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ANTENA HF CROSSED LOOPS S .pdf



Nome del file originale: ANTENA HF CROSSED LOOPS_S.pdf
Titolo: HF Crossed Loops Antenna
Autore: x

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HF

Crossed

Loops Antena

De la teoría a la práctica
1° parte

Escrito por: Massimo Ancora IZ8DMS

Entre las antenas con
particulares características
de directividad y reyección
a interferencias, sin duda las
antenas loop se encuentran
en el primer lugar. Gracias
al trabajo de muchos
investigadores y
radioaficionados conocemos
todos los valores y los
inconvenientes de estas
antenas. Por un lado, por
sus dimensiones, el bajo
ruido de fondo y la
particular directividad se
distinguen de las otras
antenas, por el contrario la
difícil adaptación de
impedencia y, en algunos
casos, el poco
entusiasmante rendimiento
en transmisión, sugieren un
ventajoso uso en las
aplicaciones de recepción y
de radiolocalización.
Por otra parte,
transmitiendo en HF en los
centros urbanos muy a
menudo es mucho más fácil
hacerse escuchar,
aumentando talvez su
propia potencia de
transmisión, que recibir la
señalita del correspondiente
en el marasmo de los
seguros ruidos atmosféricos
y man-made presentes h24.
Pues, ¿por qué no adoptar
una antena loop como
antena receptora alternativa
de estación?.

Traductor: Paolo Albanese IK8CDA
Supervisión: Paloma Rodera Martinez

Muchas radio HF modernas
tienen una entrada a parte
para una posible segunda
antena y, otros aún, otro
cómodo ingreso RX
dedicado; otros RTX de
gran calidad tienen un doble
idéntico receptor con
ingresos a parte..... por esto
sin la necesidad de utilizar
un conmutador coaxial
externo ¿por qué no
aprovechar la ocasión en
manera de mejorar nuestras
condiciones de escucha?.
Una antena loop,
correctamente alimentada
con un circuito de
adaptación equilibrado y

verticalmente orientada,
exhibe los máximos valores
de directividad
horizontalmente con un
diagrama de irradiación de
doble dirección.
La máxima ganancia, con
respecto a este plano en las
dos direcciones preferentes
(por ejemplo NORD-SUD o
sea. rodeada de 90° ESTEOESTE) ocurre sin embargo
cuando las señales que nos
interesan, propagadas por
olas de cielo o de
tierra,están polarizadas
verticalmente y su ángulo
de elevación no estè
superior, más o menos de

Fig. 1

1

20°. Las señales de las olas
de cielo, devueltas por
reflexión por los estratos de
la ionosfera más o menos
lejos de la superficie

Fig. 2

terrestre, en el particular
momento del día o de la
noche, no gozan de una
segura polarización, puesto
que están afectados de un
imprevisible fenómeno
conocido como “Rotación
de Faraday”.
La frecuencia con la cual se
manifiesta el fenómeno es
totalmente casual, por lo
tanto la polarización de las
señales que queremos
recibir, puede cambiar
rodeando de vertical a
horizontal y al contrario (1),
por cortos o largos períodos,
muy a menudo en manera
repentina pero a veces
también de una lenta
variación.
Cuando las señales de las
olas del cielo tienen ángulos
de irradiación (2) más
grandes de 30° y se ven
afectados por este

fenómeno, podrán
presentarse con polarización
horizontal; en este caso la
antena loop favorecerá los
que llegan con un ángulo
acimutal de 90°
con respecto al
eje que
caracteriza sus
máximos en el
plano
horizontal.; de
manera que se
obtendrá la
mejor recepción
rodeando
nuestra antena
loop de 90°.
Si ponemos un
poco más de
atención a la
propagación
entorno a las
frecuencias
próximas e
inferiores a 7 MHz
podemos considerar las
señales con un elevado
ángulo de irradiación todas
las procedentes de una
distancia no muy lejana, con
un recorrido inferior a
500~600 Km, las cuales,
por razones explicadas
unas líneas más arriba,
cuando llegarán a nuestra
antena, polarizada
horizontalmente, se oirán
mejor con el elemento loop
(antena) rodeado en manera
ortogonal con respeto a su
dirección de procedencia.
La casual variabilidad de la
frecuencia con la cual los
efectos debidos a la rotación
de Faraday que actúan sobre
estas señales excluye, por
razones prácticas, la
posibilidad de adoptar un
sistema mecánico destinado

a la rotación de la antena
loop, muy lento y
obviamente expuesto a un
precoz deterioro. Por tales
razones, después de haber
experimentado con gran
éxito el buen proyecto de la
loop, sintonizada a
distancia, por medio de
diodos varicap de Chris
Trask N7ZWY, que
recientemente he propuesto
de nuevo en las páginas de
esta revista (3), me pregunté
cuál podría ser el sistema
más eficaz para usarla sin
el auxilio de un rotor de
antena capaz de girarla. La
respuesta llegó después de
haber analizado los
diagramas de irradiación
típicos del “ocho” de tales
antenas, pues, como en las
realizaciones destinadas al
uso radiogoniométrico (4),
la precisa disposición
ortogonal de un segundo
elemento loop habría
satisfecho mis exigencias,
sin alterar
significativamente la
respuesta polar de cada
elemento. En efecto la
antena Crossed Loops que
describo tiene un diagrama
de irradiación en el plano
horizontal semejante a un
trébol de cuatro hojas que
permite recibir, en las
frecuencias sintonizables,
con una abertura azimutal
de 360°
(Fig. 1).
Conmutando las dos antenas
loop singularmente o
sumando adecuadamente
hacia la entrada de antena
del receptor las dos
diferentes señales, se
obtiene un diagrama casi
omnidireccional con
2

