Campedelli G. Remo IM0JZJ

JZJ – 2x2

Antenna due doppie quad per i due metri

Dopo la pubblicazione su Radio-Rivista A.R.I. dell’Antenna semisloper per i 40, 20 e 15 m., eccomi qua ancora una volta con un’altra sperimentazione per la banda VHF, (due metri), un’Antenna ad onda intera a polarizzazione verticale e con gli elementi, direttori e riflettori tutti radianti, quindi è un’Antenna con un superguadagno, si tratta di una doppia quad in parallelo con un’altra identica.

  Il motivo per il quale ho voluto sperimentare quest’antenna è stato a causa della perdita di una simile che avevo acquistato circa venti anni fa, ma che non è durata tutto questo tempo, Antenna di costruzione giapponese e che le intemperie e la salsedine hanno distrutta.

             Ora non potendo riacquistarla dato che non è più in commercio, ho pensato di ricostruirla ma con criteri del tutto diversi; primo, per non trovarmi nelle stesse situazioni del passato e poi per essere veramente sicuro della funzionalità e della durata!

              La nota casa l’aveva costruita con materiale d’alluminio e con un tubo di supporto, sempre dello stesso materiale; era un “Kit”, di oltre 28 pezzi,  da montare e collegare, meccanicamente ed elettricamente con il solo ausilio di un martello e di un cacciavite a mò di bollino. Vi immaginate quanto era possibile il formarsi dei falsi contatti una volta installata all’esterno?

             Io ho pensato di ricostruirla con tubi di rame, con meno giunti possibili e tutti saldati a stagno in modo da avere un solo e unico conduttore, mentre il boom di supporto è di legno a forma semiottagonale.

             Il rame è un materiale che, quando si ossida, rimane protetto dall’ossidazione, il legno è un ottimo supporto, un buon isolante e dura nel tempo, se ben verniciato periodicamente. Si deve tener presente che per costruire il matching, (adattatore d’impedenza) occorre isolarlo rispetto dell’insieme dell’Antenna e quindi con questo supporto non c’è problema; la forma semiottagonale del boom è per permettere meglio le forature diagonali nelle quali vanno sistemati gli spezzoni di tubo che formano le crociere, che fanno da supporto agli elementi dell’Antenna.

            Per quanto riguarda la scelta del rame, non è solo per l’ossidazione rispetto all’alluminio, ma anche per la semplice ragione che può essere saldato a stagno, e anch’esso è un elemento che dura nel tempo, indi viene a definirsi un buon fissaggio meccanico e un ottimo contatto elettrico!

           La scelta del legno e il tipo, è stata adottata per avere un supporto isolante, consistente e senza nodi, ho scelto “il Meranti” della famiglia dei mogani.

            Per quanto riguarda la scelta dei tubi di rame, ho dovuto cercare in zona quello che offre il mercato, quelli che andavano meglio erano i tubi da 8 e 10 mm. di diametro,  quello da 8 entra bene dentro quello da dieci, anche se per un soffio e direi con gran fortuna, visto che deve essere preciso, questo per facilitarne le saldature.

La costruzione deve essere fatta in modo che l’Antenna diventi un corpo unico, tra legno e tubi di rame che, come già detto, sono saldati tutti a stagno.

           Le misure dell’Antenna sono diverse rispetto all’originale, per la scelta del materiale adottato, infatti, adoperando il rame la formula è 284:MHz, così si è formata un po’ più piccola, (il numero 284 è ricavato dai 300 milioni di metri al secondo che è la velocità della luce, meno il 5% circa per il materiale usato); conclusione, al di fuori dell’aspetto, l’Antenna è del tutto diversa rispetto all’originale. Le stazionarie sono migliori di 1,1:1.. L’uso con una potenza da 10 a 50 Watt è un modo normale di operare, anche se si suppone, quasi con certezza  che l’Antenna sopporti molto bene i 500Watt.

