COMO HACER UNA ANTENA FANTASMA
Por Sergio Zuniga, CE2CG, antes CE2JNZ
La
Serena, Chile – 8 de febrero de 2011.
La mayoría de los
radioaficionados antiguos alguna vez ha construido una carga fantasma, o posee una,
de modo que este artículo no va dirigido a ellos, sino a los que comienzan en
este hobby.
La carga fantasma (antena
fantasma, carga falsa, o dummy load) es sin duda una de los implementos más
útiles en el shack del radioaficionado, fácil de construir y además barato.
Se trata de un dispositivo
que se conecta en lugar de la antena en el equipo de radio.
Su utilidad básica para un
radioaficionado principiante puede resumirse en que permite:
a) Verificar cuanta
potencia (watts) está ‘tirando’ efectivamente un equipo de radio, ya sea un
Handy o un HF, en determinados segmentos de frecuencias. En este sentido nos
permite asegurarnos de que estamos haciendo una buena compra cuando se trata de
un equipo usado. Cuando parece que no nos escuchan, a través de una antena
fantasma podemos descartar que el problema esté en el equipo, y que tal vez se
encuentre en la antena o en la línea de transmisión, o en otro factor.
b) Verificar si un
sintonizador automático de antenas está trabajando bien en determinados segmentos
de frecuencias.
La carga fantasma
generalmente se construye con la misma impedancia de la antena o de la radio,
es decir 50 Ω para casi todas las radios modernas de los radioaficionados.
Es una resistencia pura,
porque su resistencia es igual a su impedancia (no hay componentes que agreguen
alguna reactancia, tales como una bobina o un condensador). Es decir, su
resistencia y su impedancia son de 50 Ω, y en este caso especial,
resistencia e impedancia son sinónimas.
En este caso, la carga
proporciona una relación de onda estacionaria (SWR) ideal de 1: 1 cualquiera
sea la frecuencia de trabajo.
Abajo se muestran algunas
antenas fantasmas comerciales.
La radiofrecuencia que es
entregada por la radio, es absorbida totalmente por la carga fantasma y se
convierte en calor, siempre y cuando la radio y la carga sean de 50 Ω.
Cada carga fantasma tiene
una potencia máxima que puede disipar, y este límite debe respetarse.
Lo ideal sería una
resistencia única de 50 Ω y capaz de disipar muchísimos Watts, pero ese
tipo de resistencia son caras y difíciles de conseguir.
Por este motivo, a
continuación damos algunos lineamientos para construir una de estas en casa,
pero al menor costo posible.
|
El principio básico es conectar
en paralelo tantas resistencias sean necesarias para que obtengamos la
impedancia y la potencia deseada, tal como se muestra a la derecha. Nótese que las
resistencias aparecen conectadas a un conector SO en este caso. También pueden hacerse
combinaciones de resistencias en serie-paralelo. |
|
Paso 1: Eligiendo las resistencias
|
¡¡¡Las resistencias
deben ser de carbón, y nunca inductivas - bobinadas!!!!!, ya que de lo contrario
pueden presentar una impedancia diferente a la calculada. Entonces la posibilidad
de armarse una resistencia de alta potencia de disipación con alambre,
calcular el largo para conseguir los Ohms de acuerdo a la sección del
alambre, y bobinar,… debe descartarse. También debe descartase usar una serie
de ampolletas como resistencias, etc, etc…. Lo normal es usar las
resistencias que se tengan a mano, pero si puede elegirse, uno quisiera que
la carga sea pequeña y que usara pocas resistencias, entonces deben ser de
baja resistencia (pocos Ω), y alta potencia (varios watts). |
|
Paso 2: Determinar las características de la Carga
deseada: Resistencia-impedancia y potencia
Lo usual es construir una
carga para 50 Ω. Si se trata de probar un equipo de HF, seguramente se
deseará que pueda disipar 100 Watts.
