Antenas de ferrita, Loopstick o de barra de ferrita (Ferrite Rod)

Para recibir las señales radioeléctricas de las bandas de frecuencias de  MW (Onda Media  300 kHz-3MHz)  y LF (Onda larga 30 kHz -300 kHz) necesitariamos antenas  de tamaños muy grandes, incluso si se construyen en forma de lazo (Loop) al ser su nucleo de aire. En los años 50 se propuso el uso de nucleos de ferrita para disminuir el tamañod e las antenas de lazo multivueltas. 

La ferrita es un material cerámico compuesto de polvo de un material ferromagnético aglomerado con un aislante, con el fin de evitar las pérdidas por corrientes de Foucolut, que entre otras cosas provocan un calentamiento del núcleo con la consiguiente perdida de energía en forma de calor (efecto Joule).

En aliexpress, nuestro proveedor habitual de material electrónico, encontramos:

• Barras de ferrita
• Barras de ferritas bobinas (aunque no se especifican la frecuencia de resonancia)
• Barras de ferritas bobinadas con receptores (p.e. DCF77, WWVB 60 kHz) 
• Antenas de ferrita sintonizables tanto pasivas como activas.

Barras de ferrita bobinadas disponibles en Aliexpress

antena de ferrita para receptor TECSUN

Antena de ferrita para receptores TECSUN sintonizable

LA30 de PALSTAR antena de ferrita sintonizable y activa (la madre de todas las antenas de ferritas por un precio aproximado de 400 €).  El modelo estandar cubre de 410 kHz a  2050 kHz, el modelo LW va de 110 kHz a  550 kHz, y el de bandas tropicales de 1480 kHz a 7500 kHz.

Ejemplo de uso de una antena de ferrita para sintonizar las señales horarias DCF77 (77 kHz)

Funcionamiento de una antena de ferrita sintonizada

Resumiendo una  antena de nucleo de ferrita es un caso particular de una antena pequeña de bucle multivuelta, es cecir, la longitud de conductor y el diámetro del bucle son mucho menores que la longitud de onda a la que queremos sintonizar la antena o para la cual queremos que la antena resuene.

Es muy didáctico el articulo de SM0VPO sobre el uno de una antena de ferrita para un receptor de onda media (MW)

Sobre la ferrita hay un circuito que es sintonizable para que resuene en la frecuencia que deseemos compuesto por la bobina larga L1 y el condensador variable y una bobina más pequeña que es la que capta la señal a la que resuena el circuito la L2. este esquema es el que encontramos en las antenas de lazo pequeño


L2 puede estar junto a L1 pero a veces tambien se bobina sobre L2, lo cual es indistinto


Esquema eléctrico de una antena de ferrita sintonizada


Por último el numero de vueltas de cada bobina nos da una idea del orden de magnitud de las mismas

Comprar antenas de ferrita

Una web de venta de antenas todo tipo de antenas para HF, MF y LF es

sv2czf:

• Antenas activas de ferrita (Revisión)
• Antenas pasivas de ferrita  sintonizable
• Antenas magnéticas de bucle 
• Antenas activas de bulce 
• Antenas  mini-whip (mini látigo)

 

Inventos y pruebas varias

• La kinder antena Una primera prueba que se me ocurrió fue aprovechar la antena de ferrita de un receptor de DCF77  y montarla en un pequeño balum de antena y encapsularlo en una T  de desagüe con dos partes de un huevo kinder como tapa, no es una antena de ferrita sintonizable. Montarla en una T me permite  instalarla en el extremo del mastil de PVC donde tengo otras antenas como una Loop y un minilatigo. Bueno la antena funciono para MW con una directividad de unos 6 - 14 dB dB (máxima señal con mínima), aunque se presenta superior la LOOP.

Balum aprovechado para soldar los dos extremos de la bobina de la antena de ferrita del DCF77

Un huevo kinder me sirve para fijar la ferrita y el otro el conector SMA

Comparativa de la MiniWhip (activa- onmidireccional), kinder (pasiva-direccional) y YouLoop (pasiva direccional) con y sin preamplificador, sigue ganando en LW y MW la YouLoop tanto por su ganancia como por su directividad.
El amplificador solamente es efectivo en la MW pues en LW el nivel es similar a no tener el amplificador conectado pero incrementa el nivel de ruido unos 10 dB con lo que se empeora el conjunto, en MW aunuque se incrementa el ruido en 10 dB la senal mejora 14 dB que es lo que se haboa medido en las pruebas por lo que se obtiene una mejora de 4 dB en la S/N)

Ideas y propuestas

• Unir varias antenas de ferrita en serie para aumentar su inductancia

Realicé un segundo prototipo poniendo tres ferritas en paralelo, y uniendo sus bobinas en serie (suma de sus impedancias) para ver los resultados. Los resultados fueron mejores que el modelo "kinder" pero todavía debe mejorar.

El montaje es sencillo pero debe comprobar la continuidad de las soldadduras, dado que los cables de cobre de las bobinas están esmaltados y puede fallar la soldadura aunque vengan preestañados de fábrica 

Interior de la "triferrita"

Probando la "triferrita"

 

El coste ha sido de 1,5€ por ferrita,  0,9 € el conector y 1 € la caja de plástico, total 6,4 € 

 

• Montar un condensador variable (p.e. los condensadores 443DF de 20-126pF de aliexpress, que montados dos en  paralelo nos darian de 40-252 pF de capacidad) para obtener circuitos resonantes 

Ojo con los condensadores variables múltiples como el 443BF  también disponible en Aliexpress CBM-443BF

• Conseguir un medidor de inductancias y capacitancias para medir con exactitud los valores y con ello hacer calculos sobre la frecuencia de resonancia, etc.

Para leer más sobre antenas

• Antena logaritmo periodica
• Mini whip - Antena de látigo míni
• Antenas MiniWhip de Aliexpress: PA0RDT vs PA0NHC
• Antena en bucle de Moebius o antena magnética: YouLoop - I
• Antenas en bucle o lazo (loop): WellBrook Loop ALA1530 - GRAHN SE3  - BH5HDE 
• Antenas de ferrita, Loopstick  o de barra de ferrita  (Ferrite Rod)

Referencias:

• DX Fiend: Gary DeBock’s guide to building the ultimate FSL antenna for the Tecsun PL-380
• What's an appropriate core material for a loopstick antenna?
• MW REFLEX RECEIVER by Harry Lythall - SM0VPO

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