Calibración de S-meters

Todos sabemos que los S-meters de los receptores y transceptores están muchas veces mal calibrados y que no hay dos S-meters que a igual señal marquen la misma lectura. Por supuesto siempre hay excepciones y se puede encontrar algún S-meter bien calibrado, pero es muy raro que esto suceda en toda su escala.

Creo que todos estamos de acuerdo que con una señal de 1 µV en el conector de antena del equipo, que equivale a 0 dB, el S-meter debe de marcar una lectura de S3, pero creo que a partir de aquí se terminan todos los acuerdos, pues existen por lo menos tres modos teóricos de calibración del S-meter, que paso a describir a continuación:

1. La diferencia de señal entre dos lecturas consecutivas del S-meter hasta S9, es de 5 dB, por ejemplo entre S3 y S4, con lo cual a una lectura de S9 del S-meter corresponde una señal de 31,623 µV, que equivale a 30 dB.

2. Para una señal de 50 µV, la lectura del S-meter es de S9, que equivale a 33,979 dB, siendo por lo tanto la diferencia de señal entre dos lecturas consecutivas del S-meter hasta S9, de 5,663 dB.

3. En este caso la diferencia de señal entre dos lecturas consecutivas del S-meter, si es medida en µV, es el doble o la mitad (según se mire), por lo que a una lectura del S-meter de S9 corresponde una señal de 64 µV, que equivale a 36,124 dB, siendo por lo tanto la diferencia de señal entre dos lecturas consecutivas del S-meter hasta S9, de 6,021 dB.

Todo lo anterior, creo que queda bien reflejado en la siguiente tabla, en la cual para cada uno de los tres modos de calibración citados anteriormente y para cada lectura del S-meter, se indica la señal correspondiente en µV, y también en dB. La extrapolación para señales del S-meter mayores de S9 no tiene ninguna dificultad y también queda reflejada en la tabla adjunta para señales de hasta S9 + 60.

Para ver completa la tabla activar: Ver / Pantalla completa, o pulsar la tecla F11. Para restaurar la pantalla normal, pulsar en el botón Restaurar situado en el ángulo superior derecho de la misma, o pulsar de nuevo la tecla F11.

Los tres modos se pueden considerar correctos, además, no es demasiado acusada la diferencia entre ellos. Por desgracia existen S-meters con calibraciones que no responden a ninguno de los tres modos indicados y que se apartan bastante de los mismos, incluso que en unas partes de la escala el error es bastante más acusado que en otras.

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Atenuación de las ondas electromagnéticas

Todos los cálculos siguientes son teóricos, ya que se basan en el caso ideal de que la propagación de las ondas electromagnéticas se realice en el espacio libre, es decir, que no exista ninguna causa que modifique el comportamiento de la propagación de las mismas, como por ejemplo la reflexión, refracción, difracción, dispersión, absorción, etc. y que por lo tanto se propaguen en línea recta, sin que nada perturbe su propagación, entre los puntos de emisión y recepción. En la práctica nunca se dan estas condiciones ideales, pero se pueden aproximar más o menos a las mismas, por lo que resulta interesante el estudiarlas, además de que es prácticamente imposible estudiar los casos reales dada la complejidad de los mismos y los infinitos casos posibles que pueden darse. Las ecuaciones siguientes son aplicables únicamente para valores de la distancia entre las antenas emisora y receptora de como mínimo 10 longitudes de onda, es decir, que dichas ecuaciones son aplicables únicamente al campo lejano o de radiación, pero no son aplicables al campo cercano o de inducción, para el que son aplicables otras ecuaciones bastante más complejas, que aquí no nos interesan.

Supongamos que las distancias en línea recta que separan la antena emisora de las antenas receptoras situadas en los puntos 1 y 2 sean respectivamente D₁ y D₂ y que la antena emisora emite con una potencia P. Las potencias por unidad de superficie S₁ y S₂ recibidas en las antenas receptoras situadas respectivamente en los puntos 1 y 2 serán:

S1 = P ⁄ 4πD12

S2 = P ⁄ 4πD22

y dividiendo miembro a miembro las ecuaciones anteriores tendremos:

S₁ ⁄ S₂ = (D₂ ⁄ D₁)²       [1]

lo cual quiere decir que la potencia recibida por las antenas receptoras es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia en línea recta que las separa de la antena emisora.

Partiendo de la ecuación [1] se puede calcular la atenuación A expresada en dB, tomando logaritmos en la misma, con lo cual obtenemos:

A(dB) = 10 log (S₁ ⁄ S₂) = 10 log (D₂ ⁄ D₁)² = 20 log (D₂ ⁄ D₁)

siendo por lo tanto la fórmula para calcular la atenuación A de las ondas electromagnéticas en el espacio libre, expresada en dB la siguiente:

A(dB) = 20 log (D₂ ⁄ D₁)       [2]

lo cual significa que al variar la distancia que separa en línea recta las antenas emisora y receptora de una distancia D₁ a otra D₂, la variación de la señal recibida expresada en dB será la calculada por la fórmula [2], siendo disminución de señal si D₂ > D₁ y aumento de señal si D₂ < D₁.

Vamos a aplicar lo anterior a varios ejemplos prácticos:

Ejemplo 1º:

Supongamos que nos encontramos a una distancia de 1 Km. en línea recta de una estación portátil y que nos alejamos de ella hasta 2 km. también en línea recta y queremos calcular la disminución de la potencia de la señal recibida expresada en dB. Empleando la fórmula [2] ya conocida, tendremos:

A(dB) = 20 log (2 ⁄ 1) = 20 log 2 = 20 x 0,301030 = 6,021 dB

Como se podrá observar la lectura del S-meter ha disminuido justamente en 1 unidad S, si el mismo está calibrado del modo que hemos llamado C, por lo cual, si nos movemos con señales que no superen S9, vemos lo práctico que es éste método de calibración del S-meter.

Podemos por lo tanto afirmar: "Si se multiplica por, o divide entre 2 la distancia que separa en línea recta las antenas de una estación emisora y de una estación receptora, la potencia de la señal recibida S expresada en dB disminuye, o aumenta 6,021 dB" y por lo tanto la lectura del S-meter disminuye, o aumenta en 1 unidad S si el mismo está calibrado del modo que hemos llamado C.

Ejemplo 2º:

Supongamos que nos encontramos a una distancia de 1 Km. en línea recta de una estación portátil y que nos alejamos de ella también en línea recta y queremos calcular la distancia a la que tendremos que situarnos para que la potencia de la señal recibida disminuya 10 dB. Empleando la fórmula [2] ya conocida, tendremos:

10 = 20 log (D₂ ⁄ 1) = 20 log D₂

y despejando, log D₂:

log D₂ = 10 ⁄ 20 = 0,5

y tomando antilogaritmos:

D₂ = antilog 0,5 = 3,162278

lo cual quiere decir que deberemos de situarnos a una distancia de 3,162 Km. en línea recta de la estación portátil para que la potencia de la señal recibida disminuya en 10 dB.

Podemos por lo tanto afirmar: "Si se multiplica por, o divide entre 3,162278 la distancia que separa en línea recta las antenas de una estación emisora y de una estación receptora, la potencia de la señal recibida S expresada en dB disminuye, o aumenta 10 dB".

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IV - El caserío Elorregui de Legazpia (Guipúzcoa)
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