El conjunto de procesos que acontecen en un emisor de radio o en cualquier otro dispositivo que utilice las ondas radioeléctricas para una transmisión de información conduce, inexorablemente, al elemento encargado de “radiar” la información, es decir , la “antena”.

En el receptor sucede algo similar. La información es “captada” por la antena receptora, produciéndose , a continuación, las transformaciones necesarias para lograr reproducirlas en la forma que fue creada por el emisor.

Pero, ¿qué es lo que hace posible que una señal de radiofrecuencia sea capaz de trasladarse desde la antena emisora hasta la receptora?. La respuesta está en la propia esencia de los fenómenos electromagnéticos y sus efectos.

No vamos a analizar la teoría de los fenómenos electromagnéticos pero si podemos referirnos un poco a los elementos encargados de rádialos y captarlos, y son las antenas.

Un viejo axioma entre los radioaficionados define desde su enunciación la importancia de estos elementos en la cadena de radiotransmición de datos y dice:

“Si tenés 100 $ para gastar en tu estación de radio, 70 $ deben ser para el sistema irradiante (antenas, mástil, cables, conectores) y 30 $ para el equipo (transmisor, receptor)”

Propagación de ondas de radio. Longitud de onda:

Físicamente una antena consisten uno o varios conductores de características especiales colocados a cierta altura del suelo que transmiten o reciben energía electromagnética.

Si se aplica a una antena una corriente alterna de radiofrecuencia (RF), las cargas eléctricas producirán campos eléctricos a su alrededor, mientras que las corrientes eléctricas que circulan por ella ,al ser variables (por ser radiofrecuencia),generaran campos magnéticos igualmente variables en intensidad.

Estos cambios periódicos de la intensidad de campo provocan una alteración de las características electromagnéticas del medio ( el aire en nuestro caso), alteración que se va propagando por el espacio a la velocidad de la luz ( 300.000 Km./seg. ) y que es lo que se llamaría ondas electromagnéticas.

Esta acción periódica dura mientras el emisor suministre energía de alta frecuencia a la antena, y se lleva a cabo tantas veces por segundo como indica el valor de la frecuencia de la corriente aplicada.

Y aquí podemos hablar de la banda de trabajo de la emisión de RF. La banda es la distancia que se propaga en el espacio cada ciclo de RF.

Tomemos como ejemplo una emisión en la banda marina en una frecuencia central de 165.000.000 de ciclos por seg. (165. 000 Khz.) Si sabemos que la señal de RF se propaga en el espacio a razón de 300.000 Km./seg. tenemos que cada ciclo de RF “mide” en el espacio:

A = v/f
A = 300.000 Km. x seg. / 165.000 Khz. x seg. = 1. 82 Mts

Es decir que nuestra banda de trabajo en banda marina o longitud de onda (identificada con la letra griega lambda A) es la de 1.80 Mts. y esto es de gran importancia pues de termina la longitud de nuestra antena.

En realidad es la medida teórica porque la velocidad de propagación referida anteriormente esta basada en el espacio y en nuestro caso hablamos de un conductor eléctrico que ofrece resistencia al paso de corriente eléctrica y por lo tanto se calcula una merma del 5% en la velocidad de conducción.

Entonces tenemos nada mas que restar ese 5 % que seria igual que multiplicar por 0.95 y nos da: 1.82 x .95 = 1.73 mts.

Esta medida sería la longitud física de una antena de onda completa. Por cuestiones referentes a impedancia, polarización, alimentación, etc., en radio se usan submúltiplos de esta longitud física del irradiante, siendo 1/4 A, 1/2 A y 5/8 A las medidas más usadas.

Lóbulo de irradiación. Angulo de irradiación:

Las antenas más utilizadas en banda marina es la del tipo vertical y consiste en un conductor situado en el espacio y cuya alimentación se realiza por su base . Como su nombre lo indica, la posición adoptada por esta con respecto al suelo ( agua en nuestro caso) es vertical y esto es importante definirlo ya que esta posición depende el ángulo de irradiación y su alcance sobre el horizonte. Analicemos esto.

Si observamos la figura precedente vemos un emisor y su antena vertical. Básicamente una antena irradia hacia todas direcciones pero dependiendo del tipo de antena y sus características eléctricas, esta irradiación tendrá mayor intensidad en determinadas direcciones y que conforman el lóbulo de irradiación y se asemeja a una "rosca" y cuyo centro es la propia antena . En la figura podemos apreciar un corte de este lóbulo cuyo eje directriz esta identificado con la letra omega y esta línea presenta un ángulo con respecto al suelo y varía según las características antes mencionadas, pero por lo general las antenas utilizadas en banda marina presentan un ángulo comprendido entre los 4,5 º y los 8,5 º hacia arriba y con respecto al suelo.

