comn.El rendimiento de la loopToda antena tiene un rendimiento, es decir una medida de cunta energa de la querecibe del trasmisor puede transferir hacia el espacio lejano en relacin a la energaperdida en el proceso. El rendimiento se calcula teniendo en cuenta su resistencia deradiacin respecto de su resistencia de prdidas totales. La resistencia de prdidas seasocia normalmente a las producidas en los conductores y dielctricos de la propiaantena as como aquellos que la rodean, particularmente la tierra en las verticales quese apoyan sobre la misma o que se montan en estaciones mviles de HF. Para untratamiento del tema del rendimiento ver Ghezzi "Esa antena no es tan difcil" en estamisma web.En una antena loop las prdidas dependen principalmente de las resistivas que produceel conductor que la forma y tambin las de su capacitor de sintona.Lo interesante es que con una antena loop de unos 3 m de dimetro se podra lograren la banda de 40 m un rendimiento similar al de un dipolo, cuidando las prdidasmencionadas. Esto no es poco decir, especialmente si consideramos que puedeinstalrsela a muy baja altura sin que pierda sus buenas propiedades.Resolver el problema de las prdidas resistivas pasa fundamentalmente por el empleode un material que sea muy buen conductor elctrico y con un dimetro cercano omayor a los 25 - 30 mm. El Cobre ser nuestra primera consideracin y el Aluminio yacomienza a ser considerado "una solucin de compromiso".Las uniones, si las hay, tienen que ser elctricamente perfectas, preferentementesoldadas (y ms preferentemente soldadas con plata) y las conexiones al capacitorvariable mediante cinta o tubo aplastado. Para disminuir las prdidas se recomiendaemplear un variable tipo "mariposa", ya veremos luego el porqu.Si la antena ha de emplearse en recepcin solamente su realizacin no ser tanexigente porque en las band