La caza del zorro es una práctica muy extendida en la radioafición mundial, por lo general llevada a cabo en la banda de 2 metros como también por los entusiastas de los 11 metros, y consiste en una estación fija que transmite con una antena omnidireccional una señal de radio automatizada con transmisiones esporádicas en una frecuencia definida con anterioridad con la intención que los participantes den con su ubicación física.
Una de las actividades como Radio Club que hemos instaurado en este último tiempo es la Caza del Zorro, la cual consiste en una competición que requiere salida a terreno por parte de los participantes y de los organizadores, mientras estos últimos se encuentran en “algún” lugar transmitiendo una señal de radio en una frecuencia establecida de antemano, mientras que los participantes deben llegar a ella utilizando todas las técnicas disponibles de radiolocalización, dando lo mejor de sus destrezas en materia de construcción de antenas, su habilidad auditiva, sacando sus equipos portátiles preferidos y en ocasiones pone a prueba el estado físico cuando las condiciones del terreno lo exigen. Debido a las altas exigencias energéticas, por lo general se les espera en la meta con algún agasajo para rehidratarse y recuperar calorías perdidas.
¿En qué consiste la Caza del Zorro?
La caza del zorro es una práctica muy extendida en la radioafición mundial, por lo general llevada a cabo en la banda de 2 metros como también por los entusiastas de los 11 metros, y consiste en una estación fija que transmite con una antena omnidireccional una señal de radio automatizada con transmisiones esporádicas en una frecuencia definida con anterioridad con la intención que los participantes den con su ubicación física.
La transmisión puede emitir tonos musicales como “relleno” y se acompaña de la identificación telegráfica de la estación así como la ley de telecomunicaciones exige al tratarse de una baliza. Dependiendo del grado de dificultad algunas estaciones transmiten en todo momento y en otras la transmisión dura más de un minuto y se encontrará espaciada con un intervalo de dos minutos o más, lo que claramente trae consigo mayor tiempo en encontrar el sitio de transmisión.
Por otra parte, aquellos que participan de la actividad deben usar su equipo móvil o portátil para poder dar con el origen de la señal, cuya posición es totalmente desconocida ya que los organizadores se han concertado para mantener en absoluto secreto la ubicación de las transmisiones.
A estas alturas de la lectura ya se puede intuir que una manera de determinar la posición de una transmisión, es conocer la intensidad de señal a medida que nos acercamos o nos alejamos de la fuente de transmisión. Este método es muy efectivo siempre y cuando podamos controlar la ganancia de recepción y si contamos la ayuda de por lo menos dos colegas más. A este proceso se le llama triangulación.
Sin embargo no es precisamente la triangulación la manera de efectuar la caza del zorro, ya que es ineficiente, toma mayor tiempo y recursos.
Por ello es que entonces debemos acudir a antenas que cumplan con: direccionalidad, facilidad de transporte, tamaño adecuado y de poco peso.
Antena Yagi-Uda
Las famosas antenas Yagi-Uda (simplemente Yagi), es el ejemplo clásico si buscamos direccionalidad.
Figura 1: Yagi de 6 elementos polarización vertical. Elaboración propia.
Una antena Yagi de 6 elementos como en la Figura 1, puede darnos una ganancia de 11dBi en el lóbulo frontal (línea verde), al mismo tiempo que al atenuar las señales que vienen detrás de ella nos ofrece direccionalidad y podemos dar con el rumbo de la fuente de transmisión. La flecha azul indica la dirección de la transmisión y de forma inversa, la dirección de la recepción. Más claro; visualmente se puede entender que donde apunta la antena será el lugar donde deseamos enfocar nuestra transmisión y recepción.
Dependiendo de la distancia en que nos encontremos con la fuente de una señal, el lóbulo frontal nos da un gran margen de error de la ubicación, por lo que es recomendable intentar apuntar al sector donde hay mayor intensidad de recepción, para luego girar la antena hasta que los lóbulos laterales (en rojo), puedan captar algo de señal. Al ser más afilado el lóbulo lateral, nos da de una manera más precisa la dirección guiándonos por el S-meter no con la máxima señal sino que con la mínima.