tolerables atenuaciones en
los cuatro puntos de
superposición de las curvas
polares de las dos antenas.
El proyecto usa por eso dos
iguales antenas loop con un
diámetro de 82 cm cruzadas
a 90°, mecánicamente
solidarias y singularmente
sintonizadas a través de los
dos cables coaxiales de
antena (Fig. 2).
Un simple box de sintonía,
parte integrante del
proyecto, tiene que
sintonizar los elementos
loop y gestionar con gran
velocidad las señales de
modo que se puedan utilizar
según nuestra elección,
tanto en manera
independiente,
conmutándolas según
nuestra necesidad en la
entrada de nuestro receptor,
como enviándolas hacia dos
receptores separados para la
recepción diversity
isofrecuencia o para dualwatching de diferentes
frecuencias. Además gracias
a un acoplador magnético
de banda ancha, integrado

en el mismo box de
sintonízación donde pueden
llegar las dos señales, se
obtiene, con una modesta
atenuación, sólo una señal y
al mismo tiempo, por un
ángulo de fase, una
respuesta omnidireccional
del sistema de antena.
Quien quiera experimentar,
puede modificar la fase de
las dos señales que llegan
por medio de una apropiada
red L/C pasiva (aconsejada)
y variable (5) o
comparándolas
alternativamente, a través
de la misma red de desfase,
con una tercera señal de
referencia, proporcionada
por una antena vertical
(wideband monopole)
permitiendo, según raras
condiciones de propagación,
la atenuación, y muchas
veces, suprimir molestas
interferencias procedentes
de una dirección diferente
de la de la señal deseada (6)
y no por último, a través de
la correlación de las fases y
de las anchuras de las
señales que llegan con un

ángulo de irradiación
bastante bajo, descubrir, con
buena aproximación, su
dirección de procedencia.
El box de sintonízación que
controla la Crossed Loops
usa también dos
amplificadores wideband de
bajo ruido y alta dinámica,
útiles para hacer frente a las
atenuaciones introducidas
por las redes de adaptación
e indispensables para las
debidas a ulteriores tratos
de las señales recibidas.
Es casi superfluo recordar
que para un buen
funcionamiento de las
antenas hace falta cumplir
la perfecta identidad de las
redes de adaptación y de los
elementos loop (antena) tal
como la de los circuitos que
permiten realizar la sintonía
junto a los encargados del
control de las señales que la
Crossed Loops presentará a
nuestro sistema de recibo.
Seleccionando los
componentes y verificando
por medio de una idónea
instrumentación tanto el
valor de los componentes

Fig. 3
Fig. 4

3

Fig. 7

Fig. 8

Fig. 5

Fig. 9

pasivos, particularmente a
los envueltos, como a las
características de los
componentes activos, no se
arriesga obtener diferentes
datos como intensidad y
fase de las señales recibidas,
haciendo inútil el
conseguimiento de los
objetivos propuestos.
Fig. 6

4

Partes de las Redes de Adaptación - Fig. 5
T1, T2 = T 44-6 µi 8 Amidon 12 + 12 spire bifilari 0,22 mm
T3, T4, T5, T6 = BN 43-2402 µi 850 Amidon 4 spire trifilari 0,22 mm
DD1, DD2, DD3, DD4 = Doppi diodi varicap KV1590NT Toko
C1A, C1B = 100 kpF 50V ceramico
C2A, C2B = 10 kpF 50V ceramico SMD
RPA, RPB = 10 kΩ ¼ W film metallico
N°2 Morsetti serrafilo in ottone diametro interno 5,5 mm
N°2 Morsetti serrafilo in ottone diametro interno 3,5 mm
N°2 Ritagli da 65 x 30 mm vetronite ramata mono faccia
spessore 1,6 mm

Fig. 10

Las partes del Cablaje Eléctrico General - Fig. 10
L1, L2, L3 = Perlina ferrite PF8 diametro est. 4 mm lunghezza 6 mm
D1 = 1N5402 - 200V 3A
D2, D3 = 1N4002 - 100V 1A
LED1 ~ LED5 = LED diametro 5 mm con ghiere porta led in plastica
C1, C2 = 100 kpF 50V ceramico
C3 = 220 µF 25V
C4, C5 = 100 kpF 50V ceramico

5

C6, C7, C8 = 1 µF 50V mylar
R1 = 680 Ω
R2 ~ R5 = 820 Ω
R7, R8 = Potenziometro 10 giri Bourns 3549S RS 692-8531
N°2 Manopole RS 502-174 Ten Turn Counting Dial Mechanism
S1 = Deviatore unipolare ON-OFF-ON
S2, S4 = Deviatore unipolare ON-OFF
S3 = Pulsante microswitch Crouzet 835420
F1, F2 = Fusibile in vetro 5 x 20 - 1,2 A con porta fusibile da telaio
PW4 = Spina da pannello Japan 4 poli diametro 16 mm
X1, X2 = Cavo coassiale teflon RG196 diametro esterno 2,1 mm

