¿Porqué un adaptador de impedancia genera pérdidas?
Cuando la antena de un sistema de radioaficionados tiene una impedancia diferente a los 50 ohmios, que es la impedancia característica estándar para la mayoría de los transmisores y líneas de transmisión, surgen pérdidas adicionales en los adaptadores de impedancia. Esto ocurre debido a varios fenómenos relacionados con la desadaptación de impedancia:
1. Reflexión de la señal y ondas estacionarias
Si la antena no tiene exactamente 50 ohmios, una parte de la energía transmitida desde el transmisor se refleja de vuelta en la línea de transmisión.
Estas reflexiones generan ondas estacionarias (representadas como un SWR > 1:1), lo que implica que no toda la energía se transfiere a la antena.
Los adaptadores trabajan para ajustar esta desadaptación, pero no logran recuperar toda la energía reflejada, resultando en pérdidas.
2. Pérdidas resistivas en el adaptador
Para corregir la desadaptación, los adaptadores emplean componentes como bobinas y capacitores que tienen resistencia interna. Cuando estos manejan altas corrientes debido a la reflexión y la necesidad de transformación, parte de la energía se convierte en calor en estos componentes.
3. Corrientes más altas debido a la transformación
Si la impedancia de la antena es muy baja o muy alta respecto a los 50 ohmios, el adaptador necesita transformar significativamente la impedancia. Este proceso puede aumentar las corrientes en ciertas partes del circuito, incrementando las pérdidas resistivas.
4. Efecto de desadaptación severa
Si la diferencia de impedancia es extrema (por ejemplo, una antena con 200 ohmios o 10 ohmios), el adaptador debe manejar más energía reflejada y disiparla, lo que lleva a pérdidas mayores.
En estos casos, la eficiencia del adaptador disminuye, ya que no toda la energía puede transferirse de manera efectiva a la antena.
5. Aumento del SWR en el sistema
Aunque los adaptadores están diseñados para mitigar el SWR entre la línea y la antena, el proceso de adaptación no es perfecto.
Un SWR elevado en el adaptador provoca que una parte de la energía se disipe como calor, tanto en el adaptador como en el transmisor.
Ejemplo práctico: Antena de 25 ohmios
Si la antena tiene una impedancia de 25 ohmios, el adaptador debe duplicar esta impedancia para alcanzar los 50 ohmios. Este ajuste requiere componentes adicionales y más transformación, aumentando las pérdidas en forma de calor y reduciendo la eficiencia.
Cómo minimizar estas pérdidas
Diseñar una antena con impedancia cercana a los 50 ohmios.
Esto reduce la carga de trabajo del adaptador.
Usar un buen adaptador de impedancia.
Componentes de alta calidad y baja resistencia.
Optimizar el sistema.
Usar analizadores de antena para ajustar la longitud de la antena o agregar elementos como baluns o acopladores.
En resumen, cuando la antena tiene una impedancia fuera de los 50 ohmios, el adaptador de impedancia debe corregir esta diferencia, generando pérdidas adicionales debido a la reflexión, el calentamiento de componentes y el manejo de energía reflejada. Estas pérdidas son inevitables, pero pueden minimizarse con ajustes y componentes adecuados.
Por: José M. Candelaria (NP4ET)
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