jueves, 18 de febrero de 2010

Antenas cortas y portátiles, las Whip (varias fuentes)

Nada parece superar las antenas más simples de dimensiones superiores a ¼ λ (verticales, dipolos, etc) que podamos poner en nuestras casas. Desafortunadamente no siempre nos dan las dimensiones para construirlas como nos gustaría. Entonces empiezan a ser aceptables diferentes compromisos, a partir de alli es solo cuestión de definir que tan profundo y lejano del funcionamiento "ideal" es aceptable el compromiso que se realiza basado en "lo que hay".
Hace algunos años hice un programa llamado Pescador que era capaz de capturar (en parte) el forward entre otros dos BBS solo mediante recibir sin transmitir en ningún momento los paquetes que pasaban, dos o tres trucos de manejo de protocolo, otros dos o tres trucos de programación pero por sobre todo aceptar que dificilmente pudiera tomar el 100% del forward por ese medio era clave para que el funcionamiento fuera satisfactorio. En el manual del usuario lo defini como “un perro que canta tangos, pero no le pidan que además sea afinado….”.
Las antenas whip como las que hé estado experimentando recientemente con mi estación portátil (ver entrada anterior) son un ejemplo en este sentido cuando las condiciones de contorno son que la antena tiene que ser fisicamente pequeña no solo montada sino también mientras es transportada, y sin tener demasiados presupuestos sobre el lugar de operación en el que usualmente hay restricciones severas en lo que se puede hacer. Mis restricciones en condiciones de vacaciones eran mas autoimpuestas que reales, nada impedía llevar otro tipo de antena más elaborada; pero el juego era aprovechar el tiempo libre para experimentar con las restricciones que si conozco en otros tipos de viajes que frecuentemente tengo que hacer y donde me gustaría operar en condiciones portátiles.
Este tipo de antenas whip van en una extensa gama desde las muy conocidas antenas látigo de movil (incontables fuentes que sería ocioso citar aqui), pasando por distintas variables de antenas whip comerciales (BuddyStick,ATX Walkabout,etc) hasta las whip pequeñas (Miracle Whip, Wander Wand, Wonder Whip,etc).
Todas se basan en los mismos principios físicos, las implementaciones pueden hacer variar un poco su rendimiento y enfrentan las mismas limitaciones dictadas por las leyes de la física que sustentan su funcionamiento; en no pocos casos el marketing con que se las vende es confuso, innecesariamente agresivo y no pocas veces rayando con el fraude.
Todas las antenas de este tipo necesitan o una buena toma de tierra o una contra-tierra (“counterpoise”); no importa que digan los fabricantes. Sin ella su rendimiento es simplemente demasiado pobre. Todas estas antenas tienen rendimientos muy por debajo de antenas convencionales (vertical, dipolo, etc) de dimensiones mas grandes. Podemos darnos una idea de que tan mucho o poco con una visita al excelente site de HFPack donde se revisan en forma sistemática distintos diseños; incluyendo algunos francamente absurdos (por ej. Esta carga fantasma con pérdidas que no falta quien diga que es maravillosa).
Todas estas antenas se caracterizan por tener una altura efectiva mucho menor que la longitud de onda, por ejemplo para 40 Mts, típicamente tendrán longitudes entre 40 y 80” por lo que h/λ estará entre 0.02 y 0.04. Aplicando las formulas mostradas la Resistencia de Radiación oscilará entre 1/4 y 1Ώ. Por su parte el componente capacitivo Ca (también aproximada por la expresión teórica adjunta) oscilará entre 12 y 20 pF. Los valores reales serán respectivamente un poco más bajo y más alto en la medida que se deben compensar particularidades el entorno donde funciona la antena e imperfecciones de montaje. Este rango de valores se puede siempre alterar para que iguale a la impedancia que espera ver el transmisor mediante un circuito adaptador apropiado, con una inductancia adecuada el componente capacitivo se puede cancelar en resonancia. El problema es que con resistencias de radiación tan bajas casi cualquier montaje práctico tendrá perdidas que equivaldrán a valores mayores que la resistencia de radiación. Montajes más perfeccionados disminuirán marginalmente esta resistencia de pérdidas pero hay límites prácticos de que tan bajo puede ser. Asumiendo que sea del orden de 3Ώ (quizás un valor realista para compensar montaje imperfecto en un ambiente desconocido) la eficiencia de radiación será entre 7 y 25% lo que es bien poco. A medida que la frecuencia sube y por lo tanto lo hace la resistencia de radiación es más facil obtener valores más razonables de eficiencia. Hay antenas que parecen físicamente más pequeñas (por Ej. la Miracle Whip) pero es engañoso, por un lado son antenas electricamente alargadas mediante bobinas (lo que incrementa las pérdidas); las afirmaciones de los fabricantes que no requieren "counterpoise" son una patraña por cierto y reporte atrás de reporte confirma que funcionan substancialmente mejor con que sin counterpoise.
Algo similar ocurre con la Walkabout sobre la que MFJ reclama (2010 Ham Catalog p52) que es una antena "highly efficient" lo que es por supuesto una acción de marketing engañoso (¿comparado con que?). Aun asi no se debe caer en el otro extremo de afirmar que no sirven para nada, pueden satisfacer, y muy bien, restricciones dificiles de rodear por otros medios.
¿Que se puede hacer con este tipo de antenas en términos prácticos? Operando con un equipo QRP en portatil con 5W y un whip de 50” (como el Walkabout o la antena Yaesu de la foto) es lo mismo que estar trabajando con 500mW a 1W sobre antenas mas eficientes. ¿Se puede operar algo satisfactorio con estos niveles de potencia? Por supuesto!! Tanto en CW como en SSB se pueden lograr contactos sólidos en distancias cortas en forma rutinaria y distancias largas en forma excepcional. Para operar QRPp (por Ej. con un Pixie) la cosa es mucho más áspera, pues equivale a contactar con 50 a 100 mW con una buena antena, pero aún así es el tipo de resultados que se obtiene con un Curumim o un XBM80-2 con una buena antena. Es facil experimentar y obtener estos resultados (los que por otra parte son rutinariamente reportados en las revisiones de este tipo de antenas) ¿Es esto aceptable? Todo depende de que tan afinado nos guste escuchar el tango….. y que tanto nos conformemos con que mucho más de un perro no se puede esperar....

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Buscar este blog

Páginas vistas en total