Rádiales / En antena de HF

Hola Eduardo,

Los acopladores automáticos remotos, como el  CG-3000, tienden a sintonizar el radiante como ¼ (o ¾) de longitud de onda, por esa razón recomiendan encarecidamente no utilizar longitudes de radiante próximas a ½ onda, o sus múltiplos, en las bandas utilizadas, dado que presentarían una impedancia muy elevada no asumible por el acoplador.

En cuanto a los radiales (contra-antena), de no disponer de una buena toma de tierra, algo no siempre factible, especialmente en ciudades, hay que recurrir a instalar un radial sintonizado de ¼ de longitud de onda, elevado, por cada banda utilizada, resultando prácticamente la solución más recomendable.

En tu caso, 15 metros de cable de conexión a la pica de tierra  puede representar una impedancia de algunos ohmios, a la vez que también captar ruido eléctrico, especialmente en ciudad.

Cuando al utilizar una antena vertical con acoplador automático remoto no hay posibilidad de instalar, elevados, un radial sintonizado a ¼ de longitud de onda por cada banda, existe otra solución.

Si la antena está montada sobre un tejado de tejas, terrado de rasilla impermeabilizada, o cualquier otra cubierta no metálica, se pueden emplear hilos aislados cortados a ¼ de longitud de onda, uno por cada banda utilizada, extendidos lo más recto posible sobre el tejado y alejados de posibles estructuras metálicas.

Esto tiene la consideración de contra-antena, formando una tierra artificial para el desacoplo de la RF que “ocupa” el lugar del suelo real, resultando mucho menos aparatoso que instalar la típica malla metálica de “gallinero”.

La solución también es válida con antenas verticales instaladas sobre el suelo (jardín), siempre que los hilos de contra-antena estén dispuestos sobre la tierra, no enterrados.

Si se entierran, siempre a muy poca profundidad (unos 10 cm), no deben ser resonantes, basta con 6 u 8 de una longitud similar a la del propio radiante de la antena, dispuestos rectos y separados entre sí.  

Lógicamente, la efectividad del sistema de tierra utilizado afecta al rendimiento global de la antena vertical, aunque en ocasiones, el incremento del número de hilos de contra-antena afecta más a la disminución del ángulo de radiación, deseable para DX, que al propio rendimiento de la antena.

¡Suerte con las pruebas de la antena!

Gracias Ernesto. 

No se si la tierra es buena, entiendo que si, es una casa unifamiliar nueva fuera de la ciudad y recuerdo que pusieron pica y conectaron forjados y demás... aunque no estoy utilizando esa toma de tierra, baje un cable de 6mm (gordete) por un patinillo donde bajan las desagües y clavé en el sótano una pica de 1,5m. Es verdad que los primeros 80 cm era hormigón pero después de eso ya era terreno natural. Pero no tengo el instrumental adecuado para medir la tierra.

Podría conectar a esta pica la tierra de la casa y bajar la impedancia, no lo he hecho por mantener separada una toma de tierra de la otra y así evitar ruidos eléctricos en la toma de tierra de la casa, pero podría conectar fácilmente y probar. 

En cuanto a los rádiales, a ver si lo he entendido: yo trabajo principalmente en 10, 12, 20 y 40 m , con lo cual al  Balum (en el caso del hilo de 16,2) o al terminal de tierra del CG3000 debería poner 4 rádiales de 2,5 / 3 / 5 y 10 m cada uno para que sean de 1/4 de longitud de onda de las 4 bandas que trabajo. Estos rádiales irían en la cubierta encima de la grava (es cubierta plana y con grava encima).

¿Es correcto? 
¿Si hago esto, quitarías la toma de tierra de la pica o la dejarías también? 

¿Si pusiese una vertical comercial en cubierta , de las que dicen que necesitan una tierra o contra peso (tipo hygain o Wimo ....) serían los mismos rádiales y longitudes Indicados .?

