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Las loops magnéticas o antenas de aro en realidad son una espira (aro) de una bobina, - posee inductancia - como elemento radiante, no guardando el aro relación con la loongitud de onda de trabajo para la que se diseña.Esto es, no se corresponde con media onda, un cuarto de onda, un octavo, etc.
Lo recomendable es que la longitud del aro esté entre 0,125 y 0,250 de la longitud de onda, por lo que es de un tamaño reducido
que puede instalarse en el interior de un piso, apartamento o en un balcón.
Un ejemplo de antena de aro para recepción lo publica EA7BDD en https://www.qsl.net/eb1hbk/taller/loop3g.jpg
y en https://www.qsl.net/eb1hbk/taller/ea7bdd5.html se nos describen dos modelos, uno de 50 cm de diámetro y otro de 35 cm.
Esta antena recoge sólo la parte magnética de la onda de radio electromagnética. La gran ventaja de esta antena es que las interferencias eléctricas procedentes de fuentes como los motores de explosión, el alumbrado público, o fuentes de RF no deseada, no introducen ruido en las señales recibidas. De esta manera, con una antena de bucle se pueden recibir y escuchar emisiones que con otro tipo antenas no, sobre todo con una antena vertical o un dipolo.
Se puede iInstalar en un rotor de TV para girarla y orientarla.
La sintonía de esta antena se consigue motorizando el condensador valiable desde el cuarto de radio. Por ejemplo, toda la banda de 80 metros, desde 3.5 a 4Mhz o la banda de 40 metros de 7.000 a 7.200 Mhz.
FUENTE: http://nmwilliam.tripod.com/mla.html
Además esta antena se ha realizado con cable coaxial y es alimentada con un segundo loop (feeding loop) con un diámetro de 1/5 del diámetro del loop principal (16cm).
En esta imagen se puede apreciar con claridad el sistema de alimentación de una loop magnética.
Para ajustar la ROE de la antena en la frecuencia de interes, se puede deformar o alejar este lazo respecto el principal. Espero prueben este tipo de antenas, da buenos resultados.
Otro tipo de acoplamiento inductivo es el conocido cmo "Faraday Loop". Para más información, se puede visitar la página web http://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm
Las dimensiones de este loop es de 1/5 a 1/6 del aro principal.
En la Web anterior, aunque en inglés, se puede obtener información más que suficiente como para construir una loop magnética de 20 a 80m.
Para obtener la resonancia de una antena necesitamos combinar la reactancia capacitativa e inductiva. (To obtain resonance, we need to combine inductive and capacitive reactance).
La resonancia se obtiene conectando un condensador en los extremos de un aro abierto. La capacietancia debe ser la apropiada para alcanzar la resonancia en la frecuencia desada como en cualquier circuito resonante paralelo. Hay que tener en cuenta que al aro no sólo tiene inductancia si no también capacitancia. De este modo, aún sin el condensador adicional, el bucle tiene una frecuencia de resonancia. Es la frecuencia de resonancia máxima que se puede obtener con el bucle.
(Resonance is obtained by connecting a capacitor across the ends of the opened loop. The capacitance has to be appropriate for the desired resonance frequency, as in all (parallel) resonant circuits. Note that the loop-winding not only has inductance, but also stray capacitance. So, even without the additional capacitor, the loop has a resonance frequency. It is the maximum resonance frequency that can be obtained wiht the loop.)
Ejemplo práctico. Cálculo de una antena de aro maegnético. (FUENTE: http://eb1agg.hol.es/?q=node/118)
Aplicamos la fórmula de toda la vida para calcular la longitud de onda:
Longitud de onda = 300/F (MHz)
De querer calcular para una frecuencia especifica sería como bien sabemos:
Longitud de onda = 300000/F (KHz)
Por lo tanto tenemos:
Longitud de onda = 300/28 = 10.81 m
A continuación calculamos la longitud del elemento de mayores dimensiones:
10.81/4 = 2.678 m
Recomiendo hacer el corte y aislamiento justamente en esa medida aunque le dejaremos unos centímetros más para realizar bien el conexionado.
Dado que el resultado realizando la ecuación lineal para un diámetro de +/- 80 cm (es el tamaño habitual en este tipo de loops). Al ser algo mayor hemos de tenerlo en cuenta para el mecanizado de la canaleta y contar con esos centímetros de más.
En éste caso:
2*3.14*X = 2.678 m ---------> 6.28 * X = 2.678m --------> X = 2.678m/6.28 = 0.426 m ------> 0.426*2 = 0.852 m
Este tipo de antenas comienza a ganar mayor eficiencia cuando se supera un metro de diámetro. Aprovecharemos el cálculo del diámetro para hacer los agujeros en la canaleta para pasar el cable coaxial.
b) Loop menor o excitador.
Para el cálculo de este elemento con el que excitaremos el loop de mayores dimensiones lo realizaremos de forma muy sencilla. Dado que tiene que ser 1/5 de la longitud del elemento que calculamos anteriormente.
