Volver Menú Infonautic

Antenas Marinas; la clave para una buena comunicación

Las antenas son el elemento clave para el buen funcionamiento de cualquier equipo de radiofrecuencia. En la antena es donde la señal eléctrica genera un campo electromagnético y salta al vacío para su propagación, convirtiéndose en ondas electromagnéticas. Es tan importante como lo son, por ejemplo, los altavoces en un equipo de música de alta fidelidad, o la hélice en un sistema de propulsión marino, o las cubiertas en un coche. Las antenas son las “piezas” primordiales que actúan como “frontera” entre dos medios, y a pesar de ser elementos económicos son fundamentales.

Por esta razón, la calidad final del equipo será directamente proporcional a la calidad de la antena.  volviendo al ejemplo, el mejor coche con unas malas cubiertas sería un auténtico peligro, lo mismo que si utilizamos una hélice desequilibrada o inadecuada en un buen motor marino, o unos altavoces baratos en una cadena Hi-Fi.

Existen decenas de antenas diferentes para las Radios VHF, BLU, GPS, Wheather Fax, Wi-Fi, Navtex, teléfonos satelitales, telefonía celular, receptores de señal de televisión, radars,… Cada equipo tiene su propia antena que habrá sido diseñada específicamente en función de la frecuencia de radio que deba propagar o recibir. 

Así es, pues a diferencia del ejemplo anteriormente citado de los altavoces y las hélices, todas las antenas tienen algo en común: trabajan con señales electromagnéticas, y como a cada frecuencia de corresponde una longitud de onda diferente, para cada tipo de equipamiento hay que utilizar una antena diferente.

Aspectos generales las antenas marinas

Además de los conceptos importantes y característicos de las antenas genéricas, las que utilizamos en nuestros barcos tienen que soportar el corrosivo ambiente salino, y lo que es peor, soportar las terribles flexiones, torsiones y momentos flexores a las que son sometidas en lo alto de un mástil o en un Fly en plena navegación agitada por los fuertes pantocazos del barco.

Podríamos dividir, a efectos prácticos, las antenas en 3 grandes grupos; Las de comunicación, de correspondientes a equipos de navegación y de las de entretenimiento. Una de las antenas más importantes es la correspondiente a nuestra radio VHF y el dato más importante en el que debemos tener en cuenta es la “ganancia”.

¿Qué es la ganancia de una antena?

Para lograr sintonizar una emisora está claro que la señal electromagnética tiene que llegar a nuestro receptor, aunque sea de forma muy débil. Si esta señal es muy pequeña es lógico que necesitemos una antena capaz de “oir” señales muy débiles, de la misma forma que una trompetilla en la oreja logra mejorar la audición.

Cuando somos nosotros quienes emitimos es lógico que una antena más “sensible” permite radiar mejor nuestra señal radioeléctrica. Los ingenieros miden un valor conocido como ERP –Effective Radiating Power- que evalúa la energía que verdaderamente se radia en el espacio. El valor se mide en una escala que los matemáticos llaman logarítmica en decibelios (dB). La inmensa mayoría de las antenas marinas tienen una ganancia de entre 3 y 6 ó 9 dB, y lo que debemos recordar es que cuantos más dB tenga una antena, mejor calidad tendrá, o lo que es lo mismo, podremos escuchar señales más débiles y emitir más lejos.

La direccionalidad de una antena y su tamaño

Existen antenas de muchas formas y tipos que pueden emitir y radiar en todas direcciones del espacio y escuchar la señal proveniente de cualquier dirección, venga de donde venga. Son las más típicas y se llaman omnidireccionales. Normalmente están formadas por una pértiga vertical en fibra de vidrio que protege en su interior un hilo metálico que es verdaderamente el que actúa como difusor de radiofrecuencia. Por el contrario, las antenas direcciones sólo emiten o “escuchan” en una dirección del espacio que puede variar en angulo de apertura tanto horizontal como vertical. Un ejemplo muy claro de ellas son las antenas parabólicas que emiten hacia una zona muy concreta, y concentran la señal recibida de toda la superficie de la parábola en el foco central de esta, que es donde verdaderamente se sitúa el elemento que actúa de antena.

