He conseguido arreglar mi transmisor de radio

(Publicada originalmente en inglés en Google+).

Hoy he mirado atentamente a la señal que salía de mi antena y, sí, al final resultó que la mayor parte de la energía se gastaba fuera de la frecuencia en la que quería transmitir. Sin embargo, no fue debido a que las imágenes y transmisiones espúreas se llevaran la mayor parte de la energía... fue debido a que estaba transmitiendo en la frecuencia equivocada.

Seguid leyendo, que no se trataba de un simple caso de manazas girando la rueda de selección de frecuencias.

En el mundo de la radio definida por software (SDR, por las siglas en inglés) trabajamos con receptores y transmisores bastante básicos, cuya función es recibir una señal de radio y transformarla en una forma en la que el ordenador pueda procesarla, y viceversa. Para conseguirlo, se utilizan muchas matemáticas en el ordenador, usando algo a lo que llamamos "números complejos". Estos números complejos tienen dos componentes: una parte real y una parte imaginaria (el nombre "imaginaria" lo recibió cuando los matemáticos aún no entendían bien los números complejos y pensaban que estos números eran menos "reales" que los números que habían estado utilizando hasta aquel momento. Pero me estoy yendo por las ramas).

Por lo tanto, un receptor de radio SDR toma una señal de radio, realiza ciertas manipulaciones electrónicas y genera dos señales que el ordenador convierte en números complejos. Una de estas señales, llamada I, se convierte en las partes reales de esos números, y la otra señal, llamada Q, se convierte en las partes imaginarias.

Para transmitir, el ordenador toma las partes reales de los números complejos y genera una señal I, y también genera la correspondiente señal Q a partir de las partes imaginarias de los mismos números. Estas dos señales van al transmisor SDR, sufren ciertas transformaciones electrónicas, y se convierten en una señal de radio.

El problema que tenía yo es que los cables de las señales I y Q estaban cruzados en el transmisor.

El efecto resultante de este cruce de cables es que la señal salía transmitida por una frecuencia incorrecta. Normalmente tenía mi "frecuencia central" fijada en 14,080 MHz y mi frecuencia de transmisión fijada en 14,097 MHz. Sin embargo, como I y Q estaban cruzados, el transmisor tomó la parte real como imaginaria y la parte imaginaria como real, lo que hizo que la señal transmitida se "reflejase" alrededor de la frecuencia central y acabase teniendo una frecuencia de 14,063 MHz. ¡Ups!

Por suerte, estaba utilizando una antena de bucle magnético, que tiene un ancho de banda limitado (esto lo expliqué en la historia de ayer), así que es bastante probable que sólo haya salido transmitida una pequeña fracción de la energía de esta señal, y el resto se haya convertido en calor en la antena.

Ahora bien, no sé si lo he mencionado, pero ya se habían recibido mis señales unas tres o cuatro veces durante las anteriores dos semanas. Además, al utilizar una radio de onda corta para escuchar las transmisiones, podía oír mi señal con toda claridad en la frecuencia correcta. Es natural preguntarse cómo puede ser esto posible, si la señal estaba siendo emitida con la frecuencia equivocada.

La solución es simple: antes de que los números complejos producidos por el ordenador lleguen al transmisor, antes tienen que pasar por una tarjeta de sonido que los convierte en las señales eléctricas I y Q, y luego viajan hasta el transmisor por cables de audio. Cables de audio estéreo, en particular, que tienen tres hilos: un hilo de tierra, un hilo para el altavoz izquierdo, y un hilo para el altavoz derecho. En esta configuración, uno de los hilos de los altavoces porta la señal I y el otro hilo porta la señal Q. Cuando hay dos hilos paralelos por los que circulan corrientes alternas, se inducen pequeñas corrientes mutuamente, lo que causa una pequeña interferencia.

Con esta interferencia, cuando las señales llegan al transmisor de radio, el hilo de la señal I también porta un poquito de señal Q y viceversa, por lo que cuando se produce la transmisión acaba habiendo una pequeña señal en la frecuencia deseada originalmente. Esta señal podía yo oírla en mi radio porque estaba bastante cerca de la antena, y a veces se oía desde más lejos porque estaba utilizando WSPR, un modo digital para señales de baja potencia, así que la gente que recibía esas señales ya estaba esperando recibir transmisiones muy débiles.

Después de arreglar este fallo envié otra transmisión mediante WSPR. En esta ocasión me oyeron cuatro estaciones; la más lejana de ellas estaba en Alaska. Mi segunda señal se recibió en Nueva Zelanda. Ambas transmisiones se realizaron con 1 vatio de potencia. Creo que puedo decir con seguridad que tanto el transmisor como mi antena casera funcionan correctamente :)

Ahora sólo me queda arreglar mi amplificador de 50 vatios.