(por Andrea Giorgetti)

El transceptor VHF, habitualmente denominado radio VHF, forma parte, con razón, del equipo de seguridad; su fiabilidad y facilidad de uso lo han convertido en el instrumento utilizado principalmente en las comunicaciones de corto alcance de barco a barco y de barco a tierra.

Qué es la banda VHF y cómo funciona

La banda VHF (Very High Frequency) es una porción del espectro de radiofrecuencias que va de 30 a 300 MHz. La banda se divide entre emisoras de radiodifusión, canales de televisión, frecuencias de radioaficionados, frecuencias policiales y mucho más; lo que interesa aquí es la banda VHF marina, que va de 156 a 162 MHz y está dividida en canales. Es decir, cada canal que leemos en la pantalla de nuestro equipo corresponde a una frecuencia determinada (dos si el canal es dúplex, una en transmisión y otra en recepción). https://atc.mise.gov.it/images/documenti/03-Tabella_B.docx.pdf

Además de los canales que utilizamos para hablar, es decir, para hablar con otras estaciones, hay canales dedicados a las transmisiones digitales, 70 para DSC (Llamada Selectiva Digital). https://it.wikipedia.org/wiki/Chiamata_selettiva_digitale) y los 87B y 88B para AIS (Sistema de Identificación Automática).

Las ondas de radio a estas frecuencias no suelen reflejarse en la ionosfera, sino que se propagan por ondas directas. Por tanto, teóricamente, sólo puedo comunicarme si las dos antenas (la que transmite y la que recibe) pueden verse físicamente. Esta es la razón por la que las antenas VHF se instalan lo más alto posible y, a menudo, en el tope del mástil.

Comparado con las comunicaciones en MF o HF, donde gracias a la reflexión de la ionosfera se pueden conectar estaciones a miles de kilómetros, en VHF el alcance es limitado, pero por otro lado tiene una gran fiabilidad, ya que las comunicaciones no se ven afectadas por los ciclos solares, la alternancia día-noche u otros factores.

Qué se necesita para comunicarse en VHF

Veamos qué necesito para comunicarme en VHF y qué factores hay que tener en cuenta para aprovechar todo el potencial de este instrumento.

El corazón del sistema es claramente el transceptor, que es una radio capaz de recibir y transmitir señales de radiofrecuencia, en este caso en la banda VHF marina. Simplificando, podemos decir que el transmisor procesa la voz captada por el micrófono en una señal de radiofrecuencia que es transportada por el cable coaxial hasta la antena, que la transforma en ondas electromagnéticas que se irradian al éter. A la inversa, la antena inmersa en un campo electromagnético (receptora) produce una señal que el coaxial lleva al receptor, que a su vez la transforma en una señal de audio emitida por el altavoz.

¿Qué se necesita?
En la actualidad, los transceptores VHF marinos son aparatos muy robustos y fiables; si están bien instalados y alimentados, pueden dar décadas de uso sin dar problemas. En las instalaciones, los problemas críticos más frecuentes son los cables coaxiales, y sus conectores, y las antenas.

1 - Cable coaxial

El cable coaxial consta de un conductor central envuelto en un material dieléctrico que lo aísla de la trenza (masa), que está envuelta en la cubierta exterior. De este modo, la señal de radiofrecuencia que viaja por el interior del coaxial queda como atrapada en el apantallamiento exterior creado por la trenza. Idealmente, la línea de transmisión lleva toda la energía desde el transmisor hasta la antena, pero en el mundo real todos los cables coaxiales tienen pérdidas.
En el mercado podemos encontrar multitud de tipos de cables coaxiales, cada uno de los cuales tiene su propio campo de aplicación en función de la frecuencia, la potencia y la impedancia a la que tenga que trabajar.
La siguiente tabla comparativa es una excelente herramienta para comparar los distintos cables coaxiales y guiarnos a la hora de elegir con conocimiento de causa. Puede encontrarla en https://www.wimo.com/coaxial-cable_e.html

Necesitamos 50Ω de impedancia, con baja atenuación en la banda VHF.

A tener en cuentaA los cables coaxiales no les gustan las curvas cerradas, de lo contrario pierden eficacia, por eso en la especificación del producto se indica el radio de curvatura mínimo admisible. Esto es importante, ya que durante la instalación a bordo a menudo nos encontramos pasando cables por lugares estrechos con curvas cerradas. En principio, si tenemos problemas de espacio en los conductos de cables o tenemos que pasar por lugares muy estrechos, un cable de diámetro pequeño y muy flexible nos ayudará en la instalación.

Si nos centramos en 144 MHz, la frecuencia más cercana a la banda marina, podemos ver cuánta diferencia de valores de atenuación hay entre un cable y otro.
Suponiendo una instalación en un velero de 15 mEn el caso de los 33 metros de cable coaxial necesarios para conectar la radio instalada en la mesa de cartas con la antena del mástil, hay que calcular las pérdidas. Los valores de atenuación serán entonces un tercio de los indicados en la tabla, que se refieren a 100 metros de cable.

