¿Qué son las antenas FM? Guía completa

Las antenas FM que operan entre las frecuencias 88 - 108 MHz son capaces de establecer una communicación de voz fiable para una gran variedad de aplicaciones. Este artículo explora el principio de funcionamiento de las antenas FM, destacando sus tipos clave, así como su utilización en contextos personales, commerciales y de emergencia. Además, aborda los factores que influyen en la selección de la antena y esboza varias consideraciones esenciales que debe tener en cuenta el usuario para un rendimiento óptimo de las antenas FM, garantizando al mismo tiempo la integridad de la señal.

Introducción a las antenas FM

Las antenas FM son antenas de muy alta frecuencia (VHF) especialmente diseñadas para funcionar en la gama de radiofrecuencias FM de 88-108 MHz. Las antenas FM sirven de interfaz en la transmisión y recepción de señales FM. Sin embargo, la antena no es exclusiva para señales FM; es receptiva a cualquier señal que se produzca dentro de su rango de VHF. No obstante, el efecto debido a las señales FM es que las antenas son relativamente compactas debido a la corta longitud de onda de las señales FM.

Las antenas FM facilitan la transmisión y recepción eficaces de las señales FM. Por su diseño y colocación a medida, estas antenas influyen en el alcance, la claridad y la intensidad de la señal para mantener una transmisión y recepción de alta calidad, mejorando el alcance y la fiabilidad de la radiodifusión en FM.

¿Cómo funcionan las antenas FM?

Las señales de radio FM son un tipo de onda electromagnética que se propaga por el espacio mediante oscilaciones eléctricas y magnéticas. Además de las señales de radio FM, el espectro electromagnético también accommoda microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Las señales de radio FM, al ser señales electromagnéticas VHF, son adecuadas para la radiodifusión de corto a medio alcance debido a su propagación en la línea de visión.

Las antenas FM permiten la conversión de señales eléctricas en ondas electromagnéticas de ida y vuelta en la transmisión y recepción de señales, respectivamente. En la transmisión de señales, la antena obtiene una señal eléctrica del transmisor, que se utiliza para crear campos eléctricos y magnéticos oscilantes, produciendo ondas de radio. Durante la recepción, la antena intercepta las ondas electromagnéticas entrantes, lo que provoca la inducción de una corriente eléctrica correspondiente, que es procesada por el receptor para recrear la señal transmitida.

Tipos de antenas FM

Las antenas FM incluyen una variedad de tipos de antenas, cada una diseñada para mejorar la transmisión y recepción de la señal dentro de la gama de frecuencias de 88 -108 Mhz. Algunos de los tipos más common de antenas FM son los siguientes:

Antenas dipolo

Es la antena de FM más utilizada y la más básica. Compuesta por dos conductores de igual longitud en forma de "T" y una línea de alimentación en su centro, esta antena se utiliza commúnicamente para emisoras de radio y transmisores de FM debido a su rendimiento equilibrado. Además, estas antenas también se utilizan para formar conjuntos de antenas, en los que se colocan antenas dipolo del mismo diseño y rango de frecuencias para reducir las posibilidades de interferencias multitrayecto.

Antenas Yagi

Las antenas Yagi son antenas direccionales que constan de un dipolo como elemento impulsor, un reflector y varios directores. Este diseño único les confiere la capacidad de mejorar la ganancia de señal en una dirección específica, lo que hace que las antenas Yagi sean muy adecuadas para aplicaciones que requieren conectividad en una dirección conocida. Sobre todo en la radiodifusión en FM, las antenas Yagi se utilizan principalmente para proporcionar conectividad en zonas específicas y garantizar la conectividad entre estaciones distantes.