Esquema eléctrico de las redes de adaptación
Las variaciones de sintonía
de las dos antenas loop con
elementos de 82 cm de
diámetro, se para en la
cobertura continua de dos
octavas de frecuencia, o sea
desde 3,5 MHz hasta 14,5
MHz; con diodos varicap
usados en el proyecto la
excursión de tensión en
grado de generar aquella
variación sale de 0,20 V y
acaba alrededor de 6,8 V.
En el gráfico de figura 3
está representada la curva
de variación. de la tensión
de sintonía de las redes de
adaptación con antena loop
de 82 centímetros de
diámetro, mientras que la
curva roja esbozada se
obtuvo de un test realizado
con dos antenas loop de 65
cm de diámetro. El proyecto
originario de la red de
adaptación de la antena loop
preveía el uso de diodos
varicap Motorola MVAM
109 y por esto eran

indispensables casi 15 V
para obtener la mínima
capacidad y, por lo tanto, la
máxima frecuencia de
ejercicio de la antena.
El uso de dos diodos
varicap funcionantes con
una tensión más baja, me
permitió realizar un control
de sintonía que puede estar
alimentado con la tensión
continua de 13,8V
fácilmente disponible en
todas nuestras estaciónes de
radioaficionados. Los
diodos Toko KV1590NT
usados en esta realización
son dobles varicap
realizados para el sector
Radio-Automative y, con
una buena estabilidad de
temperatura, pueden ofrecer
un factor de mérito Q=200
(Fig. 4) ya con pocas
fracciones de voltios de
polarización opuesta con
una capacidad
correspondiente de unos
650 pF por diodo. Como

puede verse en el esquema
de figura 5 los dos circuitos
están eléctricamente
divididos (GND-A y GNDB), en manera que se eviten
indeseadas loops de
corriente que podrían
interesar a los cables
coaxiales abajo y por eso se
ensamblaron en dos trozos
de vetronite cobriza sólo de
un lado de 30 mm x 60 mm
(Fig. 6 y 9 ),consiguiendo
las pocas pistas necesarias
por medio de una pequeña
fresa de corte tipo Dremel.
El uso de dos cortos cables
de antena (15 + 15 m), de
cable coaxial de modesto
diámetro,como por ejemplo
el RG58, permite la
realización de conexiones
sin el uso de algún conector
coaxial, o sea
atornillándolas directamente
en las dos tiras de vetronite
después de haber soldado en
el lado de cobre comunes
bornes de latón, para
6

cablajes eléctricos.provistos
de tornillos borne.
Los transformadores T1 y
T2 del tipo Guanella con
impedencia 4:1 están
construidos en dos núcleos
toroidales Amidon T44-6 de
color amarillo; los
envoltorios que los
componen están
constituidos, cada uno, de
dos pares de alambre bifilar
esmaltado de 0,22 mm.
Cada par bifilar está
trenzada cruzando los
alambres entre ellos según
un preciso número de veces,
minimizando en tal manera
las diferencias de
inductancia entre los cuatro
envoltorios en el mismo
toroide y, finalmente, entre
los transformadores.
Cada transformador está
formado de 12 + 12 espiras
(Fig. 7).

Si todo ha sido hecho
correctamente en los cabos
de las paredes de
envolvimiento T1-2, T1-3 y
T2-2, T2-3 se obtendrá una
inductancia de 3µH
mientras que en los cabos
extremos de los envoltorios
T1-1, T1-4, y T2-1, T2-4
tendremos una inductancia
cuatro veces más grande, o
sea 12µH.
Los transformadores 1:9 T3,
T4, T5, y T6 están
construidos utilizando
cuatro ferrites binoculares
tipo BN43-2402, cada uno
de cuatro espiras de tres
alambres de cobre
esmaltado de 0,22 mm
envueltos en su interior
(Fig. 8); también en este
caso los tres alambres
esmaltados han sido
entrezados preventivamente
con las mismas atenciones

tomadas en la construcción
de los transformadores T1 y
T2.
La inductancia de los cabos
intermedios de cada uno de
los cuatro transformadores
tendrá que ser de 33µH,
mientras que en los cabos
extremos será de unos
300µH. Una nota
importante es para las dos
únicas resistencias RPA y
RPB de 10 KΏ presentes en
los dos circuitos de
adaptación.Éstas hacen
parte de los divisores de
tensión, junto a los
resistores variables R7 y
R8, (Fig. 10), que
establecen la correcta
tensión para la sintonía de la
antena loop, que tendrán
que ser del tipo a capa
metálica.

HF Crossed Loops Tuning Control
En la figura 10 está
representado el cablaje
eléctrico general del box de
control que proporciona la
sintonía de las dos antenas,
a la preampliflcación de las
señales y a la conmutación,
cuando no se usan dos
diferentes receptores, como
en el caso de la recepción
“diversity”. La
sintonízación se realiza por
medio de dos
potensiómetros de precisión
de 50 KΏ de diez
revoluciones R7 y R8
equipados de perillas con
mecanismo
cuentarevoluciones, tipo RS
502-174, cuya precisa

graduación numérica
permite escribir una precisa
escala de sintonización, así
haciendo repetibles y
veloces excursiones de
frecuencias o el cambio de
gama. Los cuatro bloques
cablados visibles en figura
son: el “Switch Control”
constituido por un elemental
circuito lógico que
comprueba, por medio de la
interruptor de botón S3, la
secuencia de las
conmutaciones
implementadas por los
relativos relés de señal; los
dos “Loop A y Loop B
Wideband Preamplifier”,
que contienen los

transformadores de banda
ancha necesarias para
sintonizar a través cables
coaxiales de abajo las redes
de adaptación de los
elementos loop, junto con
los preamplificadores y los
relés que permiten incluirlos
en el recorrido de las
señales RF; por fin el
bloque “Coupler” con sus
cinco relés permite alternar
al conector de salida J5 las
señales desde la LoopA y
desde la Loop B o el
resultado de su suma
obtenida a través de los
transformadores del
acoplador magnético de
banda ancha T13 y T14.
7

Excluyendo el circuito
“Switch Control” los otros
tres bloques están blindados
en manera adecuada,
utilizando tres pequeños
contenedores de 74 x 37 x
30 mm (l x p x h) de
plancha estañada, donde se
ponen los conectores
coaxiales de panel BNC
bridados para las
conexiones RF junto con los

condensadores pasantes,
necesarios para conectar las
alimentaciones y las
tensiones de control..
Aunque en este proyecto el
dimensionamiento de los
elementos loop y de las
redes de adaptación
permiten obrar con buen
margen desde los 80 metros
hasta los 20, el contenedor
de sintonización es capaz de

“tratar”, respetando los 50
Ώ canónicos, todas las
señales con frecuencias que
van desde 450 kHz hasta los
30 MHz, ofreciendo por
consiguiente la posibilidad
de experimentar y optimizar
la antena con elementos de
diferente diámetro y/o con
redes de adaptación
modificadas.