Por esta razón cuanto más direccional  sea una antena, más decibelios de ganancia proporcionará, a costa de concentrar su direccionalidad en una zona concreta del espacio. Naturalmente también influyen otros parámetros en la calidad de la antena. Entre dos antenas omnidirecionales de dos fabricantes distintos, podemos ver diferentes ganancias dependiendo de las dimensiones de la antena o lo cuidada que sea su construcción. Las antenas pueden ser de lo que se llama ¼ de la longitud de onda, ½ de onda, onda completa o fracciones inferiores como por ejemplo 1/8 de onda. Pero siempre serán fracciones enteras.

Por ejemplo en una radio VHF, como emite en el rango de frecuencias de los 144 Mhz que corresponde a una longitud de onda de unos dos metros, la antena ideal será justo la que corresponda a la longitud de esta onda, o sea 2 metros de longitud de pértiga. Recuerde que como la propagación del campo electromagnético, o sea la velocidad de propagación de la radio es constante e igual a la velocidad de la luz de 300.000 kilómetros/segundo (en realidad es 299.792.458 metros/segundo) la longitud de onda se calcula dividiendo esta velocidad por la frecuencia a la que trabaja la radio. En nuestro caso dividimos 299792458/144.000.000 hercios = 2.08 metros.

¡Perfecto! Pero esto también nos indica que para frecuencias decamétricas como las que utilizan las radio BLU la división nos daría antenas más bien enormes de varias decenas de metros de longitud... Por esta razón se utilizan antenas de ½ de la longitud de onda o fracciones inferiores. Ya lo sabíamos pues en las radios BLUs estamos acostumbrados a ver antenas en forma de largas pértigas que incluso utilizan todo el backestay de un velero mediante los oportunos aisladores. Al fin y al cabo se trata de sacar un cable de longitud lo más aproximada a una fracción de la onda con la que trabajemos.

De todo esto se deduce algo muy importante: NO existe una antena perfecta para trabajar con distintas frecuencias y lo ideal sería acortarla o alargarla dependiendo de la frecuencia en la que emitamos o recibamos señal. Cuanto más nos alejemos de la longitud de antena perfecta peor emitirá o recibirá esta.

Si la antena es de longitud muy inadecuada, gran parte de la señal de emisión no logra saltar al vacío en forma de campo electromagnético y la energía “rebota” a la emisora debido al mal “acople” de la antena. Para evitarlo se utilizan lo que se conoce justamente como acopladores de antena y evitan las generación de ondas “estacionarias”  que pueden llegar incluso a estropear el transmisor de la radio.

El SWR de una antena

Toda la señal que le entra a una antena no llega a radiarse y transmitirse. Una parte, a veces importante, se desperdicia en el cable de la antena, en los conectores o en la misma antena por no ser de longitud idónea, sin llegar a ser aprovechada. El SWR –Standing Wave Ratio- indica cuanta energía de transmisión llega realmente a saltar al vacío en forma de generación de campo electromagnético.

Es decir, el SWR mide la eficiencia de la antena. Un radio 1:1 indica una antena perfecta en la que todo lo que envía la emisora es aprovechada íntegramente por la antena. Medidas de por ejemplo 3:1 indican una alta reflexibilidad de la antena y por tanto un gran desperdicio de la potencia de la emisora. Si por ejemplo tenemos una emisora de 5 watios de potencia con una antena con una SWR de 4:1, al final la potencia radiada será de solo 5/4 de watio= 1,25 watios!!!

