COMO MEDIR LA ROE
Sergio Zuniga, CE2CG, antes CE2JNZ
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 es aquella que tiene una impedancia de 50 ohms, lo que debe coincidir con la impedancia de toda la línea de transmisión (coaxial), y la impedancia de trabajo del equipo de radio (nota: en corriente continua existe la resistencia, 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 la impedancia de las antenas).
Si la antena no tiene una impedancia de 50 ohms (porque la capacitancia y la 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. Sin embargo esto no sucede con los equipos de radio modernos, ya que éstos traen medidores de ROE incorporados, y si ésta es muy alta, simplemente se bloquean automáticamente y no trasmiten, o se apagan. Debido a esto, es una buena recomendación para un radioaficionado que recién comienza, que haga un esfuerzo adicional, y se compre uno de éstos equipos. Mi opinión es que si es marca ICOM, mejor.
La siguiente ilustración muestra la fórmula de la ROE o SWR, y un gráfico en la que en el eje horizontal aparece la potencia enviada (forward) y en el eje vertical la potencia devuelta (reflected).
Por ejemplo, si el equipo logra transmitir 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.
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Usualmente se acepta que es seguro para un equipo de radio, trabajar con un ROE de hasta 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 la potencia total, la devuelta sea un 25% y la 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, se recomienda hacer las pruebas con potencia mínima.
EL MEDIDOR DE ROE
Un medidor de ROE es, en mi opinión, 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.
Sin embargo, si bien un equipo de HF permite encontrar el punto de resonancia de una antenita monobanda, no hay forma de saber si en ese punto es seguro transmitir, o cuál es el rango de frecuencias seguro. Eso solamente lo puede proporcionar un medidor de ROE.
De estos medidores hay varios tipos. Actualmente, los sintonizadores automáticos de antena más modernos traen medidores de ROE, también algunos amplificadores lineales, y todos los analizadores de antena.
Los medidores de ROE 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), y son los que personalmente los prefiero.
En el medidor de la derecha, nótese que se trata de un medidor para el rango de frecuencias extremadamente amplio: de 1.8 MHZ (HF - 160 metros) a 200MHZ (VHF - metros). Además, nótese que tiene tres escalas de medición: 20Watts, 200Watts, y 2KWatts. Finalmente tiene un selector para AVG y PEP. Para leer la ROE en este medidor, nótese que la potencia hacia adelante es de 10 watts (ya que está seleccionada la escala de 200Watts), y la potencia reflejada es de algo más de 0,8 Watts. 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: esa medida también es allí Infinito. |  Nota: Puesto que la ROE se mide generalmente en modos CW, es indiferente usar PEP (Peak Envelope Power) o Potencia Promedio (Pavg), ya que en los modos CW (CW, RTTY, FM), Pavg = PEP. En SSB, depende de la modulación, y el rango común es Pavg = 0.5xPEP a 0.65xPEP |
MEDICIÓN DE LA ROE
Para medir la ROE, se debe conectar el medidor entre el equipo y la antena, tal como se muestra en la siguiente ilustración. El medidor de ROE tiene detrás dos conectores SO, uno para la antena y otro para el equipo de radio. 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 un 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 “toda la potencia”. Un error común, es poner el equipo en banda lateral, y silvar o modular al micrófono, lo que obviamente no permite una medición precisa de la ROE. Si el equipo de es VHF o UHF, esto no es necesario, ya que transmitirá en FM, entregando automáticamente toda la potencia. Con esto, puede “petetearse” el equipo brevemente para hacer las mediciones. |  |
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 fantasma, que efectivamente el equipo entrega lo que debe entregar.
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Saludos cordiales, desde el Cerro Grande de La Serena.
Sergio, CE2CG
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