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MAG LOOPS

Antenas loop magnéticas:
Una solución que ahorra espacio para la radio de onda corta

¿Quieres estar QRV en onda corta, pero tienes poco espacio para una antena exterior? ¿Se encuentra en la situación conocida en la jerga de los radioaficionados como "antena con problemas"? Siempre hay sitio para una antena de cuadro magnético en el tejado, en la terraza o balcón, o en un tubo vertical corto en el jardín. Si "todo lo demás falla", con este tipo de antena también es posible operar con éxito en interiores. En relación con su pequeño tamaño, pueden lograr resultados asombrosamente buenos, por lo que no deben contarse desde el principio entre las soluciones improvisadas.

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Principio de funcionamiento y propiedades de las antenas de bucle magnético

El campo electromagnético consta de dos componentes, el campo magnético y el campo eléctrico. Las llamadas "antenas magnéticas" responden principalmente a la componente magnética del campo electromagnético. Otros nombres comunes son "Lazo Magnético", "Antena de Lazo Magnético", o más generalmente sólo "Lazo" o "Antena de Lazo" - en adelante denominada MagLoop para abreviar.

Un MagLoop forma un circuito resonante paralelo junto con el condensador de sintonización. Debido a la elevada corriente dentro del circuito resonante en caso de resonancia, el MagLoop irradia un campo magnético fuerte, casi exclusivo, en el campo cercano. A mayor distancia de la antena, vuelve a formarse un campo eléctrico, de modo que el frente de onda ya no difiere del campo de radiación de una antena eléctrica convencional (como las antenas de hilo largo, dipolo, vigas y verticales, etc.).

En la práctica, los MagLoops se montan casi siempre verticalmente para la polarización vertical. Ocasionalmente también se ve una disposición horizontal que da lugar a un haz omnidireccional horizontal. Con un ángulo de elevación de sólo unos 14°, esto sería incluso ventajoso para DX. Desafortunadamente, esta ventaja sólo se produce a una altura de montaje de una longitud de onda por encima de una tierra en gran medida óptima.

En la configuración vertical, el diagrama vertical muestra una radiación omnidireccional uniforme sobre todos los ángulos de elevación, lo que es ventajoso para DX así como para el rango cercano. El diagrama horizontal tiene una característica en forma de ocho con dos máximos amplios a lo largo del plano del bucle y dos mínimos pronunciados, estrechos y profundos, transversales al plano del bucle. Dado que el campo magnético en las inmediaciones de la antena está menos sujeto a las influencias ambientales, los MagLoops también pueden funcionar eficazmente cerca de la tierra. Además de otras propiedades ventajosas, este hecho en particular hace que los MagLoops sean ideales para este ámbito de aplicación. Mediante un accionamiento motorizado del condensador de sintonía, que se controla a distancia a través de un dispositivo de mando, o de forma manual, es posible conmutar entre las bandas de radioaficionados y ajustar la frecuencia de trabajo y de resonancia.

Los MagLoops alcanzan su máxima eficacia con una circunferencia de bucle de un cuarto de longitud de onda de la frecuencia de trabajo. Más allá de ese valor, el campo eléctrico aumenta a expensas del campo magnético y el bucle vuelve a ser cada vez más una antena eléctrica. Por debajo de una circunferencia de bucle de lambda/4, la eficiencia también disminuye de nuevo, pero se mantiene la preferencia por el campo puramente magnético. Por desgracia, un MagLoop con una circunferencia de un cuarto de longitud de onda sería demasiado grande en las bandas de onda corta baja y media. Por ello, en la práctica son más viables las circunferencias de bucle de hasta 1/20 ó 1/32 de longitud de onda. En las bandas superiores de 20 m a 10 m, estos tamaños pueden compararse en la práctica radiofónica con un dipolo de media onda de baja suspensión. En las bandas inferiores, hay que llegar a un compromiso y aceptar de 2 a 3 unidades S menos.

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Loop-Antenna-Roof.png
Ventajas de las antenas de bucle magnético Eficacia y flexibilidad
  • simétricas, no necesitan contrapeso
  • alta eficiencia en relación con el pequeño diseño
  • Sintonización por resonancia, baja relación de onda estacionaria (SWV) ajustable
  • No se necesita ningún dispositivo de adaptación adicional
  • radiación omnidireccional y radiación en todos los ángulos de elevación verticales
  • Recepción silenciosa y preselección alta adicional
  • Supresión de QRM y ruido artificial con los nulos
  • Sigue funcionando bien con poca altura de instalación y en interiores

También es interesante ver lo que un MagLoop todavía puede hacer en la frecuencia utilizable más baja. Esto es ciertamente de interés para muchos, porque si hay poco espacio para antenas, un MagLoop se considera principalmente para ser QRV en la banda más baja, porque es donde el problema de la antena es mayor.

Diseños y aplicaciones de las antenas de cuadro magnético

Las antenas MagLoop están disponibles para su instalación permanente y resistente a la intemperie en exteriores, así como para su uso portátil temporal o su funcionamiento exclusivamente en interiores. Para el funcionamiento fijo, se requiere una construcción mecánica estable con tubos de aluminio de mayor diámetro y una carcasa protectora resistente a la intemperie, casi impermeable, para la unidad de sintonización. La unidad de sintonización se inserta en la parte superior de la espira y se estabiliza en la parte inferior con un tubo de soporte para diámetros mayores. En el extremo inferior del bucle se coloca el bucle de acoplamiento.

Por supuesto, estas versiones también son aptas eléctricamente para su uso en interiores. Sin embargo, debido al elevado esfuerzo mecánico de las construcciones resistentes a la intemperie, esto sería "echar perlas a los cerdos" y antieconómico, porque los MagLoops en este diseño no son precisamente un producto barato. En este caso, existen versiones más baratas que satisfacen plenamente las menores exigencias mecánicas de una instalación bajo tejado. Aquellos que finalmente operan su MagLoop en la cabaña frente a la ventana tampoco necesitan ya necesariamente un sistema de sintonización por control remoto, sino que pueden operarlo directamente a mano. Estas versiones de interior suelen tener el condensador de sintonización y el acoplador montados juntos en una placa base.

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Gamas de frecuencias y opciones de sintonización de las antenas de cuadro magnético

Lamentablemente, no es posible cubrir toda la gama de onda corta de 1,8 MHz a 30 MHz con una sola antena. Con el principio del MagLoop, se puede barrer un rango de frecuencias de al menos dos octavas desde la frecuencia más baja utilizable, dependiendo del acoplamiento. Por tanto, se necesitarían al menos dos o, optimizado aún más, tres MagLoops para la gama completa de onda corta. A menudo, sin embargo, estas antenas sólo se utilizan para las bandas superiores. Para mantenerse "en la alfombra", hay que decidir cuáles son las bandas prioritarias.

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Acoplamiento: transmisión eficaz de la señal con antenas de bucle magnético

Entre las diversas posibilidades de acoplamiento en el bucle, el acoplamiento inductivo simétrico ha sido ampliamente aceptado. No requiere ninguna otra medida de adaptación, como un dispositivo de adaptación de antena. El bucle puede conectarse directamente a tierra en el punto de montaje inferior para protegerlo de los rayos. El acoplamiento sólo puede ajustarse a un SWV bajo óptimo deformando la bobina de acoplamiento. Debido a su sencillo manejo, el bucle de acoplamiento inductivo ha adquirido una gran aceptación. La alimentación a través de un gamma match es mecánicamente algo más compleja, pero también puede ajustarse sin problemas en un diseño sólido. El acoplamiento puramente capacitivo es más crítico en términos de protección contra la intemperie, por lo que este método sólo se encuentra en algunos MagLoops para funcionamiento portátil o uso en interiores.

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Potencia máxima de transmisión y fabricantes de antenas de cuadro magnéticas

Aparte de las versiones portátiles y QRP, las versiones para instalación fija en exteriores suelen estar diseñadas para una potencia de transmisión de 100 W. Además, existen MagLoops para potencias de salida más elevadas, de 250 W o 500 W como máximo, todos los cuales utilizan condensadores rotativos de estator dividido sin contacto (AMA) o diseños especiales con paquetes de placas retráctiles y extensibles (Mazzoni). Especialmente estas dos últimas marcas son fabricantes de Mag-Loops también para potencias de transmisión superiores.

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El condensador de sintonía: elemento esencial en las antenas de cuadro magnético

Junto a la espira, el condensador de sintonía es el componente esencial y crítico de la antena. Las altas tensiones y corrientes imponen grandes exigencias a este componente. Para soportar las altas tensiones de alta frecuencia, de hasta varios kV, sin que se produzcan descargas disruptivas, el requisito mínimo es una separación entre placas de varios milímetros. Para evitar el efecto corona, las descargas no deseadas y los flashovers, los bordes de todas las placas del rotor y el estator deben estar redondeados. Para lograr un buen contacto y evitar la corrosión, las placas de los condensadores, las barras de soporte y los separadores deben ser del mismo material y todos los materiales aislantes deben ser adecuados para HF. Sobre todo, una buena toma de contacto en el rotor es un punto neurálgico. Es óptimo, especialmente para transmitir potencias de más de 100 W, utilizar desde el principio un condensador rotativo de estator dividido sin contacto o un condensador rotativo de mariposa. Para un ajuste exacto, el eje del condensador debe funcionar sin juego en rodamientos de bolas. El GRP es el material elegido para la resistencia a los rayos UV del bote protector de la unidad de sintonización.

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Las antenas de bucle magnético comparadas con otras antenas de corto alcance

Hay poca interferencia mutua entre un MagLoop y otras antenas eléctricas de campo cercano, especialmente las polarizadas horizontalmente. Debido al campo magnético polarizado verticalmente del MagLoop y al campo eléctrico polarizado horizontalmente de las antenas eléctricas (antenas de hilo como dipolos y similares), el acoplamiento es relativamente bajo.

Ganancia y eficacia de las antenas de bucle magnético:
Una evaluación"

Como ocurre con el resto de antenas, la ganancia y la eficiencia son difíciles o imposibles de medir con equipos de medición de aficionados. A partir de la tabla "Ganancia y eficiencia teóricas", sólo se pueden estimar valores aproximados. Los valores se refieren a la extensa serie de antenas AMA, pero son ejemplares para el orden de magnitud de estos datos de otras antenas magnéticas. No obstante, cabe suponer que los valores teóricos no pueden alcanzarse en la práctica.

Ganancia y eficiencia teóricas

    • Banda
    • Ganancia [dB]
    • Eficiencia [%]
    • 40 m
    • -4,9
    • 21
    • 30 m
    • -1,3
    • 49
    • 20 m
    • 0,6
    • 76
    • 17 m
    • 1,2
    • 88
    • 15 m
    • 1,4
    • 92
    • 12 m
    • 1,6
    • 95
    • 10 m
    • 1,7
    • 97

Valores teóricos según Christian Käferlein, DK5CZ, basados en la matemática de la antena magnética de Hans Würtz, DL2FA.

Valores SWV para funcionamiento en exteriores

    • Frecuencia [MHz]
    • SWV
    • 7,100
    • 1,2
    • 10,125
    • 1,3
    • 14,175
    • 1,4
    • 18,112
    • 1,0
    • 21,225
    • 1,0
    • 24,940
    • 1,5
    • 28,0–28,5
    • 1,7–1,8

Valores SWV para funcionamiento en interiores

    • Frecuencia [MHz]
    • SWV
    • 7,100
    • 1,0
    • 10,125
    • 1,5
    • 14,175
    • 1,7
    • 18,112
    • 1,0
    • 21,225
    • 3,0
    • 24,940
    • 2,5
    • 28,0–28,5
    • 3,0

Un efecto causado por los anchos de banda bajos y particularmente notable en la banda más baja de un MagLoop: El MagLoop sintonizado a 7 MHz durante el día estuvo expuesto a la radiación solar y por tanto la temperatura en la carcasa de la unidad de sintonización aumentó. Debido al enfriamiento durante la noche, la frecuencia de resonancia con el mínimo SWV era 7 kHz más baja, a 7,093 MHz, a primera hora de la mañana del día siguiente. Este efecto de la temperatura se debe principalmente al condensador variable, que tiene una separación de placas mayor cuando se calienta y menor cuando se enfría. Debido a los mayores anchos de banda, este efecto no es apreciable en las bandas más altas.

Efecto especial con MagLoops
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Directividad

Aquí no hay que esperar demasiado, ya que los máximos no son especialmente pronunciados, sino más bien bastante amplios. Por otro lado, los nulos estrechos y profundos transversales al plano del bucle se pueden utilizar muy bien para desvanecer señales interferentes (ya sean QRM o ruido artificial) si se puede girar el MagLoop. Este efecto de orientación es particularmente pronunciado en el rango de onda corta, en señales de onda de superficie y en las bandas más altas de onda corta, en señales DX de incidencia plana.

¿Tiene sentido el uso de un rotor?

En los años 80, cuando las antenas AMA salieron al mercado, se veían a menudo conjuntos giratorios de antenas AMA sobre un rotor. Dado que los máximos son muy amplios y, por tanto, una orientación máxima en las bandas más altas sólo es posible en casos individuales, un rotor sería antieconómico, al menos desde el punto de vista financiero. Con la operación adicional del rotor para sintonizar la antena, no habrá mucha alegría en la práctica radiofónica.

Para una instalación fija, se recomienda alinear el MagLoop con su lado estrecho, es decir, el plano del bucle, en dirección este/oeste. Entonces la mayoría de los continentes estarán bien cubiertos para DX. Además, no es necesario girar para DL y tráfico europeo en las bandas superiores, porque apenas hay directividad que conseguir a través del haz empinado. En contraste con 80 m y 160 m, con una restricción todavía en la banda de 40 m, allí un montaje giratorio sería más una ganancia en el doble sentido. Allí, las señales interferentes, ya sean QRM locales o señales interferentes de otras estaciones, pueden atenuarse o desvanecerse. Por supuesto, una antena magnética giratoria sería el caso óptimo. Sin embargo, la velocidad de rotación de un rotor de antena convencional es demasiado lenta para encontrar rápidamente el ajuste adecuado. Esto es mucho más rápido si puedes girar el MagLoop a mano, lo que lamentablemente sólo es posible para uso en interiores o portátil.

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MagLoops para uso estacionario

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Escarabajo AMA

Debido a su gran complejidad mecánica y a su construcción resistente a la intemperie, las antenas AMA están diseñadas principalmente para su instalación vertical en exteriores. El MagLoop AMA 21 más pequeño tiene un diámetro de 0,8 m y está diseñado para un alcance de 20 m a 10 m con una potencia de transmisión de 150 W. La versión más grande, AMA 164, es el MagLoop definitivo para las bandas bajas de 160 m, 80 m, 60 m y 40 m. En medio, hay otras 10 versiones con diámetros, rangos de frecuencia y potencias sensiblemente graduados, cuyos rangos se solapan y pueden sintonizarse cada uno de ellos sin lagunas. De este modo, con sólo dos bucles AMA se puede sintonizar toda la gama de onda corta de 1,8 MHz a 30 MHz. Todos los AMA MagLoops se suministran con la unidad de control remoto AMA Control-Unit.

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Chameleon

Incluso si un MagLoop sintonizado para transmisión y recepción ya tiene muy buenas características de recepción - hay una cosa que no se puede hacer con él: obtener una visión rápida de lo que está sucediendo en ese momento en la banda o en las otras bandas. Un MagLoop resonante es demasiado estrecho y selectivo para eso. Tiene que ser continuamente resintonizado incluso para pequeños cambios de frecuencia.

En este caso, sólo una antena receptora conmutable y separada proporciona una visión rápida. En el caso más sencillo, puede tratarse de una antena auxiliar corta de alambre en un Unun 1:9. En el mejor de los casos, la Chameleon RX Loop pro sería adecuada para esto, pero debe estar desacoplada espacialmente del MagLoop utilizado para transmitir.

Chameleon ofrece una antena de cuadro para recepción con el nombre de RX Loop Pro. Es el complemento ideal para el funcionamiento de un MagLoop como antena transmisora. La RX Loop PRO de Chameleon Antenna es una MagLoop de banda ancha sin sintonizar, exclusiva para recepción continua de 50 kHz a 30 MHz. Como bucle en modo de cortocircuito no sintonizado, responde en banda ancha, también casi exclusivamente a la componente magnética del campo. Esto significa que también tiene las propiedades DF ya mencionadas, en particular la posibilidad de suprimir las señales interferentes mediante una mínima radiogoniometría. En última instancia, esto también sirve a los operadores de transceptores SDR, que pueden volver a utilizar su amplia pantalla de cascada sin restricciones.

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Ciro Mazzoni

El Baby-Loop es el MagLoop más pequeño de la "forja de antenas de Ciro Mazzoni". Con un diámetro de 1 m, la antena cubre todas las bandas entre 40 m y 10 m sin ningún hueco. El tubo del bucle tiene un grosor de 50 mm y está soldado directamente a los extremos de conexión del condensador de placas, sin conexiones atornilladas. Los paquetes de placas no giran, sino que se retraen y extienden mediante un motor paso a paso. La alimentación se realiza a través de un emparejador gamma. La unidad de control automática sintoniza automáticamente el bucle tras la puesta en marcha, sin la engorrosa búsqueda del mínimo SWV, y se incluye en el volumen de suministro. La altura de montaje en un tubo vertical, a 3 m del suelo, ya es suficiente.

El Stealth Loop, también de Mazzoni, se ha optimizado aún más en sus dimensiones y en su aspecto visual se parece poco a la concepción común de una antena. Esto significa que queda bien camuflado frente a vecinos demasiado curiosos en condiciones espaciales especialmente difíciles. La tecnología del condensador de placas controlado por motor paso a paso es idéntica a la del BabyLoop. La gama de frecuencias va de 6,6 MHz a 29,8 MHz, y la potencia máxima en HF es de 125 W. El bucle se sintoniza a través de una unidad de sintonía automática ATU 2.0 y puede tomar la información de frecuencia del transceptor para "sintonía concurrente" a través del control CAT. En cualquier caso, el bucle Stealth debe instalarse al aire libre, con una distancia mínima de dos metros hacia arriba y hacia los lados respecto al entorno.

Con un diámetro de 2 m y una potencia máxima admisible de 250 W, el Midi-Loop es el MagLoop más grande de Mazzoni. De este modo, la gama de frecuencias utilizables incluye también la banda de 80 m, pero el rango termina en 14,5 MHz en la parte superior. El diseño permite una potencia máxima de RF de 250 W. Alrededor del condensador de placa está instalada la tecnología probada con control de motor paso a paso y una unidad de control con sintonización automática. Al igual que en el BabyLoop, la alimentación se realiza a través de una gamma match.

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MagLoops para uso portátil y en interiores

A veces, con el funcionamiento en interiores, los valores SWV alcanzables pueden ser algo peores que con el montaje en exteriores. Lamentablemente, en el funcionamiento en interiores entran en juego las diversas influencias del entorno inmediato, aunque los MagLoops suelen reaccionar de forma menos sensible en este sentido. Las desviaciones del montaje libre en exteriores pueden compensarse deformando el bucle de acoplamiento y ajustándolo a un SWV bajo.

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Alexloop

El Hampack de Alexloop está especialmente diseñado para uso portátil. Es pequeño y ligero, se puede montar y desmontar sin herramientas, se puede transportar en su propia mochila y sólo pesa 1,3 kg. El rango de frecuencias del Hampack va de 7 MHz a 30 MHz. Con una potencia máxima en HF de 10 W AM, FM, CW o 25 W SSB, este MagLoop es ideal para operación QRP en vacaciones. Todo lo que se necesita para instalarlo es un tubo corto o un trípode. La unidad de sintonía se instala en la base del bucle, alcanzando el punto de resonancia y el SWV mínimo se indica mediante un LED iluminado. El SWV exacto se puede leer en un medidor de SWV independiente o en la pantalla SVW del transceptor. Se incluye un cable de conexión coaxial de 2,6 m.

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Lazos BTV

En principio, el MagLoop MLA-M V.9 está diseñado para su uso estacionario en interiores. En climas secos, también es adecuado para su uso portátil en exteriores, pero no para su instalación permanente en exteriores. El bucle, con un diámetro de 60 cm, puede cargarse hasta un máximo de 10 W, por lo que sólo es adecuado para QRP. La unidad de sintonía se encuentra en una carcasa de plástico más grande y estable. Con dos puentes en la carcasa, es posible cambiar entre los tres rangos de 80 m o 20 m a 10 m, o 60 m a 30 m.

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MLA-T-Pro

Con el MLA-T-Pro, BTV-Loops ofrece un MagLoop especialmente sofisticado, que también podría utilizarse como unidad portátil, pero debido al complejo control remoto con un motor paso a paso y un controlador independiente, así como a un peso de 12 kg, es más adecuado para uso estacionario, pero protegido de la intemperie. El control y la alimentación se realizan a través del cable coaxial. Con un total de 4 vueltas del bucle con un diámetro de 80 cm, el MLA-T-Pro es una versión de banda baja entre los MagLoops portátiles, que además de las bandas de 80 m a 40 m también tiene la banda de 160 m "a bordo". La sintonización se realiza mediante un motor paso a paso, de modo que el MLA-T-Pro, que puede cargarse con hasta 100 W, también puede manejarse a distancia mediante un controlador.

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Chameleon

La contrapartida del RX-Loop, apto para transmisión y recepción, es el F-Loop, que puede utilizarse desde 80 m hasta 10 m. La construcción ligera pero al mismo tiempo robusta del F-Loop permite manejarlo a distancia. Debido a su construcción ligera pero al mismo tiempo robusta, este MagLoop es portátil sin restricciones y con un manejo de potencia máxima de 25/10 W SSB/CW generosamente diseñado para operación QRP. El F-Loop está fabricado con cable coaxial ligero y de alta calidad. Con una extensión de cable óptima, la circunferencia del bucle se puede doblar, ampliando el rango de frecuencias hacia abajo hasta la banda de 80 m. En la versión F-Loop Plus, también disponible, el bucle consiste en un anillo de aluminio de 91,5 cm de diámetro formado por segmentos individuales. Junto con la mayor sección transversal del conductor, esta versión es mucho más eficiente. Sin embargo, esta versión no dispone de una extensión de 80 m.

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Icom

Con el MagLoop AL-705, Icom también ofrece un MagLoop "cuasi-tipo" para el nuevo transceptor QRP IC-705. Aunque este MagLoop por supuesto también funciona en cualquier otro transceptor, al menos está diseñado para el IC-705. Como ligero entre los MagLoops, es el compañero ideal para este transceptor con un máximo de 10 W CW, 20 W SSB, para poder ser QRV rápidamente en el camino con unas pocas asas y sin herramientas. Se incluye un cable de conexión de 3 m de longitud, con conector BNC adecuado para el IC-705.

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Soluciones alternativas para espacios reducidos

Los MagLoops ya funcionan con una baja altura de instalación sobre el suelo. Por supuesto, como con cualquier otra antena, no hay nada malo en montar un MagLoop lo más alto posible en un mástil tubular o de celosía. Pero dadas las opciones, probablemente también habría que considerar otras antenas. En la mayoría de los casos, una MagLoop será la primera opción si no se dispone de permiso de antena, se tiene una parcela pequeña en la cochera, el balcón o la azotea de un piso alquilado u ocupado por el propietario. De todas las demás alternativas disponibles para espacios reducidos, ¡es sin duda la mejor! No sólo eso, en relación con el pequeño tamaño de la antena, sigue teniendo una señal increíblemente buena. El siguiente problema, si estás en cuclillas cerca de tus vecinos, también está bajo control con un MagLoop - QRM local. A corta distancia, un MagLoop se puede alinear de tal manera que una fuente permanente de interferencia se coloca en la posición nula y se desvanece en gran medida. Además, un MagLoop es mucho menos sensible en general, en comparación con la interferencia predominantemente eléctrica del ruido artificial. Para profundizar en los fundamentos teóricos y prácticos de las antenas magnéticas, recomendamos el libro de Wimo "Magnetic Loop Antennas".

Una MagLoop debería ser la antena ideal especialmente para el campista y el aficionado al camping. Después de llegar al camping, la MagLoop simplemente se pliega y se bloquea en su sitio - y ya estás QRV. No tienes que preguntar primero a tus vecinos y colgar oscuras estructuras de alambre sobre sus autocaravanas y tiendas.