Antenas magnéticas

J.Luis
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Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 19 May 2015 04:10

Magnetische Antennen
Käferlein (D.E.P)
Härtling

Traducción y comentarios J.Luis.
http_radiofrecuencias_es

Las antenas magnéticas son casi tan viejas como la radiotecnia misma.Las
antenas magnéticas son conocidas por poder usarlas en el interior de una casa,
un sótano o una bunker militar de hormigón armado.

Las antenas magnéticas son sumamente selectivas en las bandas de frecuencia baja.
Su escasa ganancia de recepción es compensada por su alta relación señal ruido
S+N/N.Como bien sabemos lo importante a la hora de recibir una señal no es su nivel
sino su inteligibilidad.

Estas antenas son muy apreciadas por los servicios de inteligencia, tanto propios
como ajenos.
Quedan claros los beneficios para uso táctico que ofrecen estas antenas,portabilidad
discreción...,también resultan de gran interés para los HAM que no pueden
instalar antenas de campo eléctrico*.

*NT.Una antena de campo eléctrico debe cumplir con el principio de 1/2 onda eléctrica
para funcionar,caso del dipolo por todos conocido o 1/4 de onda y tierra para un monopolo.

Las antenas magnéticas funcionan solo con la componente magnética del campo electromagnético,
las otras ,las más comunes lo hacen con la componente eléctrica del campo electromagnético.

Una antena magnética se denomina así por trabajar con la componente magnética del campo y no
por llevar imanes o algo parecido.

Solo existe un campo magnético muy fuerte en el entorno muy próximo de una antena radiante (campo cercano),
si nos separamos 4 longitudes de onda de la antena transmisora estaremos en lo que se denomina campo lejano y
la componente eléctrica será muy fuerte.


Las lineas de fuerza del campo magnético atraviesan perpendicularmente la superficie
del Loop.
Los mejores resultados se obtienen con envergaduras del Loop comprendidas entre Longitud de onda/4
hasta longitud de onda /32**.

**NT.Longitud de onda =C/F>>>>> C= velocidad de la luz>>>>>F=frecuencia
300/27=11,11 metros,por tanto un aro para C.B medirá como máximo 2.77 metros de
longitud de circunferencia y diámetro de 2.77/pi=88 cm, hasta un mínimo de longitud
de onda/32>>>>11.11m/32=34.7 cm será la longitud de la circunferencia y el diámetro será 34.7/pi=11 cm.

La frecuencia de trabajo de una Loop magnética podrá sintonizarse con un condensador variable en el rango
de 2 octavas y media.La eficiencia de la antena descenderá en las frecuencias bajas.

Las antenas magnéticas son las únicas antenas,cuya selectividad puede sintonizarse en un
ancho de banda muy amplio mayor de una octava de frecuencia y una ROE tan pequeña como
1:1 ,si la construcción tanto eléctrica como mecánica son las adecuadas.

La impedancia de radiación de una antena magnética estará comprendida entre 0.15 hasta
2.3300 mOhm.
La antena magnética es sumamente selectiva por tanto reducirá considerablemente la intermodulación
cruzada y atenuará hasta -35 dB las componentes armónicas.

Las antenas magnéticas deberán construirse pensando en los efectos perniciosos de la climatología y del entorno ,
la oxidación del material del que construyamos nuestro Loop aumentará dramáticamente la resistencia ohmica
de la antena y su eficiencia disminuirá exponencialmente debido a su baja impedancia de radiación.

Un tubo de cobre bien limpio,de 32 mm de diámetro y enfundado en un polímero no se oxidará superficialmente,
por tanto presentará una resistencia ohmica muy baja y la eficiencia de la antena no se verá comprometida.


NT.Nosotros no estamos interesados en antenas para transmitir,nosotros somos principalmente escuchadores,pero
si queremos una Loop magnética para recepción,deberimos construirla con la calidad que construiríamos dicha Loop
para emitir con 100 W .



El rotor del condensador variable debería ir montado sobre un rodamiento y las
conexiones con el aro serán de grosor suficiente para minimizar perdidas.

La construcción y fijación del aro serán cuidadosas para no desestabilizar el funcionamiento de la Loop y esto lo dicen
los artesanos que han creado las antenas "AMA",pues son ellos los autores de este documento.