Antenas verticales

Estas antenas se conocen más commúnicamente como antenas monopolo, ya que su diseño se asemeja al de una antena dipolo con la mitad de su longitud enterrada en el suelo. Estas antenas son omnidireccionales y, por tanto, adecuadas para satisfacer las necesidades de radiodifusión en FM cuando se requiere una cobertura más amplia. Al ser de diseño sencillo y compacto, la antena vertical es fácil de instalar, lo que la convierte en una gran elección para las operaciones de radioaficionados.

Antenas de cuadro

Las antenas de bucle son bucles o bobinas de alambre con forma circular o rectangular, según su finalidad. Aunque estas antenas pueden tener patrones tanto direccionales como omnidireccionales, la mayoría de las veces se utilizan como antenas direccionales. Además, estas antenas destacan por ser menos susceptibles al ruido artificial, por lo que se utilizan sobre todo para mejorar la recepción de la señal.   

Antenas de látigo

La antena de látigo es una antena monopolo de naturaleza flexible. Por lo tanto, es una gran opción para receptores de radio FM portátiles en radios FM, teléfonos inalámbricos y walkie-talkies. Estas antenas suelen estar recubiertas de una capa protectora que las convierte en una opción duradera y flexible en diversos entornos y en una opción popular para autorradios.

Gama de frecuencias de las antenas FM

Según la definición de la Federal Communications Commission (FCC), la banda de radiodifusión de FM en Estados Unidos ocupa la gama de frecuencias de 88 MHz a 108 MHz. Sin embargo, esta gama puede tener ligeras variaciones en otras partes del mundo, pero, no obstante, entraría dentro de la gama VHF.

La gama FM estadounidense se divide en 100 canales, cada uno con una anchura de 0,2 MHz, con su frecuencia central situada a 0,1 MHz del extremo inferior del canal; por lo tanto, cada frecuencia central FM termina con una extensión decimal impar de 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 o 0,9.

Como la banda FM se utiliza exclusivamente para la radiodifusión en FM, esto garantiza la menor interferencia posible de otras tomas de communicación. Además, la alta gama de frecuencias también es un factor clave para lograr una mayor fidelidad de audio y una mejor relación señal/ruido (SNR) en comparación con las bandas de frecuencias más bajas.

Al considerar las diferencias entre los rangos de frecuencia FM y AM, cada uno tiene sus características únicas. La radio AM utiliza el rango de Frecuencia Media (MF) de 535 kHz a 1605 kHz, que es ideal para viajar largas distancias y, además, durante la noche la AM puede cubrir varios cientos de kilómetros por reflexión de la ionosfera a través de un fenómeno llamado propagación "onda celeste".

Considerando la propagación de la FM, sus capacidades permanecen constantes independientemente de la hora del día o de la noche y son más resistentes al ruido y a las interferencias que la AM debido a su mayor gama de frecuencias. Sin embargo, si se considera la cobertura, las señales FM tienen un alcance mucho menor, ya que su medio de propagación se basa principalmente en la línea de visión.

Estas diferencias de frecuencias se reflejan además en el diseño y la aplicación de las antenas FM y AM. Las antenas FM suelen ser más cortas que las AM debido a las longitudes de onda más cortas (frecuencias más altas) para las que están diseñadas, mientras que las antenas AM son mucho más largas para soportar las longitudes de onda más largas correspondientes a sus frecuencias relativamente bajas.

Aplicaciones de la antena FM

Las antenas FM desempeñan un papel importante en diversas aplicaciones de distintos sectores. Algunas de sus aplicaciones más conocidas son:

Radiodifusión en FM

La radiodifusión es quizá el uso más popular de la modulación de frecuencia, hasta el punto de ser sinónimo de FM. Por ello, las antenas FM desempeñan un papel importante en la transmisión de contenidos de audio desde las emisoras de radio a los oyentes. Los organismos de radiodifusión utilizan antenas FM de alta potencia y conjuntos de antenas FM para proporcionar una cobertura más amplia y mantener una recepción clara y uniforme a los usuarios.