Mientras más elementos directores tenga una Yagi se incrementará también la ganancia, asimismo se logra que el lóbulo se haga más estrecho hacia adelante. El detalle práctico es que con 6 elementos el boom mide 2 metros y como tal será incomodo de transportar y manipular, por lo que podemos imaginar lo que mediría y pesaría con 10 elementos o más.
Entonces no seamos tan ambiciosos y conformémonos con una Yagi de 3 elementos, la cual es muy fácil de realizar con tubos de PVC como boom y los restos de las huinchas de medir metálicas para crear el dipolo, el reflector y el elemento director. Existe bastante información en internet acerca de este tipo de construcción de antenas, por lo que dejaré un link a continuación:
https://www.askix.com/la-antena-cinta-metrica.html
Figura 2: Antena Yagi de 3 elementos vista en polarización horizontal. Elaboración propia.
Podemos observar en la Figura 2 que el lóbulo frontal no es tan pronunciado como en el caso anterior debido a la diferencia de directores, pero sigue siendo lo suficientemente direccional para nuestros requerimientos.
Se debe tener en cuenta que la transmisión se realiza con una antena omnidireccional y como tal se encuentra en posición vertical por lo que las antenas direccionales como la Yagi deben también estar en dicha posición.
Antena Loop
Las antenas loop son famosas especialmente en el ámbito de la recepción, ya que suelen traer un pequeño circuito preamplificador RF de señales débiles y de igual manera pueden ser utilizadas para transmisión.
En esta oportunidad, mencionaré las antenas loop para VHF donde podremos encontrar muchos diseños en internet de acuerdo a los materiales que estemos dispuestos a utilizar.
Figura 3: Vista superior de patrón de radiación antena loop. Elaboración propia.
En la Figura 3 se aprecia que el lóbulo es bidireccional al igual que una dipolo, por lo que presenta la misma ganancia hacia el frente y hacia atrás con una atenuación en los costados. La ganancia no supera los 3dBi, lo que no es tan importante la ganancia sino su tamaño, peso y facilidad de uso y que incluso no es necesario utilizar cable coaxial sino que bastaría adosar la antena a un conector sma o bnc (dependiendo del portátil), reemplazando la antena de látigo por la loop.
La antena loop nos señalará la posición de la señal recibida en el centro de la misma, pero a diferencia de la Yagi, nos indica tanto adelante como atrás el origen de la recepción.
El diseño de esta antena tiene variantes, pero la configuración más común es la de dos círculos de cobre con diferencias de diámetro y en su parte superior un capacitor variable de pequeño valor (entre 2 a 20pf como mucho) de alta tensión si queremos transmitir.
ATENCIÓN: Al usar esta loop con equipo portátil, se debe programar a la mínima potencia (igual o menor a 1 Watts), o simplemente si es posible bloquear la posibilidad de transmisión mejor aún. El voltaje en el punto del capacitor puede ser de varios cientos de voltios con el riesgo de partirse en pedazos y que alguna esquirla podría dañarnos o a quienes nos acompañan. No está claro las tensiones que pueden existir en ese punto, he tratado de buscar información sobre ello y me ha sido inútil, pero frente a la duda dejemos en 1 Watts o menos la potencia de transmisión y un capacitor variable de unos 100 a 250 voltios de aislación, en caso que por accidente presionemos el PTT.
Figura 4: Construcción de antena loop para VHF portátil. Fuente: https://n9.cl/aloop
En la Figura 4 se aprecia las dimensiones de una antena loop para VHF fabricada por ON6MU y se indica además unas de las cualidades de la antena loop y es su pequeño ancho de banda, por lo que requiere del capacitor para sintonizarla. Por consiguiente lo ideal es calibrarla a la frecuencia antes de salir de caza al campo abierto. Esto se logra con dispositivos más vanzados como analizadores de antena (lo ideal) o usando un portátil a baja potencia como transmisor a la frecuencia requerida y ajustar el condensador variable a la máxima ganancia de recepción.
El Buscador Direccional Doble Patito
En inglés se le conoce con el nombre de Double-Ducky Direction Finder (en Chile ese tipo de antenas de equipos portátiles se les conoce como cola de chancho), y consta de la utilización de dos antenas omnidireccionales que sean lo más idénticamente posible y de un circuito oscilador de baja frecuencia, entre los 400Hz a 1KHz el cual a través de diodos de silicio, conmutaran de manera alternada a ambas antenas antes de entrar al receptor.