NT.He visto por Internet multitud de fotos de antenas magnéticas de construcción casera
y en la mayoría de los casos en vez de antenas parecen gaitas.

PD.El documento es largo por tanto irá dividido en varios posts

Bibliogarfia.
Magnetische antennen Käferlein und Härtling
Introduction to Antenna Analysis Using EM Simulators Dr.Hiroaki Kogure & Dr.James C. Rautio

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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por Rapidbit » 19 May 2015 16:06

Estupendo documento, a la espera de siguientes capítulos.
Saludos maestro.
EA4GPX, EA4022SWL, AMSAT-EA 423.

J.Luis
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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 20 May 2015 01:19

No Rapid de antenas sé "lo justo pa pasar el día" y de magnéticas npi,es más siempre miré estas antenas
un poco de medio lao ,como si fueran telares carentes de utilidad practica.Para mi una antena de verdad era un
mastodonte logarítmico hecho con cables gordos y tensores de no te menees,pero eso es agua pasada..(abuelo
Cebolleta mode off)


Nunca he trabajao con magnéticas, prácticamente nada sé de ellas,ahora estoy intentando documentarme un poco
en el tema , veremos hasta donde llego

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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por Rapidbit » 20 May 2015 16:17

De todas formas es de agradecer tu esfuerzo e interés, siempres nos tienes bien informados, lástima no poder "seguirte" más de cerca en conocimientos.
Saludos.
EA4GPX, EA4022SWL, AMSAT-EA 423.

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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 20 May 2015 18:08

.............


PROS DE LAS ANTENAS MAGNÉTICAS

1. Las antenas magnéticas no precisan de radiales u otros ajustes

2. Tamaño pequeño y buen nivel de eficiencia

3. Sintonia perfecta en la banda de frecuencias deseada

4. Precisión de sintonia mediante desmultiplicacíon

5. Optima relación VSWR

6. No necesitan acopladores de antena

7. Apropiadas para todo tipo de trasceptores

8. Muy bajas perdidas en el paso final de emisor debido a su acoplamiento optimo

9. Adecuadas incluso para Dx.....

10.La antena magnética es una instalación de pequeño tamaño ,más pequeña que un
dipolo lambda/2 y en la practica sufre perdida de -0.4 dB en relación a un dipolo
Lambda/2 ideal


11.Debido a su pequeño tamaño es relativamente sencillo orientarlas para atenuar estaciones interferentes.



12. Debido al tamaño de su linea de alimentación presentan un nivel muy bajo de perdidas
de transformación

13.La proximidad al suelo no representa perdidas considerables en relación a otra instalada a mayor altura

14. La componente magnética del campo electromagnético penetra en el interior de edificaciones más profundamente que la componente eléctrica del campo electromagnético,puede incluso entrar en sótanos cerrados.


15. Allá donde exista mucho hierro,muchas lineas eléctricas,la antena magnética tendrá mucho mejor
comportamiento que su contrapartida ,la antena eléctrica.

16. Debido a sus excelentes características es esta antena sumamente selectiva y permite una buena preselecíon de 30 dB o mejor para atacar los primeros pasos del receptor ,de esta manera reduce la posibilidad de modulación cruzada,por tanto permite una recepción clara ,incluso en la noche
y en la banda de 40 m

17. En caso de usarla para emisión...bla,bla,bla.. Esto a nosotros no nos interesa,semos escuchadores

18. La estación de escucha en muchas ocasiones se encuentra próxima a aparatos TV,los sincronismos de TV caen justo en la frecuencia de 15 KHz y los armónicos de esta frecuencia interfieren notablemente la recepción de la onda corta.En la proximidad del campo interferente de un aparato
TV la señal es radiada a través de los conductores eléctricos de alimentación del propio aparato y del resto de la casa.Ciertamente la antena magnética esta ubicada dentro de ese campo interferente,pero al funcionar sobre la componente magnética del campo casi no estará afectada por dicha interferencia .