He leído en algún foro de poner hasta 36 rádiales o 48 .....¿para que tantos?

Mil gracias por la ayuda.

Eduardo EA5JAI

Una consideración sobre la toma de tierra, hablando de RF solo es toma de tierra en la conexión de la pica, en el extremo de un cable de 15 metros ya no lo es, forma parte de la antena con lo que ello supone, captara todo el ruido de sus inmediaciones y radiará parte de la potencia transmitida hacia lo que haya en sus inmediaciones.

Por otra parte, la impedancia que presente en el punto de alimentación de la antena dependerá de la frecuencia de utilización y la longitud del cable, por ejemplo, en la banda de 60 metros la longitud sería de 1/4 de onda, por lo que con una buena tierra en la pica se vería una impedancia altísima en el punto de alimentación de la antena, como si no la hubiéramos conectado.

Hola de nuevo, Eduardo.

Como tú mismo dices, si utilizando la antena vertical con el acoplador remoto no puedes poner los radiales elevados, entonces los pones sobre la graba de la cubierta, separados entre sí, aislados, alejados de elementos metálicos, y tan rectos y estirados como te resulte posible.

Pon un radial (contra-antena) de hilo de ¼ de longitud de onda por cada banda utilizada, cortados a una longitud según la expresión:

L = 300/F (MHz) x ¼ = metros

En mi opinión, realizaría esta prueba conectando los radiales al terminal “GND” (Ground) del acoplador, desconectando la toma de tierra.

Esto tiene la consideración de contra-antena, formando una tierra artificial para el desacoplo de la RF que “ocupa” el lugar del suelo real.

En el caso de utilizar una antena vertical comercial, hay que distinguir si precisa radiales sintonizados a ¼ de onda, por resonar el propio radiante de la antena también a ¼ de onda en las bandas utilizadas, o bien, por ser de otro tipo, precisa una red de hilos de contra-antena de longitudes aperiódicas aleatorias.

A partir de un cierto número de hilos de contra-antena, parece ser, según los expertos, que incrementarlos no merece la pena dado que apenas se nota el aumento de rendimiento.

Adjunto un enlace a las recomendaciones “Antenna & Ground Help” de la firma SGC fabricante de los conocidos Smartuners. Está en inglés, pero puedes utilizar el traductor de Google.

http://www.sgcworld.com/radialstechnote.html

Gracias Ángel, entonces por lo que dices, no merece la pena usar esa pica como tierra para el acoplador , mejor los rádiales. Si trabaja como antena, es un cable radiante entre tabiques.

Puedo usar esa pica para llevar tierra al chasis del equipo (al tornillo trasero que tiene)  que estaba un metro escaso de distancia

¿Sería correcto?

mil gracias por los consejos

Eduardo EA5JAI

Mil gracias Ernesto.

Este fin de semana haré la prueba que me indicas. Desconectare la tierra que va a la pica y probaré añadir al acoplador 4 rádiales para cada una de las bandas que uso. Ya comentaré el resultado por aquí.

¿cres que también funcionaría con el hilo de 16,2m? Este va a un balum 1:9 y la tierra del balum a la pica.¿podría probar también usar este tipo de contra antena para este sistema?

Gracias de nuevo por la ayuda.

Eduardo EA5JAI

Además,  tener dos tomas de tierra separadas no es nada conveniente, ya que se producen corrientes entre ellas.

No sé cuántos metros en vertical tienes en la L invertida, pero si son tantos como los de la vertical, te animo a poner el acoplador remoto en ella ... y guardas el 1:9 con mucho cariño en un cajón. 

Como los radiales no podrás elevarlos,  no te molestes en absoluto en que tengan una medida determinada, ya que al acercarlos/pegarlos al suelo, aunque estén aislados, la capacidad que forman con el suelo/tejado/ estructuras cercanas los desintonizará. 