ATENCIÓN: Esta antena al contener circuito no diseñado para transmisión sino para recepción, se deberá tener la precaución de disminuir la potencia al mínimo del equipo portátil en caso de accionamiento accidental.
Se logran muy buenos resultados al espaciar las antenas alrededor de ¼ de onda montadas en un boom y su principio de funcionamiento se basa al observar el dibujo:
Figura 5: Detalle del boom y las antenas del Buscador Direccional Doble Patito. Elaboración propia.
En la Figura 5(a) se observa que las antenas se encuentran perpendicularmente a la misma distancia de la fuente de la señal, por lo que el tiempo en llegar la onda a ambas antenas es el mismo y siendo así entonces la señal llega en la misma fase a la radio. En esta situación no oiríamos el sonido generado por el circuito oscilador, ya que al encontrarse en fase da lo mismo cuál de las antenas esté recibiendo.
En cambio en el dibujo 5(b) al girar el boom de manera que apunte a la fuente de origen, la Antena 1 estará más cercana a ella que la Antena 2 y como ambas están espaciadas, hay una diferencia de fase muy pequeña pero lo suficiente para hacer audible la frecuencia de audio del oscilador de baja frecuencia que realiza la conmutación de las antenas.
En resumen, se escuchará un pitido cuando el boom apunte a la dirección de la señal de origen. Sin embargo, se debe tener presente que al igual que la antena loop no puede discriminar las señales que vienen de adelante o de atrás, ya que si la Antena 2 recibe una señal desfasada en relación a la Antena 1, el boom apuntará de igual manera si la Antena 1 recibe antes que la Antena 2.
Entonces, ¿cuál es la ventaja de la Double-Ducky Direction Finder en relación con la loop si no pueden diferenciar entre adelante/atrás mientras que la Yagi si nos ofrece mayor rechazo a las señales posteriores a la antena?.
Llegado a este punto resulta muy legítimo preguntarse cuál es la mejor elección, pero de acuerdo a lo que deseemos usar en el campo de acción y más allá de lo cómodo e incómodo que resulte andar con una mochila a cuestas y con una mano cargando una antena pesada o liviana, realmente todo dependerá del tipo de portátil que tengamos. Los equipos de recepción FM son inmunes a la variación de amplitud (AM) de una señal y es justamente la variación de amplitud lo que le da a nuestros oídos la mejor percepción si nos alejamos o acercamos a la fuente de transmisión debido al fading.
Siendo así, la loop y la Yagi nos ayudan enormemente a dar con la ubicación del zorro si nuestro portátil posee S-meter, ya que en FM debemos guiarnos por el desplazamiento de la señal de recepción en el indicador visual y no por nuestro oído.
Lamentablemente los equipos portátiles económicos así como los canalizados, carecen de S-meter. Fuente imagen: https://n9.cl/baofeng
Por ese motivo es que el Buscador Direccional Doble Patito nos otorga auditivamente en cualquier equipo sin S-meter, la direccionalidad del origen de la transmisión.
Se muestra a continuación en la Figura 6 el esquema electrónico del circuito diseñado por David Gaiser, WA2ANU el cual fue publicado en la revista QST en Julio de 1981. El circuito requiere de alimentación con una batería de 9 voltios, para garantizar el funcionamiento del oscilador y la correcta conmutación de los diodos.
Figura 6: Diagrama esquemático diseñado por David Gaiser, WA2ANU el cual fue publicado en la revista QST en Julio de 1981. Fuente: https://n9.cl/chap14
Dato importante
En toda búsqueda de la ubicación de una señal radial podemos ser víctimas de las propiedades de las ondas (reflexión, refracción,difracción, absorción, etcétera), y como tal podemos creer que estamos llegando al lugar de la transmisión y de pronto la perdemos… En cambio si giramos la antena en otra dirección y vuelve a aparecer la señal, entonces ésta se reflejó en algún muro, cerro o construcción y tendremos obviamente que cambiar nuestro curso.
Conclusión
No importa si tenemos un portátil económico o de alta gama, tenemos 3 alternativas para entretenernos en la caza siendo la clave la antena más que el propio equipo.
En una próxima entrega: diseño de una loop para VHF y la implementación del buscador direccional doble patito.
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