2.678 / 5 = 0.535 m
Para hallar el resultado del diámetro aplicamos la misma fórmula que antes:
2*3.14*X = 0.535 -------> 6.28X = 0.535 -------> X = 0.535 / 6.28 = 0.085 m --------> 0.085*2 = 0.17 m
Es recomendable que se pueda sintonizar el loop a la frecuencia de diseño dividida por dos para mantener una eficiencia aceptable.
Ej. Si diseñamos una antena para 20m, en teoría se podría sintonizar en 7 MHz ya que 14 MHz / 2 = 7 MHz.
Un diseño interesante de magnetic Loop parta trabajar las bandas de 80 y 160m lo encontramos en http://members.iinet.net.au/~sadler@netspace.net.au/tmla.html y fue premiado con el primer premio del concurso sobre diseño de antenas de la ARRL (First Prize ($600): “A High Power 160/80-Meter Transmitting Magnetic Loop Antenna” by Steve Adler, VK5SFA. ).
CÁLCULO DEL CONDENSADOR VARIABLE. http://www.66pacific.com/calculators/capacitance_calc.aspx
Para más información visitar el link http://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm
Programas de interés para la construcción de antenas loop magnéticas:
Loop Calculator. Download: Magnetic Loop Antenna Calculator (4K)
Capacitor Design Software. Cap Calculator (2K)
Página para calcular antenas Magnetic Loops:
Para profundizar en detalles de construcción y consejos:
Para construir condensadores variables tipo mariposa:
Programa para calcular el condensador variable tipo mariposa:
http://www.alexloop.com/capcalc.exe by KI6GD Gleen Sperry
Conclusiones:
Ocupa poco espacio.
Se puede sintonizar en toda la banda.
So puede motorizar el condensador variable, colo que se puede sintonizar de forma remota.
Es directiva, lo que puede facilitar la reducción de interferencias.
Su componente magnética encuentra menos resistencia al atravesar la onda paredes, por lo que puede ser utilizada en el interior de edificios.
Se puede colocar cerca del suelo con pocas pérdidas al fluir la líneas magnéticas paralelas al suelo.
Tiene un factor Q muy alto por lo que tiene un trecho margen de sintonía. Esto conlleva el tener que resintonizar la antena cuando se da un cambiode frecuencia grande.
Hay menos posibilidad de crear interferencias ya que los armónicos y las espúreas quedan atenuadas.
Por la parte central del aro se puede conectar a tierra, con lo que se reduce la posibilidad de descargas y de estáticas.
Cálculos: http://www.aa5tb.com/loop.html
small transmitting loop (STL): https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm
Podemos encontrar un ejemplo en https://docplayer.es/72840718-Antena-loop-lazo-magnetico-para-27-mhz.html . Esta antena es para 27MHz pero puede servirnos para tomar ideas para nuestro proyecto.
La motorización del condensador variable se puede realizar de varias maneras pero yo me inclino por la solución de EA7HVO en https://www.instructables.com/Controller-for-3-Magnetic-Loop-Antennas-With-Endst/
Este proyecto es para el control de los condensadores variables de 3 antenas, aunque existe otro para una sóla antena en la misma página. Podemos ver un vídeo deostrativo en https://content.instructables.com/ORIG/F6N/QDFV/KCQ8HNYM/F6NQDFVKCQ8HNYM.jpg?auto=webp&frame=1&fit=bounds&md=a1e61f2bed7e9265a8eaeb6b25ba5de7
Este proyecto está basado en Arduino UNO para el control de un motor paso a paso con la posibilidad de almacenar 14 posiciones del motor paso a paso y en consecuencia del condensador variable.
Vídeos:
Igualmente en esta página encontramos el código (archivo ino para Arduino) y los archivos para imprimir la caja
para albergar todos los componentes y la pantalla LCD.
LINKS:
http://radioaficion.com/mods/antenas-de-aro-o-magneticas/
A Magnetic Loop Antenna - by GM3MXN (via G3YCC)
An Unusual Two Band Magnetic Loop Antenna - by Jindra Vavruska, OK1FO
The G3BGR Magnetic Loop - by G3BGR
Practical Experiments with Magnetic Loop Antennas - by David Reid PA3HBB / G0BZF
DJ3TZ's Small Tuned Loop Antenna Page - by DJ3TZ
Magnetic Loop-Antennas - WiMo Antenna Ltd.
Magnetic Loop Antenna - A Magnetic Loop by 7N3WVM
A Portable Magnetic Loop Antenna - by G4FON
VHF Antenna in a Lunchbox - The Magnetic Loop on Two Metres, by Lloyd Butler VK5BR
A Small Transmitting Loop Antenna for 14MHz and 21MHz - by Lloyd Butler VK5BR
Portable HF Transmitting Loop Antenna - by N5IZU
DobleLoop vertical ( ocho magnético ) para la banda de 145 MHz https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Magloop/magn8.htm
Sensibilidad de bucles receptores de giro múltiple http://www.vlf.it/octoloop/rlt-n4ywk.htm
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