Antenas verticales para ser usadas en la base y rover de un equipo GPS en Tiempo Real.

El enlace entre base y rover de cualquier equipo GPS que trabaje en tiempo real se realiza mediante ondas de radio.  Estas ondas de radio pueden ser de VHF y o de UHF, actualmente los enlaces más utilizados son los de UHF y generalmente (por lo menos aquí en Uruguay) los que cubren el rango de frecuencia de 450 a 470 Mhz. Cuanto más alta es la frecuencia de trabajo la dimensión física de la antena es menor dado que esto esta relacionado con la longitud de onda que es inversamente proporcional a la frecuencia.        

La mayoría de las antenas que se venden actualmente son antenas para uso en móviles (vehículos) que utilizan el cuerpo metálico del mismo (pasivamente o activamente) como parte de la antena, por lo cual fuera de esas condiciones las características de la antena varían dramáticamente no cumpliendo con las especificaciones dadas por su fabricante, como  ganancia e impedancia de la misma, por lo que estos valores se alejan muchísimo de lo reivindicado por el fabricante y para peor.

Es muy normal ver antenas diseñadas para estar funcionado bajo ciertas condiciones en otras completamente distintas con la consiguiente degradación de los parámetros antes mencionados que hacen que nuestro equipo funcione correctamente (GPS + Radios). Una de las constantes "quejas" que he escuchado de los colegas es "no obtengo alcances mayores a 5-7 Km con este GPS y trabajando en alta (35W)", esto es obviamente un error de concepto, primero el GPS como tal no tiene alcance alguno sino que es la radio y lo que hace transmitir y "escuchar" a los equipos de radio son  las antenas. De más esta decir que los cables coaxiales de conexión entre antena y radios deben ser de buena calidad ya que en UHF las pérdidas de potencia en el cable pueden ser importantes.

Algo muy importante también a tener en cuenta es que las antenas se ajustan; sean de marca o hechas en casa, lamentablemente no todos tienen un analizador de antenas o al menos un medidor de ROE (relación de ondas estacionarias), ya que un pequeño desajuste de esta haría que la mayor parte de la energía que pretendemos alcance a la antena del móvil no salga emitida y se transformará en calor con la posible consecuencia de estropear la radio base.

Como soy radioaficionado al que siempre le gustó experimentar con antenas, probé un par de antenas para el equipo rover de construcción casera, tratando de mantener el "presupuesto" bajo.

La primera antena con la cual experimente fue una colineal de 9 elementos que funcionó muy bien pero con la desventaja de que es muy larga (para 450 - 470 Mhz), si bien su ganancia es importante para ser una antena vertical su longitud solo la hace viable para ser utilizada en la radio base.

La segunda fue una antena 1/4 de onda con planos de tierra, si bien esta antena no tiene ganancia, SI incorpora los planos de tierra lo que la hace ver bastante extraña (forma de paraguas sin la tela) por lo cual tiene la otra mitad de la antena incorporada, esta antena me ha estado funcionando muy bien.  Los resultados obtenidos la hacen mi favorita, es usual tener alcances de 6 Km trabajando con la radio base en baja potencia  (2 Watts de salida) y en alta potencia (35 Watts) la distancia máxima que he probado fueron 16.5 Km. La ventajas de esta antena, más allá que recibe muy bien,  es su ancho de banda, es decir que si uno posee una radio cuyo rango de frecuencia va como se dijo al principio de 450 a 470 Mhz es posible utilizarla en todo ese rango habiéndola ajustado en 460 Mhz sin prácticamente necesidad de modificarle las dimensiones y por último  es una antena cuyo costo no supera los 150 pesos (contra un mínimo de U$S 40 de una comercial), se necesitan solo un par de conectores (depende de donde uno deba instalarla) más un metro y medio de alambre de cobre forrado. Su apariencia no es muy "profesional", pero dejo esto a cambio de sus prestaciones y lo fácil de reemplazarla en el campo o de repararla. Generalmente cada vez que salgo a medir llevo  otra antena de repuesto más algún equipo básico para repararla (que hasta el momento no necesite utilizar) con lo que estoy cubierto ante cualquier problema.

Es también posible utilizar otro tipo de antenas para las radios base como ser antenas Moxon que son direccionales con una excelente ganancia y con un lóbulo frontal muy ancho y una relación frente espalda de unos 15 db, lo cual la hace ideal para utilizarla en proyectos lineales (carreteras) ya que uno va avanzando siempre en un sentido, lo cual permitiría tener alcances mayores independientemente del terreno o asegurarse una buena cobertura (6-7 Km) en baja potencia sin importar las condiciones del mismo

 

Alberto.