Como tu toma de tierra supongo que se aleja de la idoneidad (y tienes muchos metros hasta ella), coloca radiales que hagan de plano de tierra, los que puedas, lo más uniformemente repartidos alrededor de la antena.

Eduardo:

La antena de 16,2 metros en V invertida alimentada por un extremo con un UNUN 9:1, es una antena aperiódica no resonante.

Puedes probar, en lugar de la conexión a tierra, a conectarle un hilo de contra-antena, también no resonante, extendido por la cubierta con una longitud de 7,5 /9/11/13,5/15 o 16,2 metros, la que mejor se adapte a tu cubierta.

Como los radiales no podrás elevarlos,  no te molestes en absoluto en que tengan una medida determinada, ya que al acercarlos/pegarlos al suelo, aunque estén aislados, la capacidad que forman con el suelo/tejado/ estructuras cercanas los desintonizará. 

Hola Antonio,

No lo creas, dispuestos sobre el suelo prácticamente no se desintonizan, dado que se comportan como una contra-antena que asume la función de suelo (tierra artificial) para desacoplo de la RF, protegiendo en este sentido lo que está por debajo de ella.

Las antenas verticales elevadas resonantes a ¼ de longitud de onda deben tener el plano de tierra de RF justo por debajo de su base, por esa razón se montan los radiales sintonizados elevados (Ground Plane).

En el caso de antenas verticales resonantes a ¼ de onda montadas directamente sobre cubierta o suelo, hay que recurrir a los hilos de contra-antena resonantes extendidos directamente sobre el suelo.

Estuve realizando pruebas durante unas vacaciones (en el campo Soriano) con una antena vertical de 1/4 de onda para la banda de 40M, consistente en un hilo de 10 m soportado por una caña de pescar, y utilizando como contra-antena otro hilo de unos 11 m (resonante) extendido directamente sobre el suelo.

Esto tenía la ventaja de permitir un ajuste fino de la ROE simplemente enrollando más o menos el extremo del hilo de contra-antena.

Probé después a enterrar el hilo, tan solo unos 5 cm, y se acabó la resonancia con subida de ROE y sin que afectara el alargar o acortar la contra-antena.

Tengo algún equipo militar portátil que utiliza este sistema de antena y contra-antena de hilo resonantes auxiliares, sustituyendo a la vertical de látigo “Kulikov” para mayor alcance de comunicación, en los que la contra-antena resonante se extiende sobre el propio suelo del campo o montaña.

Precisamente, el de la foto es un Aleksandrov R-126 Ruso (equipado con válvulas diminutas) que se utilizó profusamente por las fuerzas del Pacto de Varsovia, y que utiliza el sistema mencionado. No me como un rosco con él, ya que funciona en la Banda de 50 MHz solamente en FM.

Los rusos parecen ser aficionados a este sistema de contra-antena de ¼ de onda resonante, dispuesta directamente sobre el suelo.

Adjunto el artículo “ANTENAS CAMPESTRES” de V. Poliakov (RA3AAE), aparecido en Técnica y Divulgación de la revista de URE de Mayo de 2001, en el que se menciona este sistema:

Bueno, fin del rollo con las benditas antenas.

Seguir cuidándoos del “bicho”

Publicado por: @ea6366ure

Gracias Ángel, entonces por lo que dices, no merece la pena usar esa pica como tierra para el acoplador , mejor los rádiales. Si trabaja como antena, es un cable radiante entre tabiques.

Puedo usar esa pica para llevar tierra al chasis del equipo (al tornillo trasero que tiene)  que estaba un metro escaso de distancia

¿Sería correcto?

mil gracias por los consejos

Eduardo EA5JAI

Ojo!,  la tierra puede cubrir 2 funciones, pero la más importante es la de protección eléctrica, y por eso te interesa tenerla conectada a la base de la antena y facilitar un camino lo más directo posible a tierra, y mejor que no pase por el equipo.

Como te dice Antonio, el tener 2 tomas de tierra independientes es peligroso, se deberían unir entre sí directamente con un cable lo más corto posible.