19. La antenas magnéticas son sistemas simétricos (balanceados),por tanto no necesitaran toma a tierra

20. Una antena magnética puede ponerse a tierra directamente para protegerla de rayos y sobretensiones

*NT.Yo no quito ni pongo rey ,solo advierto que los autores de este documento fabrican este tipo de antenas (excepto el Señor Käferlein D.E.P)
y digo yo :" No hablarás mal de la burra si quieres venderla".

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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por Rapidbit » 20 May 2015 18:50

Y que razón tienes.....
EA4GPX, EA4022SWL, AMSAT-EA 423.

J.Luis
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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 21 May 2015 22:55

..........
....Por fin entramos en harina..


El condensador de sintonia de la antena magnética AMA por Käferlein

El condensador de sintonia es el corazón de una antena magnética,estos condensadores siguen
normas especificas para destinarse a este uso.Es por ello que los fabrico en mi empresa
en Darmstadt y los construyo con un corte especial de las placas para que la antena AMA pueda
sintonizarse en un margen de frecuencias mayor de dos octavas (ej.80m-15 m)

El condensador de sintonia de la AMA está construido todo el del mismo tipo de material (aluminio),
tanto rotor como stator y conexión con el Loop,de esta forma se evitan perdidas debidas al contacto
entre diferentes materiales.Las placas del condensador son terminadas a mano para eliminar rebabas y
afilamiento de los bordes.

Debido la afilamiento de las placas aparece el efecto "inyección" por el cual el condensador es menos
resistente al salto de arcos eléctricos entre placas,por tanto la antena magnética soportaría menos potencia.Debido al uso de bastidores para las placas con separación de 8 mm y espesor de 1.2 mm de la placa,así como 16 mm de separación entre las placas del stator hace que el condensador sea muy estable y presenta muy poca resistencia a la tracción.El eje de condensador va montado sobre rodamientos para así obtener una sintonia precisa......prevenir arcos voltaicos ..etc,etc.....traccion del eje del
condensador con un motor de corriente continua ....bla,bla ,bla.

Una antena magnetica montada verticalmente tendrá un diagrama de radiación similar a un 8 en el plano
horizontal.
El diagrama de radiación vertical presenta forma circular alrededor de la propia antena,por tanto esta
antena es útil tanto para comunicaciones cercanas como lejanas .En el segundo caso presentara polarización vertical.*



Si montamos esta antena horizontalmente presentara un diagrama de radiación circular en el plano
horizontal .El angulo de radiación en el plano vertical estará condicionado por la distancia "h"
con relación al suelo, en este caso será mu dependiente del efecto suelo y para eliminar
este efecto la antena debería montarse mínimo a una distancia igual o superior longitud de onda/2
distanciada del suelo.......

*NT.*Esto parece un poco lioso ,aclaremos estos "concetos" con un experimento casero muy sencillo
No tiene los permisos requeridos para ver los archivos adjuntos a este mensaje.

J.Luis
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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 21 May 2015 23:34

Hacemos un paréntesis para contar un chiste muy malo y proponer un experimento casero muy sencillo.

Una antena magnética es una bobina sintonizada con un condensador variable para llevar este circuito a resonancia,así
hablarían los puristas y llamarían a este circuito :"L.C paralelo",pero nosotros no semos asin

Nuestra antena magnética es una bobina que solo tiene una vuelta ,pero una vuelta muy grande y con diámetro
superior a 90 cm.
Nosotros montaremos este tipo de antenas siempre en el plano vertical,si las montamos horizontalmente, para funcionar
bien tendrán que estar separadas del suelo una distancia superior a 1/2 longitud de onda y "miruste" 1/2 longitud
de onda en 3 MHz son 50 m .....

Una antena magnética montada verticalmente verá de perfil como un egipcio ,pero a diferencia del egipcio ,no solo
verá "palante" también verá por la nuca y no verá por la panza ni por el culo..

Experimento con el "transitor" del abuelo

Pillamos el "transitor" con el que el abuelo escucha el "furgol",ponemos el transitor en onda media ,buscamos una
emisora de onda media de la que sepamos ubicación y que no llega mu fuerte,aluego colocamos el transitor
horizontalmente y buscamos la señal máxima,este máximo de señal se producirá cuando el transitor quede justo
frente a la antena emisora.Ahora giramos nuestra posición 180 grados y volveremos a encontrar un máximo de
señal,si ,estamos de culo a la antena ,pero la señal nos está entrando por el otro lado de la bobina....

Moviendo el transitor unos grados a derecha o izquierda de la dirección en la que se encuentra la antena transmisora,
veremos bajadas de señal ,usease que nuestro "parato" discrimina emisoras procedente de otras direcciones

El paso siguiente es mover el parato 90 grados ,lo colocamos verticalmente ,pero lo mantenemos enfocado en la misma
dirección anterior ..En este caso observamos una bajada considerable de la señal.Felicidades habéis descubierto el suelo
y para evitar este efecto deberíais subiros en un globo a una altura de 1/2 longitud de onda (usease 150 m para una emisora
que trabaje en 1 MHz).

El radiotrasistor ,para onda media lleva dentro una antena magnética hecha con unas cuantas vueltas de alambre de cobre sobre
un núcleo de ferrita y dicha bobina esta construida verticalmente con respecto al transistor cuando lo tenéis tumbado en la mano
Última edición por J.Luis el 27 May 2015 17:04, editado 1 vez en total.

J.Luis
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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 22 May 2015 00:47

Y si el abuelo os tunde el lomo con la garrota por apropiaros de su transistor,por favor venid y contadlo en el foro

Gracias de antemano

J.Luis
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Re: Antenas magnéticas

Mensaje por J.Luis » 27 May 2015 17:00

.......Una mirada a la ganancia en antenas de onda corta.

Esto no parece evidente para los fabricantes de antenas.Los
fabricantes dan la ganancia de una antena en dB ,pero esto poco
o nada dice acerca de la ganancia de dicha antena ,dado que esa
ganancia no especifica con respecto a que.

Que es un dB?
Un dB es una comparativa entre 2 magnitudes ,pongamos potencia 1 y
potencia 2 .

Ej. P1=100 W P2 =50 W

La relación de ganancia en dB entre ambas potencias será

g(dB)=10log*P1/P2=10log*100W/50W=3 dB

Como vemos una potencia con magnitud doble equivale a una ganancia de 3 dB y
3 dB de ganancia en P1 es con referencia a P2.

Decir que una antena tiene 10 dB de ganancia no es decir nada ..10 dB con respecto a que?

Un zapato ,una lata de fabada litoral???


En el dominio de lo anda corta la ganancia de una antena se establece con relación a un radiador isotropico
o con relación a un dipolo Lambda /2.

Radiador isotropico.
Radiador vertical con diagrama de radiación esférica omnidireccional y ganancia (gi=0 dB absoluto)

Dipolo 1/2 onda

Radiador perfecto con diagrama de radiación de forma senoide y ganancia de 2.15 dB por
encima del radiador isotropico ,por tanto la ganancia del dipolo perfecto será:

Gd=gi+2.15 dB.
Esto quiere decir que la ganancia del dipolo está referida a la ganancia del radiador isotropico perfecto

Veamos unos ejemplos

1._La antena "A" tiene una ganancia de 10 dB .esto no significa nada en absoluto

2._La antena "X" tiene una ganancia de 5,15 dBi ,esto significa que la antena "X" es 5,15 dB mejor que
un radiador isotropico (dBi "I" de isotropico).

3._La antena "Y" tiene una ganancia de 3 dBd ,esto quiere decir que la antena"Y" es 3 dB mejor que un
dipolo perfecto de 1/2 onda

Las 2 antenas "X" e "Y" son iguales ,es decir tiene la misma ganancia

Si hablamos de forma seria acerca de ganacias de antenas lo haremos referenciando sus ganancias con
respecto a un dipolo de 1/2 onda (dBd) o con respecto a un radiador isotropico (dBi) y por tanto
podremos establecer comparaciones entre 2 antenas y determinar cual de las dos es mejor.

NT.Si los fabricantes de antenas dicen la verdad con respecto a las ganancias de sus antenas,lo harán en
las mejores condiciones de entorno despejado y altura optima para cada tipo de antena ,ademas la ganancia de
dichas antenas será referida al radiador isotropico y no al dipolo para que de esta manera la antena parezca tener
más ganancia.
Nosotros a menos que se especifique lo contrario tomaremos los dB que dicen los fabricante como dBi y no dBd

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