Una antena de lazo (loop antenna) es un tipo de antena de circuito cerrado. Las antenas de lazo pueden ser divididas en dos categorias: lazos pequeños y lazos grandes.
En la primera categoría se encuentran antenas cuya longitud o circunferencia no alcanza un 10% de lambda o longitud de onda. En ella la corriente tiene la misma magnitud y fase en cada punto del lazo.
Las antenas de lazo grandes o de lazo simplemente (loop antenna) por el contrario no satisfacen la anterior definición. La corriente varía a lo largo del lazo. esto hace que ambos tipos de antenas se comporten de diferente manera. Este tipo de antenas posee longitudes de lazo del orden de una longitud de onda.
A continuación vemos diversas formas que puede adoptar una antena de lazo.
De todas las formas presentadas, la circular es la más eficiente, sin embargo se suele preferir la Delta en HF debido a que es más fácil de erigir, pudiendose usar un solo mástil que soporte la antena desde un vértice superior.
Las antenas "delta loop" son antenas de lazo de una longitud de onda y como su nombre sugiere la forma es triangular, parecida a la letra griega delta. En la imagen anterior, el ejemplo C es de una antena delta loop.
En las antenas delta loop, el lóbulo de irradiación es perpendicular al plano de la antena, por lo tanto son bidireccionales. Para calcular el largo aproximado de la antena se utiliza la siguiente fórmula:
L(ant) = 306 / frec [metros]
Una vez cortado el conductor se lo dispone de tal forma que cada lado del triangulo (o delta) posea un largo de un tercio de longitud de onda. Existen diversas formas de disponer el triangulo. Dependiendo de esto podemos ver antenas delta o delta invertida. En las antenas delta, el lado mas cercano al piso es paralelo al mismo teniendo en la parte superior un vértice. En las delta invertida uno de los vértices queda apuntando al suelo, mientras el lado perpendicular al mismo queda en la parte más alta de la antena.
La alimentación de estas antenas se puede realizar tanto en alguno de los tres vértices como en puntos intermedios de cada lado de triángulo.
La impedancia de entrada de la antena varía según el punto de alimentación, la cercanía de objetos metálicos y el suelo, el punto de alimentación, la forma exacta del lazo, etc. Sin embargo se aproxima a Zo = 120 ohms. Además varia la polarización de la onda emitida en función del punto de alimentación elegido. en la siguiente figura vemos cómo cambia la polarización:
En la dirección de máxima radiación (perpendicular al plano de la delta) esta antena puede llegar a presentar una ganancia de 1 dB respecto un dipolo orientado también para máxima radiación (perpendicular al dipolo). El diagrama de radiación no presenta nulos pronunciados.
El ancho de banda es de aproximadamente un 4%, lo que significa 280 KHz en 40m y 1.12 MHz en 10m. Como se ve, cubre ampliamente cualquier banda de radioaficionado.
Detalles Prácticos:
Ya dijimos que la impedancia de la antena es de 120 ohm aproximadamente. Además es una antena simétrica. Por lo tanto para adaptarla a nuestra línea de transmisión coaxial asimétrica de 50 ohm vamos a necesitar de un balun y un adaptador de impedancias.
La función adaptadora la llevaremos a cabo con un cable coaxial de 75 ohm de un cuarto de longitud eléctrica. Es decir que debemos tener en cuenta el factor de velocidad VF del cable.
La impedancia de la línea de adaptación se calcula como:
Z(adap) = raiz(Z(antena)*Z(linea)) = raiz(120 ohm * 50 ohm) = 77 ohm
Donde vemos que es muy cercano al valor de impedancia característica de los cables coaxiales de 75 ohm.
El largo de dicha linea de adaptación se calcula de la siguiente forma:
L(adap) = VF * 0.25 * 300 / Frec
donde VF, el factor de velocidad, suele ser aprox. 0,66 para el coaxial RG-59.
Por ejemplo, para la banda de 40 metros, si la antena esta calculada para 7.1 MHz, el cálculo es el siguiente:
L(adap) = 0,66 * 0.25 * 300 / 7.1 = 6.97 metros
La función de balun la realizaremos enrollando dicho cable del adaptador para formar una especie de choque.
Otros radioaficionados prefieren alimentar la antena utilizando un balun con relación 4:1 el cual cumple las veces de balanceador y adaptador de impedancias, con la ventaja inherente de ser un dispositivo de banda ancha. ¿Que significa eso? Bueno, el adaptador de cuarto de onda o "Q-match" como le dicen, es un adaptador que solo sirve en la banda de trabajo que fue diseñado, sin embargo las antenas delta loop pueden trabajar en otras bandas. Si quisiéramos utilizar dicha antena en otra banda, el adaptador no nos serviría porque ya no tendría la dimensión adecuada. El balun 4:1 si funcionaría ya que es de banda ancha y con un cuidadoso diseño y construcción puede servir en todo el espectro de HF.
Sin embargo el balún 4:1 no siempre produce una ROE 1:1 ya que la impedancia de 120 ohm se transforma en 30 ohm, por consiguiente la ROE será de 1.66. En algunos casos, la impedancia de la antena es superior a 120 ohm y el balún 4:1 provee una adaptación más satisfactoria. Se pueden experimentar ambos casos (sección de cuarto de onda y balun 4:1) y luego elegir el más conveniente.
También se puede encarar armado de un transformador de adaptación 1 a 2.25, es decir que transforma de 50 ohm a 112 ohm, el cual es adecuado para transformar las impedancias de antenas delta loop a los transmisores de 50 ohm.
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