Este artículo de 1980 fue escrito por nuestro colaborador A. Fanzeres y aquí reproducido con el permiso de su hijo A. Fânzeres Jr. El artículo describe las antenas de cuadro y su uso en radiogoniometría.
La recepción con antena de cuadro, desde el punto de vista del aficionado o experimentador puede traer resultados gratificantes. Desde el punto de vista profesional la recepción con antenas de cuadro se utiliza para la radiogoniometría, es decir, la medida de ángulos usando las ondas de radio. Por este proceso, aviones, barcos y vehículos (esto mismo lector, vehículos en el desierto) pueden orientarse y llegar a puerto seguro.
La teoría que apoya la radiogoniometría es un poco compleja y por eso vamos a pedir permiso a nuestros lectores para entrar en la parte práctica, dando los detalles que consideramos importantes para que entienda cómo funciona la recepción al cuadro.
La antena debe ser dimensionada de acuerdo con el rango de frecuencia que se va a operar y con los recursos tecnológicos existentes es posible construir una antena de cuadro de dimensiones reducidas, con núcleo de ferrita, que en la práctica es capaz de desempeñar igual las antiguas antenas de el cuadro, las mastodónticas.
El principio de funcionamiento de la antena de cuadro es el siguiente. Veamos la figura 1.
Tenemos una antena de cuadro en la parte inferior del dibujo (b), y en las líneas punteadas se indican los diagramas polares de intensidad máxima. Encima en proyección vertical (a), tenemos la misma antena de cuadro, con los círculos indicando las áreas de máxima intensidad de señal. Es decir, si la estación transmisora está en la dirección de las flechas, la señal será recibida con la mayor intensidad en la antena de cuadro.
Si observamos atentamente, la figura 1 resalta que existen dos áreas idénticas de sensibilidad o intensidad máxima, formando lo que denomina figura ocho. Esta figura en 8, con dos campos de sensibilidad iguales, puede traer un problema en la recepción, pues si a efectos direccionales, asociamos la antena de cuadro a un círculo calibrado en grados, habrá una ambigüedad o error de 180º cuando giremos la antena para recibir la señal con mayor intensidad.
Para evitar esto, es decir, el error o ambigüedad de 180 grados se puede usar una antena de sentido. Se trata de una antena vertical, que recibe la señal de la misma estación, pero de tal modo que queda desfasada con uno de los diagramas polares de la antena de cuadro y la señal resultante es la indicada en la figura 2.
Hay un área de sensibilidad nula y un área de sensibilidad máxima. Esto da como resultado un diagrama polar, no más de figura 8, sino de un cardiode, con una sola zona nítida de señal máxima. De este modo se elimina y ambigua de los 180º.
Pero las cosas no son tan simples. En las figuras 1 y 2 damos el ejemplo de una antena de cuadro que tiene lados verticales y horizontales. Esto hace que reciba el componente horizontal y vertical de la onda, que en ciertas ocasiones puede perturbar grandemente la obtención de un punto de señal máximo (o mínimo).
Para evitar esto si blinda la antena. Este blindaje consiste en un revestimiento de cobre, hecho de tal modo que no "cortocircuite" el devanado de la antena, es decir, se interrumpe, dejando un espacio de unos milímetros entre el comienzo y el final del blindaje que envuelve las espiras de la antena antena de cuadro.
De este modo el blindaje mejora grandemente el funcionamiento de la antena.
El blindaje se conecta a la tierra y los extremos de la antena de cuadro van unidos a la entrada de antena balanceada del receptor. (figura 3)
Si la antena de cuadro se conecta a un disco calibrado (transferidor) como se muestra en la figura 4, será posible determinar la dirección de "llegada" de las señales de las emisoras de radio.
Normalmente la antena de cuadro tiene uno de sus lóbulos de sensibilidad máxima, orientando, junto con la esfera graduada, para que coincida con el norte o el 0º. El otro lóbulo quedará naturalmente orientado a 180º. Los lóbulos de mínimo quedarán a 90º y 270º.
En la figura 5 tenemos un ejemplo de una antena de cuadro, con núcleo de ferrita.
El aspecto físico no es absolutamente de una antena de cuadro clásica, pero el funcionamiento es idéntico. En la posición indicada, donde la barra de ferrita está paralela a la antena de la estación (STN) o en el plano perpendicular de la propagación de las ondas, la señal recibida será el máximo.
Sin embargo, para obtener la dirección de una estación, se opera de otro modo.
Mientras que para recibir la señal de una estación deseada, para escuchar, se utiliza el lóbulo o diagrama polar de mayor intensidad, para determinar la dirección se usa el mínimo, o área de menor señal, pues es mucho más fácil, más definido, determinar una área de mínima señal que de máximo, salvo cuando se posee, asociado en el receptor, una indicación de intensidad de señales. En la figura 5 tenemos la disposición de mínimo, cuando la dirección de la antena de cuadro está en un plano que queda a 90º de la dirección de propagación de las ondas.
Si el transferidor, solidario con la antena de cuadro, con el cero orientado hacia el norte, es fácil determinar la dirección de las señales recibidas. Si existe antena de cuadro asociada a la antena de sentido, el diagrama polar tipo cardiode elimina la ambigüedad de 180º.
Si, tal no es necesario proceder a una triangulación, es decir, dos estaciones radiogoniométricas, conectadas por radio o teléfono, obtiene un "fijo" o lectura de la posición, en grados de la señal emitida y trazan dos rectas, en los ángulos indicados por sus mostradores calibrados.
En el punto de intersección está situada la estación. Es posible también, con un solo receptor obtener la configuración si la estación recibida está en la marcación correcta o con error de 180º. Para ello después de la primera medida, se mueve el receptor, dotado de antena de cuadro, en una dirección, recta, hacia adelante.
Después de 500 metros o 1 km, se vuelve a efectuar una nueva lectura. Si la marcación crece es porque la estación está frente y se decrece es porque está detrás.
Veamos un ejemplo. Se supone que se determinó en el primer marcado que la estación estaría a 30 o 210. Caminando en la dirección 0º, si la estación estuviera frente (30º) la tendencia sería de la lectura ir aumentando a 35º, 40º, etc. Si estuviera detrás, ella disminuir de 210º a 205º, 200º, etc.