Fig. 11

Fig. 12

8

Switch Control
Para disfrutar
ventajosamente de las
posibilidades de escucha
que la antena Crossed
Loops puede ofrecer, sin
entrar las señales en dos
receptores separados para
escuchar en “diversity”, es
posible por medio de los
conectores BNC J3 y J4, es
preciso facilitar la
conmutación de las dos
señales hacia una sola
salida. Descartados los
sistemas de conmutación de
estado sólido con diodos
PIN por los límites de
intermodulación, que por su
naturaleza imponen, el uso
de relés destinados a las
conmutaciones de señales
de radio frecuencia es, sin
duda, la elección más
sensata. Para este propósito
un simple circuito lógico,
formado por dos comunes
integrados CMOS de la
serie “40” y tres transistores
NPN que funcionan como
controladores de relés (relay
driver), permite la
utilización de un práctico
interruptor de botón (S3 de
Fig. 10) como selector de
las señales a ser
conmutados. En la figura 11
se muestra su esquema
eléctrico; IC1A e IC1B son

dos de cuatro input NAND
Schmitt Triggers contenidos
en el integrado CD4093
usados para obtener un
perfecto de-bouncing del
impulso eléctrico provisto
por el contacto de cierre de
nuestro botón selector. De
este modo, sea como sea
que se pulse, dará un
impulso con características
muy precisas siendo
definido por la constante de
tiempo establecida por la
celda R/C, formada de
R28/C46 y flancos de
subida y caída conocidos.
Este pulso presente en la
pierna 4 de IC1B se envía a
la entrada del reloj contador
decimal IC2 CD4017, en el
interno del cual unos
contadores Johnson como
función de registro de
deslizamiento, hacen
avanzar el recuento
llevando a un nivel bajo la
posición Q0 (cero) y a un
nivel alto la posición Q1.
Pues la posición Q0 estaba
ya a un nivel alto por la
intervención de inicio del
circuito de reset (rearme)
formado por C47 y R29, un
segundo pulso en la pierna
14 de IC2 hace avanzar el
recuento levantando Q2.
Otro tercero impulso llevará

a nivel alto Q3, el cual por
el diodo D10 dará nuevo
pulso de rearme (reset)
colocando otra vez el
contador en la posición Q0.
Las salidas Q0, Q1 y Q2 en
secuencia, por medio de las
resistencias de base R30,
R31, y R32 pondrán en
conducción los tres
transistores BD 517 que
juegan la función de
controladores de relés. En la
misma práctica base de
vetronite con agujeros, en la
cual se ha montado el
simple circuito poco antes
descrito (Fig. 12), se
encuentran también el
estabilizador de tensió de 9
voltios LM7809 en
contenedor TO220
equipado con disipador,
junto con las dos
resistencias R33 y R34 de
470 Ώ ½ W, que limitan la
máxima corriente
disponible en caso de
accidental cortocircuito en
los circuitos de control de la
sintonización que está
actuada por los dos
potenciómetros de diez
revoluciones R7 y R8, a
través de los cables
coaxiales de la bajada de
antena.

Las partes del Switch Control - Fig. 11
IC1 = CD 4093N
IC2 = CD 4017N
IC3 = LM 7809 con dissipatore TO220
Q9, Q10, Q11 = BD 517 o equivalente NPN IC 0,5 ~ 2A
D9, D10 = 1N4148

9

LED GREEN = LED diametro 3 mm
C38, C42 = 68 µF 25V tantalio
C39, C44 = 10 kpF ceramico
C40, C41, C43, C45, C46 = 100 kpF ceramico
C47 = 47 kpF mylar
R26 = 680 Ω
R27 = 1 kΩ
R28 = 100 kΩ
R29 = 12 kΩ
R30, R31, R32 = 8,2 kΩ
R33, R34 = 470 Ω ½ W
N°1 Ritaglio 100 x 30 mm vetronite preforata passo 2,5 mm

Bibliografia
1) ARRL Antenna Book 21st Edition, “HF Fading” cap. 23, pp. 35-36
2) ARRL Antenna Book 21st Edition, “HF Elevation Angle” cap. 23, pp. 28-33
3) Ancora M. “Un’antenna loop HF sintonizzata a varactor”
Radio Kit Elettronica 7/8 2012 pp. 19-23 e seguenti
4) Bellini E., Tosi A., U.S. Patent number 948086 Feb 1, 1910
Current U.S. Classification 342/367 Directive Radio Wave Systems and Devices
5) Dallas Lankford, “New Improved Passive Phasers” 100 kHz ~ 30 MHz
Aug 2, 2007, rev. May 23, 2008
6) ARRL Antenna Book 21st Edition, “Direction Finding Antennas” cap. 14, pp. 1-15