Como radios portátiles personales

Las antenas de látigo FM suelen utilizarse en autorradios y dispositivos portátiles para proporcionar a los usuarios conectividad a las emisiones de FM. Al ser capaces de proporcionar conexión directa a las señales FM sin necesidad de un dispositivo intermediario, las antenas FM destacan como un componente inestimable en la tecnología de audio inalámbrica.

Dispositivos de ayuda a la escucha

En los sistemas de aprendizaje asistido, las antenas FM funcionan en frecuencias cercanas o dentro de la banda FM estándar para facilitar experiencias de audio claras a las personas con deficiencias auditivas en entornos como teatros, aulas y lugares de culto.

Sistemas de radiodifusión de emergencia

Las antenas FM actúan como una opción fiable para mantener la integridad del audio en medio de perturbaciones, lo que las convierte en un elemento vital para compartir información durante catástrofes naturales, condiciones meteorológicas severas y otras emergencias. Por lo tanto, estas antenas suelen emplearse para proporcionar communicación de seguridad pública en momentos de emergencia.

Ganancia y directividad de la antena: Aumentar la intensidad de la señal

El rendimiento de la FM o de cualquier antena puede determinarse por la ganancia y la directividad que presenta.

Considerando la ganancia de la antena, es una medida de la eficacia de la antena para dirigir su energía de radiofrecuencia en una dirección específica en comparación con un radiador isótropo. En el contexto de las antenas FM, la ganancia es la capacidad de la antena para mejorar la intensidad de la señal dentro de la banda de frecuencia FM. Normalmente, la antena FM dipolo de media onda más utilizada tiene una ganancia moderada de 2,15 dBi; sin embargo, las antenas FM especializadas, como las antenas Yagi, son capaces de alcanzar ganancias mucho mayores, que oscilan entre 7 y 12 dBi.

La directividad de una antena es una medida de la concentración de su radiación en una dirección determinada. A diferencia de la ganancia, es una medida adimensional que compara una antena con respecto a una fuente isótropa. Hay varios tipos de antenas FM, algunas son omnidireccionales y otras direccionales en su patrón de radiación. Las antenas Yagi FM son muy direccionales y, por lo tanto, se utilizan para proporcionar conectividad a regiones específicas y geográficamente difíciles. Las antenas FM verticales o de látigo son omnidireccionales, lo que las hace ideales para la radiodifusión en general.

También es importante tener en cuenta que, aunque una mayor ganancia y directividad pueden contribuir a mejorar la intensidad de la señal en la dirección deseada, también reducen la radiación en otras direcciones. Por lo tanto, es mejor tener en cuenta también los requisitos de cobertura a la hora de decidir la ganancia y la directividad necesarias de la antena.

Antenas FM vs. Antenas AM: Principales diferencias

Las antenas FM y AM están diseñadas para operar dentro de sus propios rangos de frecuencia utilizando diferentes técnicas de modulación, lo que conduce a diferencias en su diseño, tamaño y funcionalidad. A continuación se enumeran las principales diferencias entre las antenas FM y AM.

Elegir la antena FM adecuada

Para elegir la antena FM adecuada, hay que estudiar a fondo y con detalle sus necesidades y condiciones. La ubicación, el caso de uso y el presupuesto son cruciales para determinar la elección correcta. A continuación encontrará una guía que le ayudará a tomar la decisión correcta.

Ubicación

La ubicación del usuario afecta a la eficacia global de la antena. En la mayoría de los casos, las zonas urbanas tienen interferencias de señal causadas por las reflexiones de obstáculos como edificios altos, por lo que en estos casos es eficaz utilizar antenas direccionales que reciben señales de una única dirección exclusiva. Las regiones rurales, por el contrario, se benefician más de las antenas omnidireccionales, ya que son capaces de recibir todas las señales necesarias independientemente de la dirección. Además, también debe tener en cuenta la distancia a los transmisores de FM. Si estás cerca de un transmisor, una antena de interior funcionará, mientras que si estás más lejos una antena de exterior sería lo más eficaz.

Utilización

Quizá le interese empezar por reflexionar sobre la finalidad de la antena. Por ejemplo, si es un oyente habitual, una antena de interior, por ejemplo, un modelo de sobremesa fácil de instalar y utilizar, se adaptará a sus necesidades. En cambio, las antenas de exterior, cuyo modelo exacto depende de la ganancia deseada, son las más adecuadas para los aficionados o profesionales que buscan una señal de alta calidad. Para un radiodifusor, es necesario elegir una antena de radiodifusión potente que pueda manejar una gran potencia de transmisión y funcionar bien en una mezcla de condiciones.

Presupuesto

Puedes encontrar de todo, desde antenas de interior asequibles hasta costosas antenas profesionales. Mientras que buscar antenas asequibles es aceptable para un usuario cualquiera, cualquier profesional empezará a buscar antenas de alta calidad que costarán mucho más pero garantizarán una calidad superior. Así que, en summary, determinar cuánto estás dispuesto a gastar y en qué rango te asegurará antenas de funcionamiento perfecto para ti.

Interferencia de señales

Otros dispositivos electrónicos, como teléfonos o routers Wi-Fi, las líneas eléctricas pueden causar interferencias FM, que pueden afectar negativamente a la calidad de la señal de radio. En estas situaciones, suele ser ideal adquirir una antena adecuada que bloquee las interferencias, siendo una solución popular una antena blindada o filtrada. La ubicación de la antena también es una consideración esencial para evitar interferencias cruzadas.

Facilidad de instalación

Considera si la antena debe ser instalada por un profesional o si puede ser montada por el propio usuario. Las antenas de interior suelen ser "plug and play", mientras que los modelos de exterior pueden requerir una colocación cuidadosa, herramientas de montaje y protección contra la intemperie. La complejidad de la instalación debe ajustarse a tus conocimientos técnicos y recursos.

Recommendencias basadas en necesidades y requisitos específicos

Para interiores

Una antena dipolo o látigo suele ofrecer una recepción de señal suficiente en zonas urbanas, aunque las interferencias de edificios y aparatos electrónicos pueden afectar al rendimiento. Esto podría ser recommendido para la mayoría de las configuraciones domésticas, ya que estas antenas son asequibles y fáciles de instalar. Además, las antenas telescópicas funcionan muy bien en espacios compactos, y también son bastante baratas.

Para exteriores

Las antenas de exterior son más adecuadas para zonas con señales débiles o inconsistentes. Las antenas Yagi, por ejemplo, son bastante direccionales por naturaleza y son perfectas si desea recibir directamente señales FM desde lejos. Si es necesario recibir señales desde varias direcciones, una antena omnidireccional para exteriores será la adecuada. Cuanto más alta se instale la antena, mejor será la recepción, ya que habrá menos obstrucciones.

Para requisitos profesionales

Las antenas, como las de polarización circular, capaces de cubrir una gran superficie y funcionar en terrenos variables sin desvanecimiento de la señal son más adecuadas para los usuarios profesionales. También es esencial que la potencia nominal de la antena coincida con la salida del transmisor para proteger el sistema de un esfuerzo excesivo.

Conclusión

En su esencia, las antenas FM son un elemento integral en el mundo actual de las communicaciones radiofónicas, por no mencionar que también sirven de anfitrión a funcionalidades que van desde la radiodifusión personal a la profesional. Comprender las diferencias entre los tipos de antena y su idoneidad para entornos específicos es clave para lograr una recepción clara y fiable. Evaluando factores como la intensidad de la señal, las interferencias y los requisitos de instalación, los usuarios pueden elegir una antena FM que satisfaga sus necesidades y garantice al mismo tiempo un rendimiento eficaz y duradero. Una antena FM bien elegida garantiza un rendimiento óptimo, lo que la convierte en una herramienta esencial tanto para aplicaciones personales como profesionales.