COMO MEDIR LA ROE

 

Sergio Zuniga, XQ2CG

La Serena, Chile

Agosto de 2010

 

 

            Este artículo está dedicado a los radioaficionados principiantes o aspirantes (charly deltas, en Chile).

 

            La ROE o Relación de Ondas Estacionarias (en inglés SWR, Standing wave ratio) es un índice o ratio que compara la potencia efectivamente enviada por el equipo de radio, y la potencia que se devuelve al equipo de radio.

 

            Una antena ideal (la más común para los radioaficionados) es aquella que tiene una impedancia de 50 ohms, lo que debe coincidir con la impedancia de toda la línea de transmisión (coaxial), y con la impedancia de trabajo del equipo de radio.

Nota: En corriente continua existe la resistencia pura, y en corriente alterna la impedancia: como las ondas de radio tienen máximos y mínimos, se trata de ondas alternas, y por eso se habla de impedancia, que es una generalización del concepto de resistencia. Ver más aquí.

 

            Si la antena no tiene una impedancia de 50 ohms (porque capacitancia e inductancia no se logran anular mutuamente), entonces alguna potencia se devolverá al equipo de radio. Si la impedancia es muy diferente de 50 ohms (por ejemplo si la antena está rota), entonces la potencia que se devuelve puede ser tan alta que puede “quemar” el equipo de radio (esto no sucede con los equipos de radio modernos, los que se auto protegen: no trasmiten o se apagan). Debido a esto, una recomendación para un radioaficionado que recién comienza, es que haga un esfuerzo y se compre un equipo moderno.

 

            La siguiente ilustración muestra la fórmula de la ROE o SWR. También aparece un gráfico en que en el eje horizontal aparece la potencia enviada (forward) y en el eje vertical la potencia devuelta (reflected). Las líneas paralelas inclinadas del gráfico indican la ROE.

 

            Por ejemplo, si el equipo transmite 20 watts hacia adelante, y se devuelve 1 watt, entonces las líneas paralelas inclinadas del gráfico indican que la ROE es algo menos de 1.6. Si hacemos el cálculo manualmente usando la fórmula: ROE = (1+ raíz(1/20)) / (1- raíz(1/20)) = (1+0.22361)/ (1-0.22361) = 1.22/0.78 = 1.576, lo que coincide con el resultado de la ilustración.

 

ROE.JPG

ROE

% de pérdida

de potencia

% de potencia

que sale a la antena

1.0:1

0.0%

100.0%

1.1:1

0.3%

99.7%

1.2:1

0.8%

99.2%

1.3:1

1.7%

98.3%

1.4:1

2.7%

97.3%

1.5:1

3.0%

97.0%

1.6:1

5.0%

95.0%

1.7:1

6.0%

94.0%

1.8:1

8.0%

92.0%

2.0:1

11.0%

89.0%

2.2:1

14.0%

86.0%

2.4:1

17.0%

83.0%

2.6:1

20.0%

80.0%

3.0:1

25.0%

75.0%

4.0:1

38.0%

62.0%

5.0:1

48.0%

52.0%

6.0:1

55.0%

45.0%

10.0:1

70.0%

30.0%

 

            Usualmente se acepta que es seguro para un equipo de radio, trabajar con un ROE de hasta 1:3,0.

 

            La tabla de arriba, a la derecha muestra los resultados en términos de porcentajes, donde se destaca que el máximo aceptable es normalmente que del 100% de potencia total, la potencia devuelta sea un 25% y la potencia emitida sea un 75%.

 

            Nótese que la ROE es independiente de la potencia que se use. Es decir, si hago las pruebas con la potencia mínima, media o alta de equipo de radio, la ROE resultante debe ser la misma. Por esto, por seguridad se recomienda hacer las pruebas con potencia mínima.

 

 

EL MEDIDOR DE ROE

 

            Un medidor de ROE es un componente imprescindible para un radioaficionado, a menos que el equipo de radio traiga uno incorporado.

 

            Alguna vez he escuchado: “para qué necesitas un medidor de ROE, si el medidor de potencia que tiene el equipo de HF basta para calibrar una antena”. En esa oportunidad se hacía referencia a un equipo de radio HF antiguo, no de esos modernos que traen incorporado un medidor de ROE.