Si se trata de un Handy,
con 10 Watts sería suficiente.
|
En el caso de conectar
la resistencias en serie, la fórmula de cálculo es: Número de resistencias = Ω de cada resistencia/
Ω requeridos Ejemplo 1:
Se tienen resistencias de 2.200 Ω de 2 watts. Para conseguir 50Ω y
100 W, entonces 2.200/50 = 44, es decir se necesitan 44 resistencias de
2.200Ω conectadas en paralelo. Como cada resistencia es capaz de disipar
2 watts, entonces 44w x 2w= 88w, es menor a 100 W, y puedo aplicarle a esta
carga 100W solo en periodos muy cortos de tiempo (segundos). Ejemplo 2:
Se tienen resistencias de 2K7 de 2W. Para conseguir 50Ω y 100 W en
paralelo, entonces (2700/50=54 resistencias, 54x2W=108W). |
|
Nota: Recordemos la fórmula de resistencias en
paralelo y serie:
|
Resistencias en serie:
|
|
Resistencias en
paralelo:
|
|
Cuando todas las
resistencias que están en paralelo son iguales:
|
Paso 3: Verificar la impedancia con un tester
|
La carga debe tener una
resistencia de 50 Ω. En el caso de la foto,
se trata de una carga con un terminal SO en su parte superior. Un terminal de tester va
al centro de SO y otro va por fuera, donde se encuentra el hilo del SO. Hay ocasiones en que una
sola resistencia mala o defectuosa afecta totalmente el resultado de la
carga. Puede ser recomendable medir con un tester cada resistencia antes de
armar la carga, especialmente si son de baja calidad o muy antiguas. Alternativamente,
verifique la impedancia de la carga antes de su ensamble y sellado final. |
|
Nota:
Para mejorar el desempeño de la carga fantasma se deben conectar las
resistencias con sus terminales muy cortos.
La calidad de las cargas
fantasmas es mucho más crítica en frecuencias altas (VHF y UHF por ejemplo).
Para este caso deben usarse conectores de antena adecuados para esas
frecuencias, entre otras cosas.
Paso 4: Usar la carga junto a un medidor de potencia
para efectuar mediciones
Podemos conectar la carga
al equipo de radio, junto a un medidor de ROE-Potencia, y deberíamos verificar
varias cosas simultáneamente:
- Que el ROE es 1:1 en
cualquier frecuencia (si coincide la impedancia del equipo con la de la carga).
Si esto no es así, por lo menos en las frecuencias de HF, quiere decir que la
carga fantasma no supera la prueba. Sin embargo debemos considerar una cierta
tolerancia razonable, digamos que no
presente un ROE mayor de 1.0 : 1.3 en el rango de frecuencias deseado.
No es mala idea hacer las mediciones y escribir en la carcaza de la carga
fantasma cual es su rango de frecuencias de trabajo razonable.
- Que el equipo de radio
entrega la máxima potencia (si efectivamente el ROE es mínimo). Si se trata de
un Handy que tiene potencias altas medias y bajas de por ejemplo 7.0, 2.0 y 0.5
Watts, entonces estas potencias deberían verificarse en el medidor de potencia
(cuando se usa la carga fantasma).
- Que al transmitir no se
generan interferencias en los aparatos electrónicos, y que los vecinos ya no
reclaman.
- Que es posible entender
por qué hay muchas antenas que teniendo ROE muy baja, irradian muy poco, y esto
es porque se trata de antenas que se asemejan mucho a una carga fantasma. Es
decir ROE baja no tiene nada que ver con calidad de antena.
También hay quienes
recomiendan conectar la dummy a tierra para atenuar los campos de
radiofrecuencia.
Una experiencia interesante
|
El colega LU8JB propone
construir una carga en base a un frasco con agua y sal, como se muestra a la
derecha. Calibración: Para esto
se debe agregar la sal al agua en muy pequeñas cantidades (miligramos), disolviéndola
al máximo posible y verificar en cada caso la ROE, repitiendo el proceso
hasta lograr la lectura de 1:1. Disipación: El tamaño
del recipiente con agua salada es importante a la hora de considerar la
potencia a disipar. Se debe evitar la ebullición de la solución. Desafíos: Lograr un
recipiente absolutamente hermético para evitar el posible drenaje de la
solución salina por el contacto entre la tapa del frasco y el conector
utilizado. Un video de Youtube en |
|
Consideraciones finales
Anteriormente se señaló
que una carga permitiría verificar si un sintonizador automático está
trabajando bien en determinados segmentos de frecuencias.
En efecto, a sugerencia de
Manfred (XQ6FOD), construimos una carga fantasma de 150 Ω (efectivamente,
no de 50 Ω). Con esto, forzamos a un sintonizador de antena a lograr
sintonizar este ROE de 1:3. Cualquier buen sintonizador automático debería
pasar esta prueba en todos los segmentos de frecuencias.
Las fotos usadas en este
artículo se han sacado de Internet.
Eso es todo (por ahora).
Si alguien puede aportar ideas o correcciones al artículo, son
bienvenidas.
Saludos cordiales desde el Cerro Grande de La Serena - Chile.
Sergio Zuniga – CE2CG