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Loops (bucles): Busque, compare y si encuentra algo mejor… ¡Hágalo!


En algún sitio leí que el radioaficionado siempre tiene, por lo menos, tres antenas: la que tuvo, la que tiene y la que está preparando. Y no le falta razón al dicho, puesto que si le falta alguna, sobre todo la última de ellas, es síntoma de que la afición a la radio vá de capa caída.

Pese a que aún está en período de pruebas la Delta Loop, en forma de A y con alimentación a un cuarto de onda del vértice superior, me ha dado en la nariz que si bien la recepción es extraordinaria, la transmisión podría mejorarse. Por lo que ya tengo una nueva antena en preparación.

Indagando sobre la teoría de las antenas de bucle, conocidas como loops, he llegado a la conclusión de que si bien todas parten del mismo principio según el cual el radiante es un bucle cerrado cuya resonancia se logra con una longitud algo superior a la longitud de onda de la frecuencia elegida, existen otros factores que hay que considerar:

  1. Su forma.Cuanta más superficie se encuentre dentro del perímetro que conforma el radiante, tanto mayor será su eficiencia. Así, aunque todas las formas tengan el mismo perímetro, un triángulo encierra menos superficie que un cuadrado o un rectángulo, siendo el círculo la forma que más superficie puede acaparar.
  2. La disposición o colocación del bucle: tendido, horizontal o vertical.
  3. La elección del punto de alimentación: en una esquina, en el centro de alguno de sus lados o a cierta distancia de ellos.

Estos factores son decisivos para determinar la impedancia de la antena, su ángulo de radiación, la polarización de la señal transmitida y, por supuesto, su eficiencia en la transmisión.

Hay otros factores que son comunes a todas las antenas y que no hace falta ni mencionar, como la ubicación en un lugar despejado y fundamentalmente la altura. Hay un dicho que reza “la altura es cobertura”, y veremos cómo es un aserto que tiene su reflejo en los resultados que se muestran.

Varios colegas exponen en internet ideas acerca de que la forma más eficiente para una antena de bucle no es el triángulo, sino un cuadrado o un rectángulo. Entre ambas formas he elegido un rectángulo, pero no uno cualquiera, sino un rectángulo que guarde una proporción de 2 a 1, es decir, aquél cuyos lados más grandes son el doble de largos que los lados más pequeños. ¿Y eso por qué?.. PA0FRI ofrece una explicación en este artículo, pero fundamentalmente la ventaja es que respetando dicha proporción y alimentando la antena en el centro de uno de los lados más pequeños obtenemos como recompensa una impedancia característica de 50 ohmios, con lo que podemos despreocuparnos de adaptar la impedancia a la línea y al equipo, contrariamente a lo que sucede con las loops triangulares (delta loop).

Toca decidir si la antena loop rectangular la colocamos vertical, con un lado pequeño hacia abajo, o vertical, con un lado grande haciendo de base. Al respecto he de mencionar que si la colocamos vertical la transmisión tendrá polarización horizontal y, al revés, si colocamos la antena horizontal la polarización será vertical. Curioso ¿no?

Antes de ponerme a construir una loop rectangular, he efectuado una simulación con el programa Gmana-gal comparando varias antenas. Os presento a la familia de antenas que vamos a comparar:

Os acompaño los ficheros “.maa”, válidos para el programa Gmana-gal, para que podais experimentar directamente los diseños anteriores. Los podeis descargar pulsando sobre los siguientes enlaces:

  1. Fichero de la Delta Loop A
  2. Fichero del Dipolo en V invertida a 120 grados.
  3. Fichero del Loop Rectangular Horizontal.
  4. Fichero del Loop Rectangular Vertical.

Advierto que la comparativa se realiza teniendo en mente únicamente las bandas altas de la HF (10 y 11 metros) que requieren de un ángulo de despegue de entre 10 y 20 grados sobre el horizonte, por lo que los resultados serían diferentes si hablásemos de bandas bajas, en los que la baja MUF de tales frecuencias posibilita un rebote ionosférico prácticamente en la vertical.

En las siguientes ilustraciones (haciendo clic en ellas aumentan de tamaño)  se exponen las comparativas de los lóbulos de radiación de cada una de estas cuatro antenas, en función de la altura de su base al suelo. En el caso de la V invertida la altura al suelo se ha medido desde las puntas:

No hace falta ser muy perspicaz para adivinar cual será mi próxima antena. Evidentemente la loop rectangular vertical, la cual seguro que sigue presentando la extraordinaria recepción de la Delta Loop A, y con ventajas como no ser necesario adaptar impedancias, ganancia en ángulos bajos magnífica incluso a baja altura y presenta más directividad. Como inconvenientes mencionar la necesidad de algo más de altura al ser un rectángulo vertical y el hecho de que la polarización que presenta es horizontal, con lo que los contactos locales pueden verse mermados ante la estadística abrumadora de la gran cantidad de antenas verticales en la banda de los 27.

EB4BZA

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