Vertical

Chesterfield 2015

¿Antena horizontal o vertical?

He decidido mejorar las prestaciones de mi estación de radio, en las frecuencias bajas entre 80 y 30 metros. En este momento, aprovecho el mástil de la Hexbeam para elevar sobre el tejado un hilo en “L” invertida de 25 metros de largo, a una altura de 4 metros, para fijarlo en una chimenea a 1,40m de altura en el extremo. Utilizo como contra-antena, seis hilos de diferentes longitudes tirados de forma aleatoria sobre el tejado. El ajuste de las impedancias que presenta la antena, en las diferentes frecuencias de trabajo, se realiza mediante un acoplador remoto SGC-230.

Christmas, 2014

Una antena que, sobre el papel, tiene poco rendimiento, pero que me permite hacer algunas cosas, sobre todo en 30 y 40 metros. En tres años he trabajado con 100 W 169 entidades en 30m y 156 en 40m, entre ellas algunos DX interesantes en los seis continentes. El acoplador que utilizo ajusta la ROE por debajo de 1,5:1 entre 160 y 30 metros sin problemas (incluyendo los 60 m), pero limita la potencia que puedo utilizar a 100 W. Naturalmente, el rendimiento en 60, 80 y 160m es bajo o muy bajo.

El espacio que dispongo en el tejado me permite instalar una antena vertical con su correspondiente contra-antena. En cualquier caso, una antena vertical debería tener un mayor rendimiento con un ángulo de radiación más bajo. La “L” invertida, debido a la altura a la que está instalada, a priori, tiene un rendimiento muy pobre. La imposibilidad de instalar una antena horizontal por encima de los 10 m de altura obliga a esta opción. Generalmente, lo que no puede ser, además, suele ser imposible.

La principal consideración técnica que hay que valorar son las diferencias de eficiencia de la instalación de una antena horizontal a baja altura y las pérdidas de la vertical debidas a la parte resistiva de la impedancia debidas a  tierra de baja calidad.

Para valorar estos conceptos debemos tener en cuenta, por una parte, que el suelo real en una antena horizontal es lo primero que se encuentra bajo la antena, aunque el tejado, en el que está colocada la antena, se encuentre a 30 metros de altura sobre la calle, la altura real a la que está colocada la antena es el tejado. Por otra parte, es necesario considerar que es muy difícil encontrar una tierra medianamente buena en el tejado de un edificio de diez pisos construido hace 50 años. En este caso, entra en juego una instalación eficaz de radiales como contra-antena.

¿Antena comercial resonante o aperiódica?

Vertical sintonizada típica

Considerando la instalación de una antena vertical, la primera decisión consiste en elegir entre una antena comercial multibanda sintonizada y una antena aperiódica de construcción propia. Una antena vertical multibanda sintonizada, tiene una longitud eléctrica de λ/4 de onda en las diferentes frecuencias de operación. Eso evita tener que lidiar con la reactancia en el punto de alimentación.

Estas antenas tienen una altura acortada, por ejemplo: la popular HF9V de Butternut, tiene apenas 8 m de altura, 0,099λ, frente a 0,15λ de un hilo vertical de 12m.

Las pérdidas en las trampas es otro problema, y la antena completa no siempre está radiando en todas las bandas. Otro de los problemas que plantea una antena de estas características, es el ajuste de la ROE en todas las bandas de trabajo. Cada banda tiene un sistema de ajuste y todos los ajustes son interdependientes, de forma que el ajuste de una banda afecta a todas.

La antena vertical aperiódica es, mecánica y eléctricamente, bastante simple. Su principal problema es la variada y compleja impedancia que presenta en las diferentes bandas. Este problema, se debe resolver con un acoplador adecuado en el punto de alimentación.

Las pérdidas de ajuste e inserción serán equivalentes en ambas antenas y su rendimiento estará igualmente condicionado por la relación entre la longitud del radiante y el λ/4 de onda de la frecuencia, la calidad de la tierra real y la contra-antena.

Ambas configuraciones tienen ventajas e inconvenientes. Al final, me he decantado por una antena aperiódica de 12 m de altura con una contra-antena consistente en 6 radiales (2×4 m, 2×5 m, 1×6 m y 1×20 m. Es lo que da de sí mi tejado). Una antena aperiódica es atractiva por su sencillez de ajuste, por el tamaño del elemento radiante, por la capacidad de ajustar la impedancia en un rango mayor de frecuencias y capaz de competir en rendimiento con antenas verticales con trampas. El mayor inconveniente reside en que la potencia de trabajo está limitada por la capacidad del acoplador.

El acoplador en una antena aperiódica

El acoplador remoto es un componente indispensable para este tipo de antenas. La oferta de acopladores que superan los 200 W es muy limitada y tiene un costo elevado. Por ejemplo: el SGC-350 puede trabajar con 500W y cuesta sobre 1.000 € y MFJ 998RT sobrepasa los 700€ y según los comentarios leídos en eHam.net mantiene la calidad típica de MFJ. Al parecer el CG-5000 no está disponible ya. Tampoco he sabido encontrar ofertas de otras marcas.

Placa superior.

Casualmente localicé el JC-4S de Stokcorner. Un acoplador de antena automático remoto capaz de trabajar con 1KW en SSB y 300W en CW con una excelente relación costo/prestaciones. Además, este equipo puede ser controlado directamente desde el propio transceptor IC-7300. El JC-4S está fabricado semi-artesanalmente en Holanda por Casper (PA7DX). En eHam.net se pueden leer comentarios muy favorables de usuarios.

Es necesario que la impedancia que presente la antena en todas las bandas de trabajo se encuentre dentro del rango que el acoplador sea capaz de ajustar. El JC-4S, según el fabricante puede acoplar cualquier impedancia entre los 10 y los 3000 Ω. Un rango que proporciona un amplio margen de seguridad y que incluye antenas “endfed” de media onda. Sin embargo, el fabricante recomienda alejarse de los hilos de media onda de longitud en cualquiera de las frecuencias de trabajo.

Los costos

No hay una gran diferencia en el costo de uno u otro sistema, el componente más costoso de un hilo vertical es el acoplador, 599€. A esto hay que añadir el mástil de 12m Spiderbeam, las abrazaderas y soporte de las riostras, 107€ a esto hay que añadir el cable de alimentación del acoplador, 25€ en total, 731€. Una antena HF9V, según el catálogo de un proveedor español, cuesta, franco almacén 853€. Todo ello sin contar con los portes, material de soporte e instalación para ambas antenas.