29/6/21

Altura antena para DX.

Efecto suelo en un dipolo sobre tierra real
Sorpresa. Gracias al efecto reflector en el suelo, la ganancia real máxima de un dipolo horizontal en la dirección perpendicular al cable es muy superior a la del dipolo en el espacio libre (Figura 4b). Si nos fijamos en el detalle de las cifras, veremos que aparece como ganancia máxima algo superior a 6 dBi con un ángulo de elevación de 27º.

Incluso con suelos de conductividad pobre, la ganancia máxima de un dipolo sobre tierra real es siempre superior a 6 dBi, algo sorprendente si tenemos en cuenta que la ganancia oficial del dipolo en el espacio libre es de 2,1 dBi. Pero si el terreno es de una conductividad mejor, incluso podemos llegar a superar los 7 dBi en determinados ángulos de elevación, como veremos más adelante.

La ganancia máxima varía con la altura
En la figura 5 mostramos los diferentes diagramas de elevación resultantes de un dipolo según la fracción de longitud de onda λ de la altura a la que se encuentra colocada horizontalmente sobre el suelo. En todos ellos se observa que las alturas múltiplos de cuarto de onda (1/4 λ y ¾ λ) presentan una fuerte radiación hacia el cenit (o la vertical) y muy inferior hacia ángulos bajos de radiación, mientras que si está situada a alturas que son múltiplos de media longitud de onda (1/2 λ y 1λ), esa radiación hacia el cenit o la vertical se anula al máximo y ese lóbulo centrado hacia los 90º de elevación desaparece. Una gran ventaja para el DX.

El ángulo de radiación vertical (ángulo de elevación) es muy importante porque no solamente tenemos que tenerlo en cuenta en la transmisión para alcanzar la máxima distancia posible (DX), sino que también afecta mucho a nuestra recepción.


En efecto, si existe un lóbulo importante dirigido hacia el cenit (90º), eso significa que en recepción también recibiremos muy bien el ruido procedente de ángulos altos de elevación, procedente de lugares relativamente cercanos, y eso disminuirá nuestras posibilidades de recibir señales débiles lejanas de DX, que llegan por ángulos bajos y que se verán fácilmente superadas por el ruido captado por la antena por ángulos altos.

Alturas mejores y peores para el DX
Teniendo en cuenta el condicionante de la altura, podemos concluir que existen alturas mejores y alturas peores para colocar un dipolo para trabajar óptimamente los DX.
O sea para contactar con estaciones muy lejanas que nos llegan por ángulos muy bajos de radiación, especialmente entre 5º y 15º.

Para cada banda, podemos realizar una tabla en la que nos aparecen las alturas mejores (en verde), que son las más aconsejables para trabajar el DX en esa banda, y las más desaconsejables (en rojo), porque no permiten una buena operación en DX. Veamos los cálculos en la Tabla I.

Altura recomendada para DX en diferentes bandas.


Comentarios al cuadro de alturas

80 m
Lo ideal para el DX en la banda de 3,5 MHz sería poder poner la antena a 40 metros de altura, cosa difícil y que no está al alcance del radioaficionado normal, aunque he oído contar que un radioaficionado de Terrassa ha conseguido una torreta de 40 metros de altura, pero la usa solamente para operar en los 40 metros (1λ), donde es el rey de los DX, porque escucha lo que nadie oye (y encima le oyen).

40 m
La altura óptima para una antena de 7 MHz es como mínimo colocarla en una torreta de 20 metros de altura si queremos hacer buenos DX en esta banda, algo que ya está al alcance de más bolsillos, pero no deja de ser difícil. Si la tenemos elevada a tan solo 10-12 metros, como es lo más habitual, pues está colocada a la peor altura para trabajar los DX. No es de extrañar que no rasquemos apenas ni un DX en esta banda con esta altura.

20 m
El mástil o la torreta de 9-10 metros es perfecto para la banda de 14 MHz, pero no es de extrañar que la pifiemos si ponemos un dipolo a una altura de 15 metros, una altura muy adecuada para 21 MHz, pero nefasta para la banda de 14 MHz. Así que mejor 10 o 20 metros y evitemos los 15 metros de altura, a menos que se trate de una Yagi, en la que todo mejora.

15 m
En esta banda de 21 MHz, la altura ideal serían los 15 metros de altura que es toda una longitud de onda, pero debemos evitar en lo posible los 10 metros de altura,, aunque esta banda está actualmente con muy poca propagación, así que pongamos una vela a nuestro amigo Sol a ver si nos obsequia pronto con algunas manchitas solares más.


¿La altura afecta por igual a una Yagi?

Efectivamente, algo le afecta, aunque le afecta mucho menos que a un dipolo porque una Yagi concentra su emisión hacia el horizonte, aunque también se producen exactamente igual las mismas sumas y restas entre la onda directa y la reflejada en el suelo distante. En consecuencia las mismas alturas más adecuadas para un dipolo, serían también las más adecuadas para una Yagi y, a la recíproca, las alturas nefastas para un dipolo serán más desfavorables también para una Yagi. Pero en esta no son tan nefastas, porque la Yagi radia mejor hacia delante horizontalmente y emite mucho menos hacia el cenit y también hacia el suelo, por lo que su ganancia máxima depende mucho menos de la reflexión en tierra.

De todos modos, si no colocamos una Yagi a la altura óptima, perdemos la oportunidad de anular mucho más (-20 dBi) el lóbulo que radia (y recibe) hacia el cenit. Y eso tiene una buena influencia en la recepción del ruido procedente de ángulos altos, como ya hemos comentado.

De todas modos, veamos exactamente cuál es la diferencia de lóbulos entre un dipolo y una Yagi de 3 elementos para 14 MHz, ambas situadas exactamente a las mismas altura de 10, 15 y 20 metros y comprobemos cómo la Yagi no se ve apenas afectada por esa altura desfavorable como sí le ocurre a un simple dipolo.

Pulsa sobre la imagen para verla con detalle (se abrirá en una pestaña nueva del navegador)

Figura 6 y 7

Si colocamos la Yagi para 14 MHz m a 15 metros de altura tal como se muestra en la figura 7b, el enorme lóbulo que dispara hacia el cenit del dipolo a esa altura (Figura 6b), ahora en la Yagi se ha reducido considerablemente (Figura 7b), aunque no deja de estar presente, pero ya bastante atenuado (-10 dB). No olvidemos que el problema más grave de los lóbulos hacia el cielo se presenta en recepción, porque estos lóbulos de radiación hacia ángulos altos permiten la entrada en nuestra antena del ruido procedente de ángulos elevados, aunque con la Yagi la situación ha mejorado notablemente.


TIEMPO QUE QUEDA PARA FIN DE AÑO