 

            Si bien un equipo de HF permite encontrar el punto o frecuencia de máxima potencia de una antenita monobanda, no hay forma de saber si en ese punto es seguro transmitir. Eso solamente lo puede proporcionar un medidor de ROE.

 

            De estos medidores de ROE hay varios tipos. Los más comunes son de “agujas cruzadas”, como el de la foto de abajo.

Hay otros de una sola aguja y que requiere una calibración (CAL).

El medidor de la derecha opera en un rango de frecuencias amplio: de 1.8 MHZ (HF - 160 metros) a 200MHZ (VHF - metros).

Además tiene tres escalas de medición: 20Watts, 200Watts, y 2KWatts.

En este medidor, nótese que la potencia hacia adelante es de 10 Watts (ya que está seleccionada la escala de 200 W, entonces 1x10), y la potencia reflejada es de algo más de 8W (0,8Wx10).

- En el gráfico de arriba, esto implica una ROE infinita, o extremadamente alta.

- El medidor de la derecha muestra la ROE donde se cruzan las agujas: Infinito.

 

Nota: El medidor tiene un selector para AVG y PEP.

PEP (Peak Envelope Power) = La potencia promedio a la línea de transmisión pero sólo en la cresta/pico de la modulación (máxima potencia). Los medidores más antiguos sólo entregan esta medida.

AVG (Pavg) = La potencia promedio a la línea de transmisión durante un intervalo de tiempo suficientemente largo. Es el método preferido de medición.

 

En los modos CW, RTTY, FM, se cumple que Pavg = PEP, es decir coinciden.

En SSB, el ratio PEP/Pavg se encuentra entre 1.53 a 2.

http://www.astrosurf.com/luxorion/Radio/swr-meter.jpg

 

 

 

MEDICIÓN DE LA ROE

 

El medidor de ROE tiene detrás dos conectores SO, uno para la antena y otro para el equipo de radio. Para medir la ROE se debe conectar el medidor entre el equipo y la antena, tal como se muestra en la ilustración de la derecha.

 

Una vez hecha la conexión, y fijada la escala de trabajo, y puesto el equipo en potencia de transmisión baja (potencia mínima en UHF y VHF, y 5% o 10% de la potencia en equipos de HF), es necesario tener claro si se trata de un equipo de banda lateral (HF) o uno de VHF o UHF.

 

Si es de HF, debe seleccionarse el modo de transmisión en AM o CW, para que el equipo entregue “potencia continua”, es decir sin peaks.

Con el equipo en banda lateral, al silbar o modular al micrófono, si bien puedo leer la ROE, no se puede tener una medición precisa de las potencias.

 

Si el equipo de es VHF o UHF, esto no es necesario, ya que transmitirá en FM, entregando automáticamente una potencia continua.

 

Hecho esto, hay que “petetear” el equipo brevemente para hacer las mediciones.

swrsetup.JPG

 

 

ALGUNAS RECOMENDACIONES FINALES

1.- Siempre hacer las mediciones de antenas en sitios despejados al máximo, y donde la antena esté alejada de mástiles y cercos metálicos.

2.- En el caso de las antenas de móviles, sacar los autos de los garajes a sitios despejados.

3.- Los famosos medidores clásicos marca BIRD con las “pastillas”, no son realmente medidores de ROE. Solo entregan las potencias de salida y potencia devuelta. Para calibrar antenas debe trabajarse con la ROE. En alguna oportunidad me mostraron con el medidor Bird que la antena supuestamente estaba OK, pero el equipo ICOM 706MK2G se negaba a transmitir. Al poner un medidor de ROE, se verificó que la ROE estaba disparada, lo que el medidor Bird no pudo reportar directamente.

4.- Para medir el desempeño de equipos de radio (es decir si efectivamente están “tirando” la potencia que deberían), debe usarse un medidor de ROE, con una antena fantasma. Esta es una recomendación básica al comprar un equipo de radio usado: que el vendedor demuestre al comprador, con el medidor de ROE y la antena-carga fantasma, que efectivamente el equipo entrega lo que debe entregar.

 

 

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Saludos cordiales, desde el Cerro Grande de La Serena.

 

Sergio, XQ2CG

 

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