Además, la toma que has instalado me parece del todo insuficiente, sospecho que la resistencia va a ser muy alta, y el suelo debajo de los edificios no suele ser bueno, a menudo material de relleno formado con escombros.

Hola Ernesto.

La pega que le veo a tener sólo un radial es que el esquema de radiación se deforma, presentando mayor directividad en dirección al radial (considerando un radiante vertical, porque si el radiante también se lleva en una dirección,  también presenta direccionalidad.

Un radiante de cuarto de onda con un sólo radial de cuarto de onda no es una antena vertical GP sobre el suelo ... es un dipolo con uno de los brazos sobre el suelo y el otro elevado (y sin balun). Al tener un sólo radial, aunque se desintonice, es fácil llevarlo a sintonía haciendo lo que comentas de estirarlo/enrollarlo. Si no se desintonizara, se extendería y no haría falta tocarlo.

El extender un entramado de radiales en torno al radiante, reduce las pérdidas en las inmediaciones de la antena (campo más que cercano, muy cercano) y si se extienden de forma simétrica, aportan un esquema de radiación omnidireccional (simétrico).

Yo también he usado un radiante vertical con un sólo radial (en realidad dos, ya que el coaxial de alimentación se comporta como otro), pues el sistema funciona, pero es muy mejorable. Un ejemplo es la radio HF en portable, donde vas andando y llevas a rastras el radial ... pero si no fuese mejorable, nadie (yo el primero) pondría más de un radial, con el consiguiente ahorro de esfuerzo y espacio ... y dinero.

Otra cosa es desplegar un sistema de comunicaciones de la forma más rápida y fácil, que estar en operaciones de campaña y tirarte media hora extendiendo radiales para estar en continuo movimiento montando y desmontando, sería impensable.

Hola Antonio, gracias por tu apunte.

Estoy totalmente de acuerdo con tu exposición, efectivamente, una antena vertical resonante a ¼ de  onda con su contra-antena también resonante extendida sobre el suelo, puede considerarse como un dipolo con una de sus ramas sobre tierra, con cierta direccionalidad y deformación del lóbulo de radiación.

También, todos conocemos que un radial resonante dispuesto sobre tierra, aunque aislado, debido a la capacidad constituida con la propia tierra, pierde su condición de resonancia.

Pero, por otra parte, debido a una muy pobre conductividad del suelo (rocoso, calcáreo, etc.) o por tratarse de terrados o cubiertas elevadas con pobre o nula conductividad, tal como los constituidos con bovedillas de hormigón, cerámicas o, incluso de poliestireno, con capa de rasilla, permiten que una antena vertical multibanda resonante a ¼ de onda en cada banda de funcionamiento, montada directamente sobre el suelo o cubierta, pueda considerarse, a efectos prácticos, como realmente elevada sobre tierra, manteniendo los hilos de contra-antena (uno por banda) dispuestos directamente sobre el suelo, su carácter de resonantes.

De aquí, mi sugerencia al colega Eduardo de realizar esta prueba, sencilla y poco costosa, sobre su cubierta de grava antes de lanzarse a instalar una red de numerosos hilos de contra-antena no resonantes o, la típica malla metálica de “gallinero”.

Es justo decir que este sistema adolece de un inconveniente puñetero, ya que cuando llueve mejora la conductividad del suelo y los radiales de desintonizan temporalmente.

Las antenas constituyen por si mismas un submundo muy particular dentro del mundo de la radio, viéndose muy influenciadas, especialmente las verticales, por el lugar de instalación, altura, conductividad del suelo, entorno, etc., de manera que lo que para unos funciona sorprendentemente bien, lo mismo para otros resulta un desengaño.

En muchas ocasiones no se encuentra teoría en la respuesta a esto, solo práctica fruto de las pruebas realizadas.

Tomando esto último en plan humorístico, creo que a las antenas se les puede aplicar el postulado sobre que “en teoría no hay diferencia entre teoría y práctica, pero en la práctica sí la hay”.

Teoría: cuando se sabe todo y nada funciona.

Práctica: cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Lo peor de las antenas es cuando se junta la teoría y la práctica: nada funciona y nadie sabe por qué.

Y también lo dicho por Theodor W. Hänsch - Nobel de Física 2005:

“Los errores te marcan el camino. Cuanto antes metas la pata, mejor”

Lo bueno del Foro es qué, con las aportaciones de todos acabaremos aprendiendo un poco sobre el misterio y la magia de las antenas.

En muchas ocasiones no se encuentra teoría en la respuesta a esto, solo práctica fruto de las pruebas realizadas

Toda la razón, es una de las cosas que nos anima a seguir probando y disfrutando de nuestra afición 👍 

“Los errores te marcan el camino. Cuanto antes metas la pata, mejor”

Y mejor además que el error sea de poco dinero.

Pruebas realizadas. Os cuento. 

La verdad que esta afición tiene una componente de cacharreo y es lo que la hace divertida, pero hoy no es uno de esos días que sales de lo más satisfecho.

Prueba 1. CG300, desconectó la tierra y pongo 2 rádiales de 1/4 de las banda de 20 y 40 m. Cero diferencia con la tierra conectada a una pica independiente con una bajada con cable de 6 mm a 15 m de distancia. 

Prueba 2. CG3000, con un cable largo de 16,2 m haciendo de contra antena en vez de la conexión a la pica. Poca diferencia, un poco más de ROE pero poca cosa. 

CONCLUSION El CG3000 hace su trabajo y adapta cualquiera de las opciones.

Prueba 3. Antena de hilo en V invertida con 16,2 m alimentada por un extremo con un 1:9, desconectó la toma a tierra y conectó los dos mismos cables a 1/4 de 20 y 40 m. Depende como los ponga y los extienda, varía la ROE y cambia el rendimiento. La verdad que poco fiable, parece que está Ok ajustado con el analizador en cubierta pero al bajar a la radio se mueven o sopla el viento o ...y cambia. Muy poco estable, no es algo que pueda dejar permanente. 

Prueba 4. Antena de hilo en V invertida con 16,2 m alimentada por un extremo con un 1:9, desconectó la toma a tierra y conectó contra antena de otros 16,2 m . Algo mejor que el caso anterior, si tensó la contra antena y dejó muy fija, funciona bien.Yo creo que se comporta como si fuese una balanceada pero una rama pegada al suelo. Pero no funciona mejor que conectado a la tierra.

CONCLUSIÓN con el hilo de 16,2 con el 1:9 conectado a la pica de tierra funciona mejor. No se si será por los 15 m de bajada más la pica clavada coincide con una medida óptima (casualidad) y no se mueve ni le afecta el clima pues va por una bajante , pero funciona medianamente (el rendimiento no es para tirar cohetes pero funciona)

Gracias a todos por los consejos, sigo cacharreando a ver cómo mejoró el rendimiento, el no poder poner nada mejor me hace agudizar el ingenio 🙂

Proxima prueba es conectar tanto el CG3000 como el 1:9 a la antena vertical de CB (Sirio 827) Directamente al PL (adaptando de alguna manera la malla del PL a la tierra) y también lo haré por encima de la bobina directamente a los tubos de aluminio y usando de contra antena la tierra o los rádiales delas prueba de hoy. 

Saludos Eduardo EA5JAI.

La pega es comparar el rendimiento, ya que una cosa es la ROE y otra el rendimiento. 

Para eso tendrías que cambiar de un sistema de forma rápida para que con la misma estación puedas comparar, tanto la señal como la relación señal/ruido (para eso un SDR ayuda mucho).

Además hacerlo con estaciones cercanas como lejanas, etc.

Además,  en este tipo de antena, usar uno o dos radiales no es muy efectivo.