Veamos un ejemplo empezando por el RG 58, muy popular por su bajo coste y su diámetro de sólo 6 mm, que lo hace muy flexible.
Desde el punto de vista de las pérdidas, como se puede ver en la tabla, desde luego no es la mejor solución, y en la práctica podemos calcular que la atenuación en 33 metros de cable es de casi 6 decibelios, lo que significa que de los 25 vatios que entrega la radio VHF sólo 6 llegarán a la antena.
Al utilizar el RG 213U, un cable más caro y voluminoso con un diámetro de 10 milímetros, los decibelios de atenuación bajan a algo menos de 3, es decir, la antena recibirá 13 vatios, una gran diferencia.
Si, por el contrario, utilizamos una Espuma RG 213, las pérdidas disminuyen aún más, con una atenuación de sólo 1,5 dB en 33 metros de cable, por lo que llegarán a la antena 18 vatios.

A partir de esta sencilla comparación comprendemos hasta qué punto la elección del coaxial afecta al rendimiento. Teniendo en cuenta que el alcance máximo de la señal en VHF está limitado por el alcance óptico, la atenuación del cable cuando se transmite con 25 vatios no es tan crítica. Sin embargo, sí lo es en los canales en los que el equipo está autolimitado a 1 vatio (de puente a puente) o cuando hablamos de AIS, de hecho los transpondedores de clase B más comunes en embarcaciones de recreo tienen una potencia de salida de sólo 2 vatios. Con potencias de salida tan bajas es importante no tener pérdidas en la línea, por lo que debemos invertir en un buen coaxial, instalar los conectores correctamente y proteger el conector del lado de la antena con cinta autoamalgamante, para que la humedad y la salinidad no puedan corroer los contactos. pérdidas crecientes.

2 Conectores

Hablando de conectores, los más utilizados son los PL 259. La recomendación habitual es utilizar unos de buena calidad, ya que mejor en entorno marino. Además, dada la multitud de cables que existen en el mercado, debemos asegurarnos de que utilizamos conectores adecuados para el cable que vamos a utilizar. Así de si que el conector debe instalarse correctamente, si no tenemos suficientes conocimientos y práctica al respecto, podemos encontrar tutoriales muy completos en la red.

3 Antena

Llegamos ahora a la antena, un elemento que se ha instalado demasiadas veces y luego se ha olvidado.

Para transformar la señal de radiofrecuencia que llega al coaxial en ondas electromagnéticas (resonancia), una antena debe tener una longitud eléctrica proporcional a la longitud de onda (y, en consecuencia, a su frecuencia) para la que fue diseñada. Normalmente, en VHF se utilizan antenas verticales de cuarto de onda o media onda de longitud, pero existen muchas variantes.
Por regla general, cuanto más larga sea la antena, más ganancia tendrá. Como lo que importa para la ganancia es la longitud eléctrica y no la longitud física, los fabricantes de antenas (para no crear confusión) especifican la ganancia de cada uno de sus productos. Como la antena es un elemento pasivo y no se crea ni se destruye nada, la ganancia de las antenas más largas es debido al lóbulo de radiación más estrecho.

Como se ve bien en la figura, en la práctica con una antena con más ganancia puedo comunicar más lejos, pero con un barco escorado ¡corro el riesgo de dirigir mi señal hacia el mar y el espacio! Por eso en los monocascos de vela tendemos a utilizar antenas con 3 o como mucho 6 dB de ganancia en el tope del mástil. Esto permite un buen alcance debido a la altura del mástil, sin tener que instalar antenas largas y pesadas tan arriba, lo que no es ni fácil ni productivo. En cambio, es más difícil instalar antenas de 6 o 9 dB de ganancia en las lanchas rápidas o en la popa de los veleros como antenas de respeto o para el AIS.
Al elegir una antena, hay que tener en cuenta que las antenas VHF marinas normalmente sólo pueden utilizarse en la frecuencia para la que están cortadas, y que el ancho de banda è de unos pocos MHz, por lo que una antena adecuada para los canales de voz de VHF no siempre dará los mejores resultados en los canales AIS; sin embargo, este problema es fácil de solucionar, ya que en el mercado se pueden encontrar antenas para canales de audio y antenas específicas para AIS.

¿Cómo puedo comprobar que mi sistema funciona correctamente?

La forma más fácil es una llamada de radio a una estación de la Guardia Costera.

Si tienes dudas sobre la eficiencia del sistema, debes medir la relación de ondas estacionarias, o ROS, que es la unidad de medida de la eficiencia de la antena a una frecuencia determinada. La ROS nunca debe superar 1:1,5 y debe mantenerse por debajo de 1:1,2 para una buena eficiencia. Aunque no es habitual tener un medidor de ROS a bordo, no estaría de más pedir prestado uno y medir las ondas estacionarias de nuestra antena al principio de la temporada. Ten en cuenta que algunos transpondedores AIS tienen un Rosmeter incorporado, de modo que si la antena tiene algún problema, el transmisor deja de transmitir para evitar daños.