La energía desperdiciada se convierte en calor en los cables de antena o lo que es peor, en calor en los transistores de potencia de la emisora, lo cual podría llegar a dañarla. Por esta razón es muy mala idea intentar emitir sin conectar la antena al equipo…

A efectos prácticos, tenga en cuenta que una antena de 1,5 SWR es ya muy buena antena, y en cualquier caso intente localizar una con un ratio inferior a 2:1.

Las interferencias en las antenas de radio

A bordo de un barco suelen coexistir muchos aparatos electrónicos como pantallas chart-plotter, radares, tubos fluorescentes, bombas de achique, sondas, algunos de ellos capaces de generar molestas interferencias en nuestros receptores de radio. Por ello, intente alejar en la medida de lo posible los cables de antena de los tubos fluorescentes, deje al menos un metro de distancia entre el cable y otros equipos como televisores de plasma u otras antenas de radio. Debe utilizar conectores coaxiales de buena calidad y nada de soldaduras chapuceras para realizar alargadores inadecuados. Si le sobran unos metros de cable de antena, lo peor que puede hacer con ellos es enrollarlos ordenadamente de forma circular, pues con ello habrá creado una bobina que generará impredecibles fenómenos electromagnéticos. Lo mejor es dejar el cable sobrante haciendo “eses” de forma más o menos aleatoria.

El montaje de la antena

El momento de fuerzas que tiene que soportar una antena durante los pantocazos es muy importante y las cargas generadas alcanzarán valores sorprendentemente altos. Son verdaderos látigos que deben soportar fuertes esfuerzos de flexión. Por esta razón, no sólo la antena debe ofrecer una construcción muy sólida, también debe realizar un montaje capaz de resistir grandes tensiones. Algunos soportes permiten ajustar el ángulo de la antena lo cual es muy conveniente para, por ejemplo, transportar el barco por carretera sin que esta tenga que soportar toda la fuerza del viento.

La antena receptora de un GPS es muy pequeña y no soporta ningún esfuerzo, pero debe estar montada de forma despejada sin obstáculos a su alrededor.

Las antenas utilizadas para las radios BLU son de mucha mayor longitud comparadas con las de VHF. Por esta razón debemos tener un cuidado muy especial en el soporte atornillado a la cubierta pues este sufrirá importantes momentos de flexión.

Radios BLUs

Son las que usualmente llevan instaladas, además de la VHF, los barcos oceánicos para poder transmitir a largas distancias. Los equipos emiten en potencias de 150 a 400 watios a diferencia de las VHF que normalmente suelen emitir a 5 watios, limitados a 25 W por ley.

Las BLUs utilizan una gama de frecuencia muy amplia y conocida como onda corta, entre los 3 y los 30 Mhz. De todo ello en primer lugar deducimos que en principio, la longitud de la antena debería variar bastante dependiendo de la frecuencia a la que operemos. A la postre no es viable montar antenas de diferente tamaño, y por ello, la emisora utilizará un acoplamiento para minimizar las ondas estacionarias debidas a la inadecuada longitud de antena.

Hasta la aparición de la comunicación con satélites (Iridium, Inmarsat, Thuraya, GlobalStar,…) la BLU era el único medio para transmitir a larga distancia. Las ondas cortas tienen la capacidad de reflejarse tanto en las capas altas de la atmósfera como en la superficie del mar y por tanto a base de rebotes llegan a alcanzar miles de kilómetros de distancia. Las condiciones de propagación varían del día a la noche debido a la ionización solar y por ello debemos tener en cuenta a que frecuencia intentamos establecer la comunicación dependiendo de la hora a la que emitimos.

  Artículos relacionados:

      - Inmarsat 4 Fleetbroadband; por fin la comunicación definitiva

     - Iridium Open Port

      - Thuraya e Iridium: dos soluciones asequibles

      - Antenas VDO; la televisión satélite en el barco

      - Radio BLU, frecuencias y canales para mejorar la comunicación

Tel: +34 91-6319190        info@fondear.com 

© Copyright 2009   Fondear, S.L.