Lo que la figura representa, es la señal que al abandonar la antena emisora, comienza a elevarse en ángulo con respecto al suelo, recordando que en realidad lo hace hacia todos los puntos cardinales y con la misma intensidad.

Ganancia:

La antena más simple es el dipolo. Lo constituye dos conductores y su alimentación se hace por su centro. Pero en la banda marina no es práctico pero lo mencionamos aquí para ilustrar este ítem. Un dipolo tiene ganancia 0 es decir 0db que es la unidad de medida que se utiliza para referirnos a intensidad en radio frecuencia. Cuando hablamos de antenas de 3 db decimos que esta antena tiene más ganancia que un dipolo simple de media onda.

Antenas verticales para banda marina:

Una antena simple llamada también de fusta es un conductor vertical con alimentación en la base. La base en este tipo de antena , para que funcione, tiene que estar eléctricamente conectada a masa a través de un conductor eléctrico. Pero como en una embarcación moderna de plástico , esto es imposible, se utiliza un sistema adaptador para solucionar este inconveniente. El mismo consiste en conectar en serie, un circuito resonante formado por una bobina y un capacitor conectados en paralelo y que se llama bobina de carga. Este conjunto se coloca en la base de la antena. Quedaría un circuito como el de la fig. siguiente.

Las antenas verticales con bobina de carga son del tipo 5/8 l y vienen en 2 tipos: de 3 db y de 6 db de ganancia.

Esta diferencia de ganancia se logra modificando los valores de inductancia de la bobina de carga y esto representa físicamente como si se alargaría la antena, permaneciendo el irradiante de la misma longitud para ambas antenas

Pero hay otros detalles para tener en cuenta al modificar la ganancia de la antena ya que también los lóbulos de irradiación se verán afectados siendo el de la antena de 6 db más estrecho que el de la de 3db. También el ángulo de irradiación se vera modificado, siendo el de la de 3db de 4,7 º y el de la de 6 db de 7,9 º

Esto a simple vista no representa mayores inconvenientes porque estaríamos en presencia de una antena con más ganancia que otra. Pero en realidad, debemos tener en cuenta el uso que le vamos a dar a cada una de ellas porque dependiendo del tipo de embarcación que utilicemos, dependerá el modelo de antena necesaria.

Lóbulos de irradiación Antenas de 3db y 6 db:

Imaginemos el caso de una antena de 3db montada en un mástil de un velero. Podemos observar en la fig. siguiente como el semilóbulo de irradiación de la antena A alcanza la antena de receptora B de otra embarcación en condiciones normales de navegación.

Podemos ver que la comunicación en este caso se desarrolla en buenas condiciones y con un nivel optimo de señales.

Pero ahora imaginemos estas mismas naves pero en condiciones desfavorables de navegación , con cabeceos pronunciados. Como los lóbulos de irradiación parten de la antena con cierto grado de inclinación con respecto a esta, el ángulo se moverá de acuerdo a la posición de la antena emisora.

Pero aún así, observemos que por tratarse de un lóbulo “casi redondo” , todavía puede B recibir parte la señal que emite A y poder así comunicarse.

Ahora bien, ahora colocaremos una antena de 6 db de ganancia en el barco A. Vemos que el lóbulo es más estrecho por tratarse de una antena de más ganancia y por lo tanto es factible de alcanzar mayores distancias. Pero la altura de ese lóbulo es más pequeña con respecto al de 3 db.

Hasta aquí todo bien, los reportes de señales serán óptimos , pero ahora las condiciones varían y nuestro velero A enfrenta marejada como en el caso anterior. Vemos ahora que el lóbulo cambia su ángulo conforme la antena cabecea y ya la señal no llega en buenas condiciones a B.

Por lo tanto, debemos escoger para los veleros antenas de 3 db de ganancia pues estas no se ven influenciadas por el movimiento de cabeceo de loss mástiles y la poca ganancia de estas se compensan por la altura en la cual están colocadas las mismas. En el caso de embarcaciones bajas, se impone el uso de antenas de 6 db al no tener mucha altura sobre el nivel del agua y casi su ángulo de irradiación no se verá afectado por no tener estas embarcaciones, grandes ángulos de cabeceo con mar grueso.

Continuará. Claudio D’Ambrosio.