10

HF

Crossed

Loops

Antenna

De la teoría a la práctica
2° parte

Para obtener un buen
blindaje RF de las señales
dadas de la Crossed Loops,
es preciso adoptar eficaces
medidas tanto mecánicas
como eléctricas.
Empezamos perforando dos
contenedores de lámina

estañada, en los cuales se
pondrán los dos conectores
BNC bridados J1 y J2, los
ocho condensadores de paso
y los para dos cables
coaxiales de salida X1 y
X2. Los agujeros para los
conectores BNC bridados se
llevarán a cabo en las tapas

inferiores de los dos
contenedores, los para los
condensadores de paso y
para los dos cables
coaxiales en las paredes
laterales. La soldadura de
los

componentes necesarios,
según el esquema de figura
13. Los dos transformadores
1:1 T7 y T8 están
construidos en los núcleos
binoculares BN43- 202,
envolviendo seis espirales
de dos alambres entrezados
esmaltados de 0,45 mm. Al
acabar el trabajo, cada
envoltorio tendrá que tener
una inductancia de 117 µH.
Los dos preamplificadores
de cuatro FET están
preensamblados y
seleccionados para ganancia
y ancho de banda,

construidos con tecnología
mixta SMD/componentes
discretos en circuitos
impresos metalizados con
dimensiones (l x p x h) 55 x
18 x 25 mm.
Es importantísimo para el
buen funcionamento de los
preamplificadores el uso de
FET seleccionados J 310 en
su tradicional contenedor
TO 92, descartando los
equivalentes SMD MMBFJ
310 hoy fácilmente
disponibles y propuestos
como sustitutos. En efecto
la disipación máxima de los

Fig. 13

conectores BNC J1 y J2
tiene que ser realizada por
medio de un soldador de
potencia adecuada,
asegurándose de no incluir
los fileteados de los cuatro
tornillos de fijación,
situados en los ángulos de
las bridas que sostendrán
todo el blindaje del panel
trasero del contenedor
metálico, que contendrá
todo. Después de haber
soldado los ocho
condensadores de paso de
cable TH1~TH8 se pueden
poner dentro todos los

11

MMBFJ310 es de 125 mW,
más baja en comparación
con los originales en
tecnología discreta,
poniendo graves problemas
de disipación térmica que
inexorablemente influencian
en gran medida el valor de
MTBF del módulo.

Las características de cada
módulo están adecuadas a
las funciones de Front-End
HF o a la onerosa tarea de
estadio amplificador post
mixer en los receptores con
conversión de frecuencia.
Los módulos sometidos
individualmente a la prueba
de intermodulación de

tercer orden, Two-Tone
Test, con frecuencias de 28
MHz y 29,5 MHz e input de
0 (cero) dBm, dan una
salida de +12 dBm y un
valor IMD de menos 58
dBm, consiguiendo por lo
tanto OIP3 de +41dBm y un
IIP3 de +29dBm,

Las partes de los Loop A / Loop B Wideband Preamplifier - Fig. 13
T7, T8 = BN 43-202 µi 850 Amidon 6 spire bifilari 0,45 mm
T9, T10 = ANRA 42 µi 650 Aros 3 + 4 spire 0,45 mm
T11, T12 = ANRA 42 µi 650 Aros 8 + 4 spire 0,45 mm
L1, L2 = Perlina ferrite PF8 diametro est. 4 mm lunghezza 6 mm
L4, L5 = 2,2 mH Neosid SD75 110 mA
Q1 ~ Q4 = J310 TO92 / ID matched quartet
Q5 ~ Q8 = J310 TO92 / ID matched quartet
D1, D2 = BAV 21
C1, C2, C19, C22, C23, C24, C25, C26 = 100 kpF 50V ceramico
C3, C4 = 8,2 pF 50V NP0
C5, C6 = 22 pF 50V NP0
C7 ~ C10 = 10 kpF 50V SMD
C11 ~ C18 = 100 kpF 50V SMD
C20, C21, C27, C28 = 100 kpF 50V SMD
C29, C30 = 10 kpF 50V ceramico
C31, C32 = 100 µF 25V tantalio
TH1 ~ TH8 = Condensatori passanti 1 kpF diametro 3 mm
R1 ~ R8 = 34 Ω SMD ± 10 ppm RS 614-5036
R9, R10, R13, R14, R17, R18 = 10 kΩ ¼ W film metallico
R11, R15 = 10,5 Ω ½ W film metallico
R12, R16 = 47 Ω ¼ W
K1, K2 = Relay V23105-A5403-A201 Siemens
J1, J2 = Presa BNC da pannello flangiata
N°2 Circuiti stampati vetronite metallizzati AEMME 857
N°2 Contenitori stagnati SL03 – 74 x 37 x 30 mm

12

mientras que el punto a 1
dB de compresión de la
señal de salida se obtiene
con una potencia de la señal
de entrada de +19 dBm.
El ruido detectado en la
frecuencia de muestreo de
28 MHz es de 1,3 dB típico,
y de 1,4 dB máximo. Estos
valores han sido obtenidos
alimentando cada módulo a
la tensión de 13,8 V y una

corriente absorbida de 96
mA.
Inyectando alternativamente
la salida del generador de
señales en el conector J1
Loop A y J2 Loop B del
box de sintonización y
retirándolo del conector de
salida J5, adecuadamente
conmutado, se obtuvo el
gráfico de figura 14 donde
está representada
linealmente la real

tendencia de la ganancia de
los dos amplificadores
(prácticamente
coincidentes) en función de
la frecuencia. Podemos
notar cómo desde 650 kHz
hasta 15 MHz la ganancia
está constante y vale +13
dB, mientras que el ancho
de banda global se extiende
desde 470 kHz hasta 30
MHz, con una ganancia de
+12 dB ±1 dB.

