Incluso con pequeños transmisores con potencias muy bajas, es posible enviar señales de radios a distancias muy grandes. Simplemente utilice cables apropiados, acoplamientos correctos y antenas cuidadosamente elegidas e instaladas para obtener rendimientos sorprendentes. Vea cómo hacerlo en este artículo.
Al contrario de lo que muchos puedan pensar, el alcance de un transmisor no depende sólo de su potencia.
Transfiriendo toda la señal de un pequeño transmisor al espacio, y usando antenas de alto rendimiento es posible alcanzar distancias muy grandes, por supuesto, también dependiendo de la sensibilidad del receptor.
Para que el lector tenga una idea existe un club de radioaficionados en los Estados cuya finalidad es obtener comunicaciones a distancias muy grandes con transmisor que en algunos casos tienen potencias de apenas 1 mW.
Los informes indican que algunos radioaficionados, con esa potencia, que es menor que la de nuestros micro transmisores, han logrado comunicaciones de Estados Unidos con Europa, lo que significa más de 5 000 km!
Es claro que no proponemos que nuestros lectores lleguen a tanto, pero vamos a considerar algunas condiciones técnicas que pueden aumentar bien el alcance de su pequeño transmisor experimental.
¿Cómo obtener mayor alcance de un pequeño transmisor experimental de FM como el mostrado en la figura 1?
Normalmente, en este tipo de transmisor conectamos la antena al colector del transistor, donde la señal tiene mayor intensidad.
La antena, normalmente consiste en un pedazo de hilo rígido de 10 a 80 cm de longitud.
Sin embargo, una antena de este tipo tiene una impedancia que depende de su tamaño en relación con la longitud de onda de la señal que debe transmitirse.
Al conectar la antena al colector, normalmente tenemos un descenso de impedancia, que hace que la antena "cargue" el circuito por tener impedancia más baja.
El resultado inicial es la pérdida de rendimiento, pues parte de las señales es reflejada de vuelta al circuito, no siendo transmitida, como muestra la figura 2.
El segundo problema es la inestabilidad, ya que cualquier objeto que se aproxime a la antena o su movimiento más brusca refleja en el funcionamiento del oscilador que cambia de frecuencia, huyendo así la sintonía del circuito.
Para el caso de pequeñas antenas verticales, como las usadas en pequeños transmisores, podemos resolver este problema y aumentar el alcance de dos formas.
La primera consiste en conectar la antena en una derivación de la bobina, como muestra la figura 3.
Con este procedimiento, la señal se transfiere a la antena en un punto de impedancia más baja, obteniéndose así mejor matrimonio de impedancias y mayor transferencia de señales.
La bobina con la derivación, funciona como un auto-transformador, haciendo la boda de impedancias del circuito con antena.
Experimentalmente, podemos obtener la derivación ideal que casa las impedancias, pero para proyectos elaborados, ella puede ser calculada a través de fórmulas.
Para pequeños transmisores de FM con 4 espiras, la derivación está entre la primera y la segunda espira desde el lado de la alimentación.
La segunda posibilidad, mostrada en la figura 4, consiste en hacer el acoplamiento por transformador, con una bobina secundaria con menor número de espiras.
Esta bobina enlazada o sobre la bobina osciladora, en el caso de un pequeño transmisor de FM tiene 1 o 2 espiras del mismo hilo.
Para un transmisor fijo, una manera de obtener mayor alcance es con la utilización de una antena externa.
Para la transferencia de la señal del transmisor a la antena con un mínimo de pérdidas se debe utilizar un cable apropiado, como se muestra en la figura 5.
Este cable debe tener una impedancia que se case con la salida del transmisor y también con la antena.
El tipo más común de cable es el de 75 ohmios, coaxial que se utiliza en radiotransmisión.
Sin embargo, este cable, por su baja impedancia no debe ser conectado directamente al colector del transistor como en la figura 5, sino en una derivación que depende justamente de la impedancia del circuito, como se muestra en la figura 6.
De la misma forma que en el caso de las antenas, también podemos hacer el acoplamiento a través de una segunda bobina con un condensador que permite ajustar las características del circuito, conforme muestra la figura 7.
El trimmer, que en el caso de un pequeño transmisor de FM puede tener de 15 a 45 pF de capacitancia máxima, debe ser ajustado para máximo rendimiento del circuito.
Llegamos finalmente a la antena propiamente dicha que puede asumir diversas formas y dimensiones.
Para un transmisor portátil, el tipo más común de antena es la telescópica o un pedazo de hilo rígido vertical, como se muestra en la figura 8.
Si tenemos una lámpara común, vemos que irradia luz en todas las direcciones.
Sin embargo, si la instalamos en un reflector, concentra su luz en una dirección iluminando mucho más en ella.
Es lo que ocurre con las linternas.
Podemos hacer lo mismo con una antena, usando reflectores, y así concentrando más la energía del transmisor en cierta dirección y más que eso, como en el caso de una lente delante de una lámpara, también podemos tener elementos directores que concentran la energía.
Tenemos entonces varios tipos de antenas que poseen la capacidad de concentrar la energía en determinadas direcciones, siendo por ese motivo, denominadas direccionales.
Concentrando la señal del transmisor en una dirección, su alcance será mayor.
Así, para nuestra antena más simple, las señales se propagan en la dirección perpendicular al vástago.
Por este motivo, para mayor rendimiento ella debe ser mantenida en posición vertical en relación al transmisor, conforme muestra la figura 9.
Un tipo externo de antena con las mismas características es la denominada "plan tierra" muy usada por radioaficionados y pequeñas estaciones de FM, que se muestra en la figura 10.
La varilla vertical (aislada de las demás) es el elemento irradiador, mientras que las varillas horizontales representan el plano de tierra.
Las longitudes indicadas se dan en función de la longitud de onda de la señal que debe transmitirse.
El cable de conexión a esta antena debe ser de 75 ohmios y alrededor del vástago vertical las señales se irradian en todas las direcciones.
En la figura 11 tenemos otro tipo de antena que es el dipolo de media onda.
Esta antena irradia las señales con más intensidad en un plano perpendicular a las varillas.
Vea en nuestra sección de matemáticas cómo calcular las dimensiones de los elementos de esta antena.
La intensidad de las señales irradiadas por un sistema puede ser verificada por un instrumento denominado "medidor de intensidad de campo", cuya configuración más simple es la mostrada en la figura 12.
En nuestro sitio tenemos muchos proyectos de instrumentos de este tipo, principalmente en el Banco de Circuitos.
Amplificadores
Un modo de aumentar la intensidad de una señal a transmitir es el uso de amplificadores lineales.
Los radioaficionados llaman popularmente este tipo de equipo de "botina".
En la figura 13 tenemos un amplificador lineal que a partir de algunas decenas de miliwatts de un pequeño transmisor obtiene una potencia mayor para la antena.
Normalmente en este circuito, la bobina L2 es similar a la usada en el transmisor, así como el trimmer.
Una fuente de alimentación para este circuito se muestra en la figura 14.
El choque de RF en la fuente es importante para evitar la aparición de ronquidos en la transmisión.
En cualquier caso, al aumentar el alcance de sus emisiones, tenga en cuenta las restricciones legales a las que estará sujeto.