Control y determinación de dirección
Técnicas de radiolocalización
Control y determinación de dirección |
La determinación de una dirección por radio es casi tan antigua como la radio misma. Es conocida frecuentemente como radiolocalización o radiogoniometría – RDF – (Radio Direction Finding ó búsqueda dirección radio). La localización de transmisores de radio con técnicas de determinación de dirección es considerada por muchos tanto un arte como una ciencia. Aunque se han desarrollado complejos equipos hasta casi la perfección para usos profesionales, se pueden construir en casa equipos relativamente simples que ofrecen al radioaficionado la oportunidad de la RDF.
En muchos países del mundo, la caza de transmisores ocultos adquiere el aspecto de un deporte, con los participantes siguiendo con decisión la pista hacia la zona en que creen que esta situado el transmisor. A este deporte se le denomina caza del zorro o ARDF (Amateur radio direction finding).
Los requisitos de un sistema de RDF son una antena directiva y un receptor, que a ser posible llevará incorporado un medidor para indicarnos la fuerza de la señal captada.
Las antenas para el trabajo de RDF no son generalmente de los tipos que se emplean normalmente para comunicaciones directas. La directividad es el requisito principal, y aquí la palabra directividad adquiere un significado algo distinto al que se aplica normalmente a las antenas. Normalmente asociamos directividad con ganancia, y pensamos que el diagrama ideal de una antena es el que tenga un lóbulo principal largo y estrecho. Dicho diagrama puede ser válido para mediciones aproximadas de RDF, pero no son posibles mediciones precisas de dirección. Siempre hay unos pocos (o quizás muchos) grados en la «nariz» del lóbulo en los que una variación de la orientación de la antena produce un cambio de la fuerza de la señal que no es detectable. En medidas de RDF, es preciso relacionar la orientación exacta, o rumbo, con la posición de la antena. Para hacer esto con precisión, se utiliza una antena que presente un nulo en su diagrama de directividad. Un nulo puede ser muy estrecho, hasta medio grado o menos.
Una antena simple para el trabajo de RDF es un pequeño cuadro sintonizado a resonancia con un condensador. En el diseño de un cuadro para RDF deben considerarse varios factores. El cuadro debe ser pequeño comparado con la longitud de onda. En un cuadro de una sola espira, el conductor debe tener menos de 0.08 longitudes de onda de largo. La máxima respuesta de la antena de cuadro es en el plano del cuadro, exhibiendo nulos a ángulos rectos de ese plano.
Para obtener las direcciones con la máxima precisión, el bucle o cuadro debe equilibrarse electrostáticamente con respecto a masa. De otra forma, el cuadro presentará dos modos de operación. Uno es el modo de cuadro verdadero, mientras que el otro es el de una antena vertical, esencialmente no direccional, de pequeñas dimensiones. Las tensiones introducidas por estos dos modos no están en fase y pueden sumarse o restarse, dependiendo de la dirección con que venga la onda.
El diagrama de directividad teórico de un cuadro verdadero lo observamos en la figura (diagrama de campo A). Cuando esta adecuadamente equilibrado el cuadro presenta dos nulos separados 180º. Por tanto, la lectura de un solo nulo con una antena de cuadro pequeño no indicará el sentido exacto, solo será la línea donde se encuentra (dirección).
Cuando el efecto de antena es considerable, y se sintoniza el bucle a resonancia, este puede presentar muy poca directividad,(ver figura diagrama de campo B). Sin embargo, desintonizando el bucle para desplazar la fase, pude obtenerse una gráfica similar a la figura (diagrama de campo C).
Con una desintonía adecuada, puede acercarse a la gráfica de la figura (diagrama de campo D). Este ajuste se realiza a veces en el trabajo de RDF para obtener una directividad unidireccional, aunque no hay un nulo completo en la gráfica.
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Diagrama de campo de un pequeño cuadro con cantidades variables de efecto antena – la respuesta indeseada del cuadro que actúa como una masa metálica conectada a los terminales de antena del receptor -. Las líneas gruesas indican el plano del cuadro.
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Cuadro blindado para determinación de dirección. Los extremos de la espira de blindaje no se conectan para evitar el blindaje del cuadro a los campos magnéticos. el blindaje es efectivo contra los campos eléctricos.
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Puede obtenerse un equilibrio electroestático blindando el bucle, como se muestra en la figura (cuadro blindado). El blindaje se representa por la línea de trazos, y elimina el efecto antena. La respuesta de un bucle blindado bien construido esta muy próxima al diagrama ideal de la figura (cuadro blindado).
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