Fig. 14

Acoplador (Coupler)
El tercer contenedor de
metal estañado del grupo
“Acoplador” (Coupler)
contiene el circuito
sumador de fase 0° (cero
grados) de las señales desde
el bucle cruzado (Crossed
Loops) junto con los cinco
relés de conmutación
necesarios y los tres

conectores BNC bridados
J3, J4 y J5, los cuales,
atornillados al panel
posterior de la caja de
sintonización, la apoyan.
Como puede verse en el
esquema eléctrico de la
figura 15, las dos señales
procedentes
respectivamente desde Loop

A y desde Loop B a través
de los cables coaxiales X1 y
X2, llegan directamente a
los dos conectores J3 y J4
para la recepción de
diversidad (diversity).
Todos los relés están
representados en posición
de descanso, por lo tanto si
la tensión de alimentación
13

de los relés +13,8 VN está
ausente , porque el
interruptor de incendido S1
(Fig. 10) está en posición de
diversidad (diversity), entre
las dos líneas de señal
actuarán sólo las
capacidades parásitas de los
contactos abiertos de los
relés K4, K5, K6 y K7.
Empleando relés diseñados
para la conmutación de
pequeñas señales de
radiofrecuencia, se tiene la
ventaja de prever también
su comportamiento en
sensibles aplicaciones como
ésta, donde por cierto, de
acuerdo con la sensibilidad
del sistema de recepción, es
necesario un mayor
aislamiento de señales.
En la figura 16 hay una foto
de los siete relés utilizados
en el proyecto; como puede
verse, cuatro de éstos están
completamente protegidos
por una tapa de cobre
niquelada, perfectamente
soldada, que permite con su
ayuda llegar a un
aislamiento de RF entre las
dos líneas de señal
adecuado para el propósito,
siendo por encima de 100
dB desde 450 kHz hasta los
14 MHz, permaneciendo
igual o próximo a tal valor
hasta los 30 MHz
exstremos. El circuito
sumador construido con
inéditos transformadores
binoculares BN43-202,
sigue un patrón muy común,
también en el nivel
comercial, que utiliza
normalmente dos elementos
magnéticos toroidales.
Las características del
circuito sumador (o divisor,
cuando se usa en sentido

inverso), construido con los
núcleos binoculares BN43202, son en realidad más
altas por el mayor ancho de
banda, tanto por el mejor
aislamiento entre las dos
puertas de entrada, que se
sitúa en el valor de 35 dB,de
1,8 MHz hasta 30 MHz. La
atenuación de las dos
señales de tránsito desde el
circuito formado por los
transformadores T13 y T 14
es de –3 dB pero, como
veremos más adelante, la
presencia en su entrada de
señales con su ángulos de
fase que tienden a ser
coincidentes hace
importante, relativamente,
este dato. Para obtener estos
resultados es preciso prestar
mucha atención a la
construcción de los dos
transformadores: T13 está
formado por un
enrollamiento de tres
bobinas bifilares con cables
no torcidos, mintras que
T14 está constituido por un
envoltorio de dos bobinas
de tres cables con alambres
preventivamente trenzados
usando, en las dos bobinas,
alambre de cobre esmaltado
de 0,45mm de diámetro.
En la foto de figura 17, se
pueden ver los cuatro
bloques del circuito
descrito, cablados en el
panel trasero de aluminio
del contenedor, que tiene el
control de sintonización de
la Crossed Loops. Los tres
recipientes de lámina
esmaltada sin tapa, mostran
la disposición de los
transformadores T7 y T8
detrás de los conectores J1
Loop A y J2 Loop B y
respectivamente cercanos a

los relés K1 y K2 que
incluyen los dos módulos
preamplificadores HF de
cuatro FET, cuando éstos
están alimentados por el
interruptor S2 del panel
anterior. Los dos cables
coaxiales X1 y X2 de teflon
RG 196 soportan bien la
soldadura de la calza en los
cuatro orificios provistos de
remaches de cobre que
facilitan el paso; es un
método “spartan” pero
eficaz y económico
alternativamente a los ocho
conectores coaxiales
miniatura, del tipo SMB o
similares, si necesarios.
Siempre en la figura 17
vemos la disposición de los
cuatro relés K4, K5, K6 y
K7 sobrepuestos y soldados
en el lado largo del grupo
“Coupler” y en el centro, en
el lado opuesto, el relé K3
junto con los dos
transformadores T13 y T14
también ellos sobrepuestos
y pegados.
En figura 18 hay una foto
de la parte trasera del panel
donde se asoman los cinco
conectores BNC junto con
el conector de alimentación
de cuatro pines polos.
El adhesivo Dymo,
térmicamente impreso y
laminado, indica claramente
las entradas y las salidas. En
la imagen de la figura 19
vemos en cambio en el
panel la disposición de los
interruptores S1 y S2, de los
potenciómetros de diez
revoluciones R7 y R8
Bourns 3549S y del botón
microswitch
(microinterruptor) Crouzet
835420, encima de ellos
cinco LED de señalación de
14

cinco mm de diámetro. Un
pequeño trozo de trenza de
cobre estañado, protegido
por una vaina aislante,
asegura una continuidad

eléctrica estable entre el
panel posterior de aluminio
y el contenedor de hierro
recubierto de pintura
epoxídica. En la figura 20

vemos el panel frontal de la
caja de sintonización
acabada, con una etiqueta
adhesiva de plástico termo
impresa.

Fig. 15

Las partes del Coupler - Fig. 15
T13 = BN 43-202 µi 850 Amidon 3 spire bifilari 0,45 mm
T14 = BN 43-202 µi 850 Amidon 2 spire trifilari 0,45 mm
L3 = Perlina ferrite PF8 diametro est. 4 mm lunghezza 6 mm
D3 ~ D8 = BAV 21
C33, C34, C37, C41, C42, C43, C44 = 10 kpF 50V ceramico
C47, C48, C49, C50, C51, C52 = 10 kpF 50V ceramico
C35 = 68 pF NP0
C36 = Parallelo 10 kpF + 100 kpF 50V ceramici
C38, C39, C40, C45, C46 = 100 kpF 50V ceramico
TH9 ~ TH12 = Condensatori passanti 1 kpF diametro 3 mm
R19 = 100 Ω ¼ W film carbone
R20 = 10 kΩ ¼ W film metallico
R21, R22, R24, R25 = 470 Ω ¼ W
R23 = 33 Ω ¼ W
K3 = Relay V23105-A5403-A201 Siemens
K4, K5, K6, K7 = Relay CUP P001A112 Clare
J3, J4, J5 = Presa BNC da pannello flangiata
N°1 Contenitore stagnato SL03 – 74 x 37 x 30 mm

15

Fig. 16

Fig. 17

Fig. 18

Fig. 19

Fig. 20

16

La Antena Crossed Loops

Fig. 21

Los elementos de 82 cm de diámetro de la
Crossed Loops están construidos con dos
trozos de tubo de cobre largos 2,38 metros por
6 mm de diámetro (Fig. 21). Así como las
redes de adaptación, también los elementos
loop tienen que ser aislados entre ellos, por lo
tanto antes de soldar los conectores que
permiten la sustitución, se han insertado tres
trozos de vaina termo restringible transparente
de 10 mm de diámetro. Uno de éstos estará
dispuesto en la parte superior de la
circunferencia, los otros dos se reducirán para
la protección de las soldaduras de los
conectores. Estos últimos son unos
adaptadores coaxiales del tipo UHF AD259
(SO239/RCA macho), sus robustos anillos
exteriores de latón, del lado RCA, permiten
una fuerte soldadura (Fig. 22).
Otros cuatro adaptadores
coaxiales machos dobles
PL259 sirven para conectar los
dos elementos loop al
contenedor hermético de
plástico cuadrado 100 x 100
mm (Fig. 23) que lleva en sus
cuatro lados los clásicos
conectores bridados SO239
atornillados con dieciseis
tornillos de 3 por 15 mm (Fig.
24).

Fig. 22

Fig. 23

En el dibujo de la figura 25 está su plan de
perforación; se puede ver la pequeña
diferencia de altura (4 mm) entre los dos
pares de conectores SO239 en el centro de los
cuatro lados, esto permite una idéntica forma
de las dos circunferencias de los elementos
loop, antes de montar. En el fondo está la
perforación para el alojamiento de las dos
redes de adaptación, para el paso de cables de
descenso a través dos pasacables de goma y
para la fijación del pequeño contenedor
hermético a la ménsula de soporte, a través de
un plano de apoyo de polietileno compacto de
9 mm de grueso.
17

Fig. 24

Este último (Fig.26) permite adaptar
fácilmente el soporte de 100 x 100 x 70
mm ya perforado a 90° encontrado en
una tienda de herramientas, al
contenedor hermético de plástico,
facilitando, al mismo tiempo, el paso de
los cables de la antena. Los diámetros
de perforación son tres: 9 mm para el
paso de cables coaxiales; 5 mm para los
agujeros de los tornillos de acero
inoxidable con cabeza avellanada,
utilizada para el soporte del contenedor
hermético en el plano de polietileno y
este último al estribo de 90°; 3 mm para
los seis agujeros necesarios a fijar las
dos redes de adaptación por medio de
apropiados espaciadores roscados de
latón y otros diez y seis para fijar los
conectores SO239.
La figura 27 muestra el plano de
polietileno atornillado al soporte de 90°
y listo para recibir la parte inferior del
contenedor hermético; como puede
verse, los dos agujeros de 9 mm han
sido avellanados así como dar cabida a
la parte inferior de los pasacables de
goma un poco sobresalientes del mismo
fondo.

Fig. 25

La foto 28 hace ver los detalles internos
del contenedor hermético con las redes
de adaptación en su lugar y las entradas
soldadas a los respectivos loop; hay
además, los conectores de los elementos
loop protegidos por vaínas termo
restringentes de diámetro apropiado.
Acabado el trabajo de montaje de los
elementos loop, se ha molturado y
colocado un “ovecido” de plástico PVC,
como molde, propio en el centro de las
dos circunferencias y propio en el punto
en el cual éstas se cruzan. Después, a
través de un agujero de unos diez mm
de diámetro, hecho preventivamente en
el fondo del molde, han sido colados
unos 320 gramos de resina epoxi bicomponente adecuadamente mezclada.

18

Fig. 27

Fig. 26

Fig. 28

Esta operación permite conferir a los elementos de
la Crossed Loops la necesaria rigidez mecánica
para que permanezcan en “buena forma”, también
bajo la acción de fuertes ráfagas de viento. En el
momento de la instalación, en la parte superior de
un tubo de hierro galvanizado largo poco más de 2
metros, de 50 mm de diámetro, han sido enlazados
los dos cables de antena, preparado los cables
Fig. 29
coaxiales RG58/U como puede verse en la figura
29, fijado después el tubo con soportes resistentes de pared después orientado los dos elementos
loop A y loop B en las direcciones de los cuatro puntos cardinales.

19

Escuchando con la Crossed Loops
Después de la instalación, lo
primero que hay que hacer
es tomar nota de las
posiciones numéricas de los

referencia es sin duda útil,
tanto para acelerar la
sintonízación en las
“rebanadas” de banda de

Fig. 30

indicadores multirevoluciones de los dos
controles de sintonización,
para que se elabore una
tabla con tres columnas; en
la primera escribiremos los
valores de frecuencia,
mientras que en las otras
registraremos las posiciones
de sintonía de la loop A y
de la loop B.
Aunque se pueda adoptar
una veloz estrategia
alternativa sintonizando
“velozmente” los dos loop,
mientras que se escucha el
ruido atmosférico de banda,
en una frecuencia limpia y
libre de emisiones, en
algunas circunstancias este
método puede ser una
fuente de incertidumbre en
el posicionamiento de los
dos potenciómetros
multirevoluciones. Por esta
razón una precisa tabla de

mayor interés, como para
realizar el cambio de la
banda.
La sintonización de los dos
elementos loop es precisa y
repetible, y resultó estable
incluso con fuertes
excursiones térmicas (día y
noche) y en condiciones
meteorológicas adversas
(fuerte viento, humedad,
lluvia) no es crítca porque
en cualquier caso, una vez
afinada se obtiene una
atenuación aceptable y, por
lo tanto,una buena
recepción de las señales
hasta una distancia de la
frecuencia central de
alrededor de ± 40~80 KHz,
por razón de la banda
sintonizada.
Como alternativa a un
generador de señales y a un
analizador de espectro, para
preparar una tabla de

sintonización precisa para
decibelios, se puede utilizar
como generador un
analizador de antena, del
tipo MFJ259 u otro del
mismo tipo, equipado con
una carga de 50 Ώ y
colocado a una cierta
distancia de la antena
Crossed Loops.
Se podrá recibir su señal,
atenuando si es necesario,
con un receptor equipado
con un S-meter analógico,
controlado a su vez por un
circuito analógico AGC,
también éste completamente
analógico y tomando nota
de la mínima frecuencia de
3,5 MHz hasta el máximo
sintonizable de 14,5 MHz.
Para entender cuánto de
grande es la potencialidad
de esta pequeña antena, es
preciso hacer muchas horas
de escucha en las
condiciones de propagación
más diferentes, pero en las
condiciones meteorológicas
más críticas y
comparándolas, cada vez,
con las antenas
tradicionales, sensibles
también al campo eléctrico.
Obviamente es necesario
poner nuestra atención a la
calidad de las señales
recibidas en cuanto a la
relación señal/ruido, porque
la comparación establecida
sólo en el nivel absoluto de
las mismas señales, tal vez
utilizando una antena “fullsize” como referencia,
puede engañar.
La posibilidad de conmutar
con extrema velocidad las
señales de las dos antenas
loop y disponer de la señal
20

“suma”, permite una gran
libertad en su gestión,
permitiendo mejorar la
escucha de forma
significativa. Claro está que
no hay una precisa regla
para conmutar al conector
J5 la señal procedente del
loop A, del loop B o del
Coupler (Acoplador); todo
depende de las condiciones
de propagación en aquel
momento, en la gama de
frecuencias usadas y en la
hora del día o de la noche
en la cual se escucha.
Podemos conocer
aproximadamente la
probabilidad con la cual
ciertas señales se pueden
recibir, si la intensidad es
buena o suficiente y
también su ángulo de
elevación; pero sin duda es
seguro que no podremos
conocer su polarización.
Con nuestra antena,
eligiendo la señal
procedente del justo loop, se
elimina eficazmente el
efecto desvanecimiento,
más o menos profundo,
debido sea a la rotación
Faraday como, en algunos
casos, a la simultánea
presencia, por dos vías, de
la onda de cielo junto a la
ola de tierra de la misma
señal, que nos permite no
perderla en el ruido;
todavía, cuando la
propagación se vuelve
“larga”, se pueden
discriminar las señales que
llegan con un bajo ángulo
de irradiación, muy a
menudo de zonas remotas,
de las que con mayor
ángulo proceden de
distancias más cortas.

Además cuando las señales
que nos interesan tienen un
ángulo de irradiación en
promedio elevado y la
rotación de Faraday alterna
rápidamente su
polarización, la señal suma
dada por el “Coupler” de la
caja de sintonización de la
Crossed Loops atenúa el
efecto de desvanecimiento
que se produce
normalmente en las antenas
de una sola polarización, al
mismo tiempo cuando los
ángulos de irradiación
llegan a ser muy altos
(45°~90°), se realiza
también una suma vector
positiva de las señales con
fase próxima con una
ganancia que podremos leer
en nuestro S-meter de 3~12
dB (atenuación neta de –3
dB que las dos señales
sufren en el acoplador
magnético).
Esta ulterior oportunidad
que la antena Crossed
Loops ofrece, que se ha
revelado ventajosa en las
conexiones NVIS, se realiza
porque por su naturaleza los
elementos loop se
comportan de una manera
progresivamente menos
direccional hacia las señales
que llegan con ángulos de
irradiación siempre más
altos, proporcionando, en
nuestro caso, dos señales
con una diferencia de
ángulo gradualmente más
pequeña.
Cuanto menor es la
diferencia entre los ángulos
de fase de las dos señales,
tanto mayor es la señal
“suma”, saliendo del
acoplador magnético.

Realizando la Crossed
Loops no se apreciarán sólo
las características peculiares
de las antenas loop en
términos de bajo nivel de
ruido y particular
directividad, sino que,
extendiendo de hecho sus
posibilidades operativas, se
apreciarán también las
calidades consideradas
hasta el momento menos
importantes si no, alguna
vez, contraproducentes.
Estoy disponible para
aquellos que quieren tratar
de probar o también para
consejos, por correo
electrónico a
iz8dms@radiotransverter.com

73 de Máximo, IZ8DMS
(ex I8HYF).

21


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