COMO MEDIR LA ROE
Sergio Zuniga, CE2CG,
antes CE2JNZ
La Serena, Chile
Agosto de 2010
Este
artículo está dedicado a los radioaficionados principiantes o aspirantes
(charly deltas, en Chile).
La
ROE o Relación de Ondas Estacionarias (en inglés SWR, Standing wave ratio) es
un índice o ratio que compara la potencia efectivamente enviada por el equipo
de radio, y la potencia que se devuelve al equipo de radio.
Una
antena ideal es aquella que tiene una impedancia de 50 ohms, lo que debe
coincidir con la impedancia de toda la línea de transmisión (coaxial), y la
impedancia de trabajo del equipo de radio (nota: en corriente continua existe
la resistencia, y en corriente alterna la impedancia: como las ondas de radio
tienen máximos y mínimos, se trata de ondas alternas, y por eso se habla de la
impedancia de las antenas).
Si
la antena no tiene una impedancia de 50 ohms (porque la capacitancia y la
inductancia no se logran anular mutuamente), entonces alguna potencia se
devolverá al equipo de radio. Si la impedancia es muy diferente de 50 ohms (por
ejemplo si la antena está rota), entonces la potencia que se devuelve puede ser
tan alta que puede “quemar” el equipo de radio. Sin embargo esto no sucede con los
equipos de radio modernos, ya que éstos traen medidores de ROE incorporados, y
si ésta es muy alta, simplemente se bloquean automáticamente y no trasmiten, o
se apagan. Debido a esto, es una buena recomendación para un radioaficionado
que recién comienza, que haga un esfuerzo adicional, y se compre uno de éstos
equipos. Mi opinión es que si es marca ICOM, mejor.
La
siguiente ilustración muestra la fórmula de la ROE o SWR, y un gráfico en la
que en el eje horizontal aparece la potencia enviada (forward) y en el eje
vertical la potencia devuelta (reflected).
Por
ejemplo, si el equipo logra transmitir 20 watts hacia adelante, y se devuelve 1
watt, entonces las líneas paralelas inclinadas del gráfico indican que la ROE
es algo menos de 1.6.
Si
hacemos el cálculo manualmente usando la fórmula: ROE = (1+ raíz(1/20)) / (1-
raíz(1/20)) = (1+0.22361)/ (1-0.22361) = 1.22/0.78 = 1.576, lo que coincide con
el resultado de la ilustración.
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Usualmente
se acepta que es seguro para un equipo de radio, trabajar con un ROE de hasta
3,0.
La
tabla de arriba, a la derecha muestra los resultados en términos de
porcentajes, donde se destaca que el máximo aceptable es normalmente que la
potencia total, la devuelta sea un 25% y la emitida sea un 75%.
Nótese
que la ROE es independiente de la potencia que se use. Es decir, si hago las
pruebas con la potencia mínima, media o alta de equipo de radio, la ROE
resultante debe ser la misma. Por esto, se recomienda hacer las pruebas con
potencia mínima.
EL MEDIDOR DE ROE
Un
medidor de ROE es, en mi opinión, un componente imprescindible para un
radioaficionado, a menos que el equipo de radio traiga uno incorporado.
Alguna
vez he escuchado: “para qué necesitas un medidor de ROE, si el medidor de
potencia que tiene el equipo de HF basta para calibrar una antena”. En esa
oportunidad se hacía referencia a un equipo de radio HF antiguo, no de esos
modernos que traen incorporado un medidor de ROE.
Sin
embargo, si bien un equipo de HF permite encontrar el punto de resonancia de
una antenita monobanda, no hay forma de saber si en ese punto es seguro
transmitir, o cuál es el rango de frecuencias seguro. Eso solamente lo puede
proporcionar un medidor de ROE.
De
estos medidores hay varios tipos. Actualmente, los sintonizadores automáticos
de antena más modernos traen medidores de ROE, también algunos amplificadores
lineales, y todos los analizadores de antena.
Los
medidores de ROE más comunes son de “agujas cruzadas”, como el de la foto de
abajo.
Hay
otros de una sola aguja y que requiere una calibración (CAL), y son los que
personalmente los prefiero.
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En
el medidor de la derecha, nótese que se trata de un medidor para el rango de
frecuencias extremadamente amplio: de 1.8 MHZ (HF - 160 metros) a 200MHZ (VHF
- metros). Además,
nótese que tiene tres escalas de medición: 20Watts, 200Watts, y 2KWatts. Finalmente
tiene un selector para AVG y PEP. Para
leer la ROE en este medidor, nótese que la potencia hacia adelante es de 10
watts (ya que está seleccionada la escala de 200Watts), y la potencia
reflejada es de algo más de 0,8 Watts. En el gráfico de arriba, esto implica
una ROE infinita, o extremadamente alta. El
medidor de la derecha muestra la ROE donde se cruzan las agujas: esa medida
también es allí Infinito. |
Nota:
Puesto que la ROE se mide generalmente en modos CW, es indiferente usar PEP
(Peak Envelope Power) o Potencia Promedio (Pavg), ya que en los modos CW (CW,
RTTY, FM), Pavg = PEP. En SSB,
depende de la modulación, y el rango común es Pavg = 0.5xPEP a 0.65xPEP |
MEDICIÓN DE LA ROE
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Para
medir la ROE, se debe conectar el medidor entre el equipo y la antena, tal como
se muestra en la siguiente ilustración. El
medidor de ROE tiene detrás dos conectores SO, uno para la antena y otro para
el equipo de radio. Una
vez hecha la conexión, y fijada la escala de trabajo, y puesto el equipo en
potencia de transmisión baja (potencia mínima en UHF y VHF, y un 5% o 10% de
la potencia en equipos de HF), es necesario tener claro si se trata de un
equipo de banda lateral (HF) o uno de VHF o UHF. Si
es de HF, debe seleccionarse el modo de transmisión en AM o CW, para que el
equipo entregue “toda la potencia”. Un error común, es poner el equipo en
banda lateral, y silvar o modular al micrófono, lo que obviamente no permite
una medición precisa de la ROE. Si
el equipo de es VHF o UHF, esto no es necesario, ya que transmitirá en FM,
entregando automáticamente toda la potencia. Con
esto, puede “petetearse” el equipo brevemente para hacer las mediciones. |
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ALGUNAS RECOMENDACIONES
FINALES
1.-
Siempre hacer las mediciones de antenas en sitios despejados al máximo, y donde
la antena esté alejada de mástiles y cercos metálicos.
2.-
En el caso de las antenas de móviles, sacar los autos de los garajes a sitios
despejados.
3.-
Los famosos medidores clásicos marca BIRD con las “pastillas”, no son realmente
medidores de ROE. Solo entregan las potencias de salida y potencia devuelta. Para
calibrar antenas debe trabajarse con la ROE. En alguna oportunidad me
mostraron con el medidor Bird que la antena supuestamente estaba OK, pero el
equipo ICOM 706MK2G se negaba a transmitir. Al poner un medidor de ROE, se
verificó que la ROE estaba disparada, lo que el medidor Bird no pudo reportar
directamente.
4.-
Para medir el desempeño de equipos de radio (es decir si efectivamente están
“tirando” la potencia que deberían), debe usarse un medidor de ROE, con una
antena fantasma. Esta es una recomendación básica al comprar un equipo de radio
usado: que el vendedor demuestre al comprador, con el medidor de ROE y la
antena fantasma, que efectivamente el equipo entrega lo que debe entregar.
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Saludos
cordiales, desde el Cerro Grande de La Serena.
Sergio,
CE2CG