     Una volta costruita, prove fatte dall’isola di Sant’Antioco (a Sud-Owest della Sardegna), verso il ponte ripetitore di Bade Urbara nell’Oristanese, ad oltre 150 Km. di distanza in linea d’aria, con buona propagazione ed un solo Watt è riuscita ad aprirlo, mentre per passare con la propria modulazione tenendolo impegnato è stato necessario immettere almeno 10 Watt, a questo punto penso d’avere raggiunto un buon traguardo.

Le dimensioni sono: boom lungo 2metri con spessore 4x4 centimetri, l’ingombro delle quad è 50x50 cm. x 20 circa di profondità, pesa complessivamente 5 Kg., da notare per il peso, è perchè ci sono oltre 10 metri di tubi di rame e questo è pesante!  Complessivamente il costo s’aggira ai 90,00.€.

(Il nome dell’Antenna è stato dato per significare, oltre al suffisso del nominativo, il numero delle due doppie “quad” in parallelo e per l’uso della frequenza dei due metri, “JZJ – 2x2”).

DATI COSTRUTTIVI

Farsi costruire da un falegname un paletto di legno Meranti, della famiglia dei mogani, lungo 2 metri spessore 4x4 cm., fargli togliere gli spigoli con inclinazione a 45 gradi, fino ad arrivare ad una superficie di otto millimetri, su questa parte praticare dei fori a croce, con trapano a colonna e una punta da 6 mm.,  per poi passare a una da 8, incominciando dalle due parti estreme del paletto andando verso il centro, a 4 cm., (vedi disegno crociera) così pure a croce, altri fori sempre incominciando dagli estremi a cm. 4+49=53; mentre per matching, (adattatore d’impedenza) si devono fare dopo altri 3 cm., con la differenza che un foro va fatto passante e l’altro solo per metà, (vedi disegno semicrociera).

              (Le misure sul disegno completo dell’Antenna si riferiscono tutte ad interasse)!

Acquistare metri 1,50 di tubo di rame da mm. 8 precisi, preparare con un piccolo taglia tubi 6 spezzoni  lunghi 8 cm., e altri 10 spezzoni da 4 cm., servono per fare le cosiddette “crociere” che sono di supporto agli elementi.

     Acquistare una bacchetta d’ottone da 3 mm. di diametro,  tagliarne 6 lunghezze da 10 cm., e 2 da 6. Costruire un bicchierino, senza perdite, con uno spezzone di tubo d’acciaio ¾ di pollice lungo 6 cm., saldarlo su una piastra da 10 x 10 cm., sempre d’acciaio, la saldatura deve essere fatta con fiamma ossidrica oppure elettrica, (vedi foto) questo servirà per fare il “bagno di stagno” al materiale che avete appena preparato. Chi non dispone tale attrezzatura, lo fa preparare da uno del mestiere.

Il bagno di stagno va fatto in questo modo: utilizzare un fornello elettrico ad uso domestico, mettere il bicchierino sopra al fornello e quando è caldo mettere dello stagno ad uso lattonieri, certi commercianti lo vendono in bacchette, una basta e avanza, sciogliere lo stagno nel bicchierino che  deve essere sempre quasi pieno, s’immergono gli spezzoni di rame e quelli d’ottone, uno per volta con una pinza a becchi, prima di farlo, il pezzo che dovrete immergere, “bagnare” con pasta salda ad uso radiotecnica e, dato che per la sua lunghezza non è possibile farlo tutto in una volta, si capovolge il pezzo dopo essere sicuri che la temperatura sia stata raggiunta su tutto il metallo, in altre parole non deve formarsi dei grumi di stagno, ad esempio vedere foto degli spezzoni di tubo, prima e dopo l’operazione.

       Ora infilare sul boom, uno per volta, gli spezzoni di tubo da 8 cm., che prima avevate “lavato” con lo stagno e uno per volta procedere in questo modo, mettere lo spezzone in maniera che corrisponda una fuori uscita dal boom di circa due centimetri da ambo le parti, (vedi anche disegno crociera), prendere la punta da trapano da 8 mm., inserirla rovesciata sul buco traversale e imprimere un piccolo colpo di martello in modo che si formi un punto d’appoggio per poter forare il tubo al centro, fare un buco con una punta da tre mm., per poi passarvi lo spezzone d’ottone da parte a parte; anche questo inserirlo con la stessa procedura di prima, avviso che essendo stato bagnato con lo stagno non entra facilmente, ecco perchè vi dovete aiutare con un piccolo martello e quindi, anche per questo deve fuori uscire da tutte e due le parti circa 3 cm.. Usate un saldatore con riscaldamento a gas domestico, scaldare l’ottone e colarvi  dello stagno ad uso radiotecnica attraverso la bacchetta della  quale avete appena messo e che deve trovarsi in posizione verticale,  metterne una quantità di stagno di circa una  mezza nocciolina, questo poi servirà per “aggrappare” l’ottone e lo spezzone di tubo da 4 cm., ora prendete questo spezzone e infilatelo nel buco attraverso l’ottone, non scenderà del tutto perché vi troverà lo stagno da poco colato, aiutarsi con una strisciolina di legno duro per non scottarsi, quindi imprimere sullo spezzone che contemporaneamente state scaldando e quando la temperatura raggiunta sarà tale da far colare lo stagno sottostante, allora vi accorgerete che per qualche millimetro le spezzone di tubo scenderà ancora, a questo punto non staccate il saldatore dallo spezzone e aggiungete ancora dell’altro stagno attraverso il tubo e la bacchetta d’ottone, una volta fatta quest’operazione togliere la punta del saldatore dallo spezzone e lasciate raffreddare per qualche minuto, poi fate la stessa cosa dall’altro lato della crociera.

Una volta terminata una crociera passate ad un’altra fino a concludere l’ultima.

       Ora costruiamo i matching, (adattatori d’impedenza); con lo stesso procedimento delle crociere con la differenza che il foro da fare traversale deve essere praticato solo per metà, (vedi disegno semicrociera). Sempre con la solita punta rovesciata fate l’impronta di bollino e quindi forate il tubo con punta da 3 mm., con profondità di 3 cm., in sostanza vi fermate appena avete superato la seconda parete del tubo presente; procedete alla saldatura come nelle altre crociere, in pratica fate entrare lo spezzone da 6 cm., d’ottone dentro il tubo aiutandosi con un martello, colate dello stagno attraverso lo stesso in una piccola quantità che oramai conoscete, infilate lo spezzone di tubo da 4 cm., scaldate bene lo spezzone, fate entrare fino a quando colerà lo stagno sottostante, aggiungetene  dell’altro attraverso il tubo e l’ottone e poi fate raffreddare per qualche minuto; dovete fare molta attenzione quando scaldate gli spezzoni da saldare, non indirizzate la fiamma del saldatore al supporto di legno altrimenti oltre alla bruciatura, brutta da vedere, creerà una patina di “carbone” che si comporterà come una resistenza, quindi diventerebbe un semiconduttore, da evitare!

       Adesso proseguiamo alla costruzione degli elementi; acquistate 11 metri di tubo di rame da 10 mm., attenzione, prima di farvelo tagliare controllate con un piccolo spezzone da 8 che possedete e vedete se  entra su quello che state per comprare, diversamente rinunciate e provate in altro negozio. Sarebbe anche bene  ricontrollare il vostro spezzone sa veramente  da 8mm..

      Ora se tutto prosegue per il meglio, tagliate 4 spezzoni di tubo da 10 mm. lunghi 104 cm., (sono un pò più lunghi, cosa che serve a compensare i possibili errori che farete con le piegature), questi servono per costruire i direttori.  Tagliate altri 4 spezzoni, per gli elementi riflettori, lunghi cm. 107.

       Tagliate ancora 4 spