Amplificador de Señal FM Casero para Auto: Mejorando la Recepción

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Desde los inicios de las investigaciones y desarrollo de las ondas electromagnéticas siempre hubo un afán por llegar lo más lejos con ellas y detectarlas desde la mayor distancia posible.

¿Qué es DX?

En los inicios estas experiencias involucraban pocos centímetros y después algunos metros de distancia. El hecho fundamental y constante desde los inicios de la radioafición fue la exploración de esta nueva frontera de la ciencia y del conocimiento, mediante la experimentación y el esfuerzo permanente de los aficionados por lograr contactos a mayor distancia y con los puntos más recónditos del planeta.

No es lo mismo comunicarse con 100 países distintos con una potencia de 5 watt que hacerlo con un transmisor conectado a un amplificador lineal de 1200 watts; pero la satisfacción de hacerlo así, de la forma difícil y extrema, ¡es muy distinta!

Actualmente Internet ha introducido una duda en la validez del desafío en que como se realizan hoy los DX. Ya Internet pone a disposición del DXista información muy actual e importante con las noticias de los próximos eventos que están programados para activas localidades apetecidas por el DX, pero parece demasiado que también informe casi minuto a minuto lo que está pasando en ese instante en las distintas frecuencias.

Hoy día ya no es necesario aprender haciendo experiencias. El conocimiento se ha decantado y tenemos excelentes textos que nos permiten en corto tiempo aprender y estar al tanto de las herramientas básicas que necesita un radioaficionado. Este manual pretende complementar los conocimientos teóricos.

Equipos

Antiguamente se elegía un receptor de muy buena calidad, digamos un Collins, National, Hallicrafters o Drake y el transmisor no tenía mucha importancia, pero ahora ya es difícil encontrar estos equipos por separado y en cambio con la entrada de equipos de comunicaciones japoneses en la década del 60 como Yaesu, Kenwood, ICOM para nombrar los primeros que entraron al mercado, se popularizó el uso de los transceptores, es decir receptor y transmisor que vienen juntos en un mismo equipo y comparten fuentes de poder, Osciladores, detector de producto, etc.

Los transceptores actuales, pongamos por ejemplo el Yaesu FT-897, son muy pequeños, trabajan TODAS las bandas de aficionados desde 160 metros a 6 metros, 2 metros y UHF, en todas las modalidades incluyendo los modos digitales. No requieren sintonizarse, sólo se cambia de banda, se ajusta la antena si es que eso se requiere, se elige el modo a usar (USB, LSB, CW, CW-R, AM, DIG, PKT, FM, etc.) y .. ¡listo! ya está transmitiendo con 70 a 90 watts de salida de potencia efectiva.

Tienen múltiples ajustes de recepción y transmisión, filtros de audio, de IF, Noise blanker, gracias a un microprocesador que hay que aprender a usar con el manual de operación en la mano… y eso no es tan fácil!

Los equipos modernos actuales tienen 2 OFV por separado y permiten operar en Split, es decir escuchar en una frecuencia fija y transmitir en un rango de frecuencias distinto, lo que es indispensable para trabajar expediciones de DX que por lo general operan en una frecuencia fija para transmitir y escuchan en un rango de unos 10 kcs.

Los antiguos transceptores de 30 o 40 años atrás tienen muchas de estas funciones, algunos sin FM y sin las llamadas «bandas nuevas de HF», obviamente sin microprocesador, con un par de tubos finales tales como válvulas 6146B, tubos de TV como los 6KD6, y un driver o excitador de los finales, tipo 12BY7 o similar. Generalmente ellos tienen todo el resto transistorizado.

Si se pretende en estos equipos tener un filtro estrecho para CW, hay que comprarlo como pieza adicional y en esta época eso ya es casi imposible porque los equipos están discontinuados hace décadas y no hay disponible esa clase de accesorios. Eso no impide que uno pueda hacer DX y participar en Concursos mundiales de radio como el CQWW Contest, el CQWPX, 10 meter ARRL, etc. como lo hace el autor de este artículo con su fiel Kenwood TS 530S de la época de 1980.

Creo que un TS 520, 530 S, FT 101 son equipos que se pueden usar sin problemas, pero hay que hacerles una limpieza interior, limpieza de contactos, etc.

En general los equipos antiguos que son completamente a tubos, como por ejemplo el Yaesu FT dx 400 ó 401 y otros Hallicrafters Hurricane, National NC-3 y NC-5, etc., tienen hoy día muchos problemas: tubos agotados o que no están al 100% y que no es fácil encontrar nuevos y no es barato, dificultad para encontrar alguien que tenga un buen probador de tubos y, lo peor, que cada vez que se hace un cambio de tubos se debiera resintonizar el equipo (generalmente los tubos tienen capacidades inter electródicas distintas a pesar de tener la misma numeración y eso produce ligeros desajustes que se deben corregir) y eso requiere tener el Manual de ajuste, a lo menos un generador calibrado de RF, otro de audio y un mili voltímetro, instrumentos difíciles de conseguir prestados y que a uno lo obliga a enviar los equipos a algún radiotécnico responsable que los tenga … y (lo más difícil!!) que sea capaz de trabajar en ellos en un tiempo prudente y que los equipos no pasen meses en su taller como es lo habitual. Además son ruidosos, tiene ANL Automatic Noise Limiter muy malos y se deben comprar filtros de ruido adicionales para proteger los oídos ……. ¡y no es broma!

Antenas

La recomendación es empezar con antenas básicas, como puede ser la antena dipolo extendido de ½ longitud de onda para 40 metros, alimentada al centro con cable coaxial tipo RG 59 o similar. El dipolo es una antena simple de fabricar y muy eficiente.

Si se baja con un coaxial de 50 ohm la mínima ROE será siempre de 1.5 El problema del ruido eléctrico existente hoy día en las ciudades es un gran problema para las bandas de 80 y 40 metros, no es posible filtrarlo sin tener que emplear equipos de filtros activos que son accesorios caros y que no producen un resultado muy notable.

Pensando en esto es recomendable probar con antenas dipolo plegado de ½ onda, pero estas tienen una impedancia de 300 ohms, por lo que para alimentarlas con cable coaxial hay que construir un balun de relación 4:1 el que puede comprarse o construirse usando la ferrita de un flyback de TV. Ver más adelante en la parte constructiva.

Dipolo Plegado

Es un dipolo mono banda, excepto el que está cortado para la banda de 40m que también resuena en 15m. Se calcula su longitud como cualquier dipolo de media onda. En su construcción no es necesario cortar los cables, puede hacerse con un único cable que se dobla en los aisladores.

Las medidas de los separadores varían según a la frecuencia que esté cortada la antena. Para 80m es de 20 cm, para 40m es de 15 cm, para 20m es de 10 cm y para 10m es de 5 cm.

Hay antenas hechas de alambre, multibandas, como la Windom, Carolina Windom (una variación de la anterior) o la G5RV, que tienen la ventaja de ser multibandas, pueden salir en 160 metros como «long wire», son fáciles de construir o baratas de comprar, pero son antenas ruidosas en 160, 80 y 40 metros y en bandas altas tienen poca ganancia y una performance pobre para usarlas en DX, pero la ventaja sería que permiten comunicar en estas bandas usando una sola antena.

Antena Doble Bazooka

Esta es una antena fácil de construir, monobanda, bastante silenciosa y de un muy buen ancho de banda. Uno puede cambiar de frecuencia y no requiere resintonizar el equipo.

Antena G5RV

LA ANTENA BÁSICA G5RV, que es bastante popular en Chile hoy día, y fácil de encontrar en el comercio y barata, mide solamente 102 pies de punta a punta para la operación desde el extremo de la banda de 80 m hasta 10 m y es alimentada en el centro con un stub de 34 pies de baja pérdida. En la práctica, el sistema completo mostrará una baja ROE para usarlo en el transmisor con la ayuda de un sintonizador de antena, la antena está cortada a 102 pies (31,1 m) 20, 15 y 10 metros.

En bandas altas la situación de ruido eléctrico producido por la actividad humana en las ciudades no es tan grave. Una muy buena opción para comenzar a hacer DX en bandas altas es usar una antena YAGI direccional de 3 elementos para 3 bandas (llamadas 3×3) como la Mosley TA 33, la Hy Gain TH3 Jr y muchas otras similares.

Son antenas livianas, tienen una ganancia de unos 7 dB, una buena relación de rechazo de señales que emiten por detrás o por lo lados de la antena, y se mueven con rotores de antena livianos, incluso con rotores de antenas para TV, pero es aconsejable usar algún rotor que tenga freno.

Una excelente opción son las antenas Quad 2×3, o llamadas también cuadro cúbicas de dos elementos para 3 bandas (20, 15 y 10 metros) que tienen más ganancia que las Yagi de 3 elementos para 3 bandas (3×3), no usan bobinas, son dipolos cerrados (loop) de 1 longitud de onda (por lo tanto captan menos ruido eléctrico que las Yagi y tienen un gran ancho de banda), se alimentan con cable coaxial, son muy livianas, tienen poco arrastre debido al viento y no requieren un mástil demasiado alto, basta con uno de 10 metros.

Las Quad son más complejas para armarlas y levantarlas y requieren la ayuda de al menos otra persona, pero vienen con un buen manual de armado y de ajuste. Se les puede agregar sin dificultad (venden el kit) las otras bandas altas (10 MHz, 18 MHz y 24,5 MHz).

Una dificultad de estas antenas es que usan alambres de cobre y cerca de la costa esos alambres requieren cambiarse cada cierto tiempo por la corrosión que les acarrea el ambiente salino, hay que bajarlas y revisar cada 10 a 12 años por dar un lapso de tiempo prudencial, porque el cobre se oxida y se va adelgazando.

Entre las antenas loop (dipolos cerrados) está la Delta loop, además de la Quad. Esta antena es de muy fácil construcción, relativamente liviana (usa tubos de aluminio y alambre de cobre para unir las 2 puntas de la V), tiene una excelente performance. Su principal desventaja es que la Delta loop es monobanda, y su construcción normal en V con tubos de aluminio tiene su centro de gravedad más alto que el boom lo que genera momentos de fuerza (torque) que hay que compensar con una buena construcción.

Se pueden hacer tipo «plumbers delight» es decir usando cañerías muy livianas de acero soldadas al boom, pero lo mejor es usar tubos de aluminio montados sobre cortas V de tubos de acero y estas V de acero van soldadas al boom que también está hecho de tubo de acero.

La banda alta de HF que elijamos para hacer DX implica la elección de la antena. Como estamos en la parte Sur de América y las estaciones DX están generalmente en latitudes sobre nosotros, se puede obviar el uso de un rotor si uno le coloca a la antena 2 «riendas» hechas con cuerdas de nylon, para poder cambiarle su dirección de, digamos, Europa y Asia menor a América del Norte y el Caribe, o a Oceanía y Japón.

Para dirigirla se requiere salir fuera de la casa, soltar «las riendas» y tensar la que corresponda para moverla en la dirección deseada; lograda la posición se tensan las 2 riendas para que el viento no la mueva. La banda de 20 metros es una excelente banda para DX, pero hay demasiadas estaciones de gran potencia (los «big Gun») y es difícil trabajar en una banda con 100 kcs para fonía cuando uno no tiene potencia suficiente para «hacerse respetar» en la frecuencia que quiere usar.

La banda de 10 metros es muy buena para DX, pero su apertura de propagación depende mucho del ciclo solar. En la parte alta del ciclo solar, como ahora en el 2013, la banda es fantástica para hacer DX con baja potencia. Es muy interesante trabajar en el segmento de 29 MHz en la modalidad de FM (ver artículo más adelante), donde al escuchar a la estación corresponsal hay una notable presencia de la voz, con un audio que parece estéreo.

Líneas de Transmisión o Bajadas

Actualmente hay una gran variedad de proveedores de cables coaxiales y la recomendación es muy simple: si le es posible use siempre cable coaxial americano de marca BELDEN, que es garantía de calidad, buena construcción, % de cobertura de la malla adecuada, características eléctricas ajustadas a los parámetros que el fabricante indica, aislante de la mejor calidad, etc.

La recomendación para los conectores es similar: que sean de marca Amphenol, no acepte otros más baratos!!!

Los dipolos cerrados requieren bajadas de mayor impedancia que 70 ohms y se deben usar líneas de cables paralelos, abiertas, semi abiertas o tipo twin lead que son líneas típicas de bajadas de TV, formadas por conductores de cobre en paralelo separados por plástico. Antiguamente no habían cables coaxiales ni terminales PL-259 o bases para chassis SO-239 en el comercio, entonces se usaba cable paralelo plástico de instalaciones eléctricas que tienen más o menos 70 ohms y resultan apropiados para dipolos de ½ onda, pero eso exigía tener un tanque de salida en que a la bobina final se le enrollaban un par de vueltas y ese era el link de acoplamiento que proporcionaba una salida en paralelo.

¿Por qué traen esta salida tipo end feed que los radioaficionados no usan mucho? Porque son antenas de fácil construcción e instalación, no requiere de ningún tipo de bajada comercial, basta un alambre forrado, y que de acuerdo a su largo presentan lóbulos de radiación que tienen ganancia respecto al dipolo.

Las líneas paralelas abiertas se pueden construir. Se usan como separadores aislantes trocitos de tubos de 12 mm de conexiones eléctricas domiciliarias de PVC (color naranja). De acuerdo al diámetro del alambre y la impedancia que se necesita (ver el ARRL Antenna Handbook o casi cualquier manual de antenas) se dimensiona el largo de los tubit... para facilitar la configuración y el transporte fácil.

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