10 agosto, 2014

Antenas de HF, Horizontal ó Vertical; En caso de tener que escoger entre una de las dos; ¿Cuál es la más conveniente para usted?

Joel R. Hallas, W1ZR
Existen muchas historias que corren en el ámbito de los radio aficionados. En muchos casos estos derivan en confusión para el radio aficionado novicio o el radio aficionado técnico iniciado que trata de tomar la decisión correcta durante el proceso de planificación y ejecución de la instalación de su primera estación. Mientras la mayoría inicia sobre la base de un hecho real forjado, muchas veces esas hipótesis asumidas en base al hecho y las ciertas condiciones relacionadas se pierden en el proceso, resultando así las típicas malas informaciones o una visión incompleta de lo que ocurre en realidad. Veremos en este artículo algunas de las áreas que usualmente quedan mal entendidas.



Antenas Verticales
“Las antenas verticales irradian en ángulos cerrados – grandioso para los DX”. Este es un tema importante para prestarle mucha atención y probablemente el origen tanto de muchos triunfos así como de muchas desilusiones con antenas verticales de HF. Un monopolo vertical montado en el piso o monopolo vertical elevado ambos con una longitud de 5/8 de onda o menos, tiende a irradiar en ángulos cerrados, pero la intensidad con que lo haga y lo cerrado del ángulo dependerá de las condiciones de tierra que rodeen la antena en sus áreas adyacentes.( Nota: aquí se habla de las condiciones de tierra alrededor de toda el área cerca de la antena y no de su plano de tierra directamente unido a la antena.) Si usted tiene la viabilidad de montar su antena vertical adyacente a agua salada, es decir al mar, la irradiación en ángulos cerrados será definitivamente bastante fuerte. Las “Dxpediciones” a islas ponen siempre señales muy fuertes por esta citada razón. El trazo rojo en la figura 1 es el patrón de elevación de una antena vertical de 1⁄4 de onda sobre tierra perfecta, muy parecido a la que se produce cuando las ondas atraviesan el agua de mar. La mayoría de nosotros no necesariamente tenemos la ventaja de tener el océano en nuestra puerta frontal por lo que terminamos con el patrón de irradiación resultante de una señal que viaja sobre una superficie con una tierra con muchas pérdidas.

El patrón comparable de una antena vertical de 1⁄4 de onda sobre la típica tierra que la mayoría tenemos se muestra en trazo azul en la figura 1. Fíjese en las diferencias que se muestran en los ángulos de 5 grados a 10 grados de elevación, importantes para la actividad del DX, la tierra perfecta (mar) tiene una ventaja de 11.6 a 7.7 decibeles respectivamente. Con tierra típica normal usted puede mejorar su situación de alguna forma al elevar el monopolo de forma que el rango de ángulos de irradiación cerrados sean menos afectados por las pérdidas de tierra. Por ejemplo en edificios de apartamentos a partir de una altura de base de 60 pies, sería posible que en los ángulos alrededor de 10 grados la atenuación se reduzca hasta 3 decibeles. Por lo tanto y hablando en forma muy clara podemos decir que las antenas verticales sí irradian en ángulos cerrados, pero si esa radiación en ángulos cerrados llega o no llega lejos, depende de factores como la tierra circundante en toda el área adyacente al lugar donde se encuentra la estación, factores que van más allá del control de la mayoría de nosotros.


Antenas Horizontales
“Las antenas horizontales ofrecen “ganancia de reflexión de tierra” tipicamente de 6 decibeles, por lo que tienen ventajas sobre las antenas verticales”. Esto es cierto. De todos modos, la ganancia por reflexión de tierra se refuerza en rangos específicos de ángulos de irradiación. Algunos ángulos de irradiación son mas útiles que otros. Esto queda claramente ilustrado en la figura 2.

En el trazo rojo de la figura 2, el patrón de elevación de un dipolo horizontal de 1⁄4 de onda con 1⁄4 de onda de longitud sobre el suelo, podemos ver que, sin dudas hay casi 6 decibeles de ganancia al compararlo con el monopolo vertical del trazo azul de la figura 1. Desafortunadamente, a esta altura los picos de ganancia ocurren en ángulos de elevación de 64 grados, ángulos de irradiación útiles para comunicados regionales, pero no para comunicados a larga distancia; desafortunadamente claro esta, si el comunicado a larga distancia es nuestro objetivo. En ángulos de 5 grados a 10 grados, la ganancia es menor que la del monopolo vertical en los mismos ángulos de elevación, de 3 decibeles a un decibel respectivamente.

En el trazo azul de la figura 2, el patrón de elevación de un dipolo similar de 1⁄2 onda elevado en una longitud de 3⁄4 de onda sobre el suelo, podemos ver que la ganancia de reflección de tierra se a movido hacia abajo con el pico de ganancia en un ángulo de irradiación en unos 18 grados de elevación, algo mas útil para comunicados de larga distancia; esto de conjunto con el otro lóbulo de ángulo más abierto. Aquí la irradiación a 10 grados de elevación es casi la misma que en el monopolo sobre tierra perfecta en ese mismo ángulo de elevación, mientras que en 5 grados tenemos unos 5 decibeles menos, y 6 decibeles más al comparar con el monopolo vertical sobre una tierra típica.

La otra cuestión en relación a un dipolo horizontal es que es direccional, favoreciendo a las direcciones perpendiculares al conductor. Esto se hace más significativo según el dipolo se coloca más elevado del suelo, con una longitud de 1⁄4 de onda sobre el suelo en la dirección de las puntas del dipolo, es decir la dirección paralela al dipolo, vemos una reducción de 6 decibeles en relación a la dirección perpendicular. A una altura equivalente a 3⁄4 de onda sobre el suelo el dipolo baja 16 decibeles en la dirección paralela al conductor, casi necesitando de otra antena si se desea cobertura en todas direcciones.

¿Qué significa todo esto entonces?
Si sus circunstancias y localización le obligan a un tipo particular de antena, instale y disfrute la que pueda instalar sea vertical u horizontal, aunque desee algo diferente a lo que pudo instalar. Con cualquier antena HF existen oportunidades para la diversión en las comunicaciones. En otro orden, si desea hacer comunicados a larga distancia y solo tiene a la mano las típicas condiciones de tierra y debe elegir por una antena simple, encontrará que una vertical le dará mejores resultados hasta que pueda instalar una antena horizontal más elevada de 1⁄2 longitud de onda y no menos de esa altura del suelo. Nótese que en términos de altura cada banda donde se desea operar exige una altura minima correspondiente. Una altura de 1⁄2 longitud de onda para los 10 metros es equivalente a unos 17 pies (fácil de lograr para casi todos), mientras para la banda de los 80 metros equivale a 130 pies.

TRADUCCION DEL ARTICULO: “VERTICAL OR HORIZONTAL HF ANTENAS- WHAT ́S BEST FOR YOU? IF YOU CAN HAVE ONLY ONE ANTENA, HOW DO YOU CHOOSE?”
REVISTA “QST”, DE LA ARRL, EDICION DE DICIEMBRE 2012, PAGINA 45.
AUTOR: JOEL R. HALLAS, W1ZR
TRADUCTOR. GERARDO PERALTA RAMIREZ, HI8GPR