Altura mínima de Yagi en un mástil

Ya que nadie te responde te voy a dar mi opinión.

Opinión, porque en este problema no tengo base técnica clara de lo que ocurre.

Lo único que se me ocurre es evitar el campo próximo (el "near field"), donde el comportamiento de la radiación es más crítico.

El near field acaba a una lambda de distancia.

Alguien aporta algo más?

Hola,

Me llama la atención este tipo de pregunta porque todo radioaficionado debería de saberlo. Igualmente que todo radioaficionado debería tener algún libro en casa para saber como funcionan las cosas. Un handbook o similar debería ser obligatorio.

Respondiendo a la pregunta.
No hay altura mínima, ni máxima. Es como si te pregunto a que altura tiene que ir una bombilla en casa... pues cada uno la pone donde quiere.

La tierra normalmente refleja (a veces absorbe) la ondas de radio por lo tanto, dependiendo a que altura esté la antena, el angulo de rebote será distinto.
Para rebote lunar es recomendable poner la antenas cerca del suelo (le llaman "efecto suelo") pero para tropo, se pierde mucha energía hacia arriba.

Así que puedes poner la antena a la altura que quieras pero cuanto más baja, mayor es el angulo de rebote.

73, Máximo - EA1DDO

Rafa como orientación te adjunto el grafico de la simulación por ordenador del concomportamiento de mi antena LFA-17el. a diferentes alturas sobre un suelo de conductividad normal.
La altura de la antena esta en la casilla Add-H.
La elevación (Elev) es el ángulo de desviación del lóbulo principal sobre el plano horizontal (0º)por influencia del suelo.

A partir de ahi ya puedes ir dandole "vueltas al tarro" y sacar tus propias conclusiones.:whistle:

Muchas gracias a todos por las respuestas. Todo el asunto venía acerca que en un manual de cuscraft (montaje de sus yagis de vuhf), pone que debe montarse lo más alta posible. Buscaba una fórmula para trabajo en tropo y en los libros clásicos (handbook, marcombo, arrl, etc. no la he encontrado).
Un fuerte abrazo
Rafa, EA4CU

EA3AXV que software te calculó esos datos, son del todo nuevos y no se basan en los libros que tengo yo.

Interesantes datos, Quim.

Me alegra ver que no iba yo desencaminado:

la influencia del suelo es notable en el campo próximo, hasta los 2m de altura y luego ya en el campo lejano, de 4m en adelante, ya casi no hay variación

Gracias Quim por la información.

Para mi el problema radica en la simulación del suelo para antenas que están montadas en el centro de la azotea de un edificio de pisos, que tiene la caseta del ascensor de reducidas dimensiones 3 m más elevada que el resto y si le añades que los edificios vecinos no sean de la misma altura, más complicado todavia.
He hecho simulaciones con EZNEC 4 y 5 y lo que saco en claro es que cuanto más alta este la antena mejor, en la práctica también ocurre lo mismo, pero por ahora todavia no he podido cuantificarlo.

Conclusión: la antena cuanto mas alta mejor.

Hola,

Escribió:

Conclusión: la antena cuanto mas alta mejor.

Cuidado, eso no es del todo cierto.
Lo digo porque un colega hizo publicó un artículo hace poco donde demuestra que las ondas rebotadas en el suelo y que llegan a la antena pueden hacer efectos interesantes o desastrosos según la altura de la antena (y dependiendo de la frecuencia).
Por lo que hay una altura óptima donde se obtiene una "ganancia extra" gracias al suelo, pero también hay alturas donde esa ganancia es negativa, o sea que resta ganancia al conjunto y esa zona está tanto por abajo de la altura ideal, como por arriba.
Así que si te pasas de esa altura... es igual de malo que si no la alcanzas.

En HF esas alturas optimas son bastante grandes por lo que pasarse es difícil, pero en VHF esas alturas ideales son muy "asequibles" así que hay que tener cuidado.

Esas alturas se miden en longitudes de onda, por lo que cada banda tiene sus alturas ideales.

No puedo poner aquí el artículo ya que no está en internet, solo en la revista Dubus. Pero me ha dicho el colega que está preparando otro artículo similar centrado en las bandas de HF para publicarlo en la QST.

73, Máximo - EA1DDO

Máximo, lo que relatas es un curioso efecto aplicable a las antenas verticales (monopolos) y creo que no es aplicable para el caso de las yagis.

Si una "ground plane" para 144MHz se separa del suelo a distancias aproximadas a multiplos de 3 lambdas impares se puede obtener una ganancia adicional aproximada a +6dB, por ejemplo, para 144 MHz, a 3,9,15,21,.mts de altura.
La misma antena separada a distancias aproximadas a multiplos de 3L pares, 6,12,18.24...mts entonces la ganancia pasa a ser negativa. -6dB aprox.
El problema de cualquier cálculo de antenas es conocer las caracteristicas reales del plano de tierra, su calidad y su distancia real, se da la cirscunstancia que la distancia a la superficie fisica del suelo, no tiene porqué corresponder a la del suelo o tierra eléctrico.

En el caso de las directivas yo soy de la opinión de Manel, EA3FLX,que en lineas generales mientras mas alta este la antena mejor.
El "efecto suelo" es muy apreciable en yagis cortas sobre terrenos homogeneas y de buena conductividad, pero en el caso, mas habitual, de estar ubicada la antena sobre edificaciones, raramente se va a dar.

Haciendo las simulaciones para 144MHz parece bastante claro que por debajo de los 5 metros de altura ya es muy apreciable la distorsión de los parametros de la antena.

Manel, he probado FEKO y similares para simulaciones en edificios, pero al final creo que no es útil cuando se trata de antenas sobre superficies no metalicas.
Al final siempre acabo recurriendo a 4NEC2 o al MMana que son mas fáciles de utilizar y encima gratuitos.
La tabla que he colgado está hecha con MMana.

Saludos
Quim, EA3AXV

Buenos días,

En mi opinión, para cualquier antena y como bien comenta EA4BGH, hay que procurar que la zona de campo próximo esté libre de obstáculos para evitar distorsiones en el diagrama de radiación y cambios indeseados en la impedancia de la antena. El campo próximo comienza en la propia antena y llega hasta una distancia igual a la longitud de onda de trabajo dividida por 2xPI.

En el caso de las verticales, como indica EA3AXV, dependiendo de la altura a la que se encuentre la antena, su ganancia cambia. Corroboro las distancias que indicas, con una simulación realizada con 4Nec2:

http://www.ipellejero.es/vhf-uhf/antenas/monopolos_altura/index.html

Para el caso de las directivas, normalmente interesan alturas grandes para que en la primera zona de Fresnel no haya obstáculos y se minimicen las pérdidas por difracción. Por otro lado, como bien dice EA1DDO, en la antena receptora se sumarían al menos la onda directa y la reflejada en el suelo. Si esta interferencia es destructiva, el enlace puede verse perjudicado, pero evidentemente sólo podríamos realizar alguna optimización en el caso de enlaces punto a punto.

73 de Ismael,
EA4FSI

TNX a todos por la informacion y la formacion.
Un abrazo.

Para cualquier dipolo o directiva yagi en horizontal, la altura mínima es 1/2 onda de la frecuencia de trabajo.

A partir de esa altura o mas, el angulo de radiacion comienza a ser lo suficentemente bajo como para que la antena no caliente las nubes y consigamos la mayor distancia de salto.

Otra historia son obstaculos, paredes, vecinos, transeuntes y señores que pasaban por allí

Si tenemos en cuenta que la banda mas utilizada por los radioaficionados de HF suele ser 20m, que la media onda son 10m y que multitud de Ayuntamientos están restringiendo en sus ordenanzas la altura máxima a instalar en 7m mal lo tenemos, eso sin contar que Teleco a partir de 7m empieza a pedir ya el "sum-sur-corda" y eso duele mucho económicamente hablando.
como diría Forges: "Pais ...."

En mi opinion estais todos dejando algo importante ,el post es de VHF y todos los comentarios hacen referencia al comportamiento de las antenas de HF , que yo sepa 50 mhz es la ultima banda en la que se puede trabajar F2 y en 70Mhz solamente y de forma teorica es posible trabajar por TEP , asi que para las bandas superiores la antena deberia de estar siempre lo mas alta posible para poder aprovechar la TROPO al maximo.

Las simulaciones no sirven para estas bandas y esta demostrado que lo mas importante es la ubicacion y la antena que se use no la altura de esta como dije anteriormente.
Ya veo que cada cual hace sus propias teorias sobre el comportamiento y se traspasan las leyes de HF a la banda de VHF cosa que no es cierta y que personalmente llevo 3 años investigando,por poner un solo ejemplo en VHF podemos usar el Knife Edge y realizar contactos casi impensables, usar montañas de reflector y muchisimo mas....esa es mi opinion sin entrar en detalles.

Mira, ponla hasta donde te de el coaxial que compraste.

La pruebas y nos comentas

73

Hola,

Bajo mi humilde opinión;

Escribió:

Máximo, lo que relatas es un curioso efecto aplicable a las antenas verticales (monopolos) y creo que no es aplicable para el caso de las yagis.
...
En el caso de las directivas yo soy de la opinión de Manel, EA3FLX,que en lineas generales mientras mas alta este la antena mejor.
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¿Entonces para que sirve el programa HFTA?
Me gustaría leyerais el estudio que hizo KE4PT y está publicado en la Dubus, pero de momento solo se puede leer allí.
Pero si puedo mostraros una grafica donde se ve, para distintas frecuencias, los efectos de la altura de la antena (yagi) respecto al suelo.

Fijarse en el eje horizontal, es la ganancia del conjunto, a veces negativa y otras positivas según la altura de la antena.
Ni que decir tiene que el tipo de suelo afecta, si es plano o rugoso, asi como si es el mar también cambia, de hecho, en el artículo original hay varias gráficas dependiendo de estas condiciones.

Fijarse en la curva en rojo, se corresponde a la banda de 6m, esto es VHF.
Si se coloca una yagi para 6m a una altura de unos 35 metros de altura...obtendremos unos 12db menos de ganancia. La mejor altura para la banda de 6m rondaría los 18 metros de altura sobre el suelo.

Por lo tanto, UNA ALTURA DE LA ANTENA EXCESIVA REDUCE SU RENDIMIENTO, según este estudio.

Escribió:

Por otro lado, como bien dice EA1DDO, en la antena receptora se sumarían al menos la onda directa y la reflejada en el suelo. Si esta interferencia es destructiva, el enlace puede verse perjudicado, pero evidentemente sólo podríamos realizar alguna optimización en el caso de enlaces punto a punto.

Ismael, siempre que hacemos un contacto, entre dos estaciones, es un enlace punto a punto.

Escribió:

para las bandas superiores la antena deberia de estar siempre lo mas alta posible para poder aprovechar la TROPO al maximo.

Biel, lo dicho, "lo más alto posible" no es correcto, ya que lo acabamos de ver. Lo que ocurre es que normalmente, "lo más alto posible" no suele sobrepasar el lugar óptimo. En HF sería muy difícil poner una yagi para 10m más allá de unos 60-70 metros de altura, que es donde empieza a desmejorar. Bandas más bajas, más alto sería el límite.

Pero en VHF sí que son límites alcanzables. En la primera banda de VHF, la de 6m, bueno, pocos llegan a los 35 metros de altura, pero puede que alguno aproveche una torre de otra antena para poner una de 6m. Que no se extrañe si esa antena "recibe menos".
En 2m, es una lástima pero no salen las gráficas en este artículo. Habrá que pedírselas.

A todo esto, Biel, la tropo no sube mucha altura. Lo normal es que ronde los 500m de altura. Ya me ha pasado varias veces que por subir demasiado... recibía menos que otros más abajo.
Recuerdo una vez en EA8. Subimos a unos 1200 metros, en la ladera del Teide, y había estaciones que más abajo, a unos 500m entraban bien, y nosotros allá arriba no las copiabamos.

73, Máximo - EA1DDO

Maximo no voy a entrar en debates , me parece una locura usar el HFTA para VHF ,el Programa Terrain se llama HFTA precisamente porque solo sirve en HF ,de no ser asi se llamaria VHFTA o cualquier otro nombre , si me apuras puede servir para contactos via F2 en 50Mhz pero poco mas.

Saludo y buen fin de semana

Buenas tardes,

Los comentarios que he realizado sobre campo próximo y zona de Fresnel son aplicables a cualquier banda.

Sobre los programas de simulación de antenas, todos los basados en NEC (Numerical Electromagnetics Code) son perfectamente válidos para VHF y frecuencias superiores.

La propagación ya es otro caso. Aunque los mecanismos de propagación de la onda aérea obedezcan a las mismas reglas generales, el modelado teórico es distinto para cada banda. Así, el "knife edge" no es sino una forma de modelar pérdidas por difracción en un obstáculo agudo aislado para frecuencias superiores a 30 MHz, tal y como se recoge en la Recomendación UIT-R 526. Una onda de tierra de HF sufrirá efectos similares en obstáculos de otro tipo, ya que la difracción se produce habitualmente en obstáculos cuyo tamaño es del orden de la longitud de onda de trabajo, pero se modelarán de forma distinta.

Máximo, efectivamente cada vez que hacemos un contacto con una directiva es un enlace punto a punto. Pero si muevo mi directiva hacia otro sitio para contactar con otra estación, podría darse el caso de que la altura de mi antena ya no sea la más adecuada para ese otro enlace en concreto. De todas formas, en fonía los efectos van a ser casi siempre inapreciables porque las diferencias de fase entre las distintas ondas son pequeñas, aunque en transmisión de datos a alta velocidad habría que tenerlo en consideración.

73 de Ismael,
EA4FSI

Máximo,

El gráfico es muy interesante pero para la HF lo que si que hace es confirmar que el máximo de ganancia por efecto suelo se daría en el primer múltiplo impar de 3L para 50 MHz 3x1x6mts=18 mts. y por la misma regla para 28MHz, 3x1x10mts=30 mts

En el caso de VHF es diferente porque la antena está usualmente situada varias longitudes de onda por encima de la superficie del suelo y la onda directa desde la antena se desplaza hasta el area de destino sin que intervenga la porción de la onda que se desplaza a lo largo del suelo".
-la intensidad de la onda reflejada es inversamente proporcional a la altura en longitudes de onda, de la antena.
-A igualdad de altura, las yagis cortas son mas sensibles que las largas al efecto suelo, al ser menos directivas su angulo de radiación en el plano vertical es mas ancho y por razón de simetria es mas fácil que interactue con su imagen.

Resumiendo, para mi también, que mientras mas arriba mejor, el ángulo de radiación se acerca mas al horizonte y no se ve distorsionado por el suelo y que a partir de cierta altura, y para cada antena, el rendimiento llega a su limite asemejandose su radiación al de su diagrama en el espacio libre.

Saludos,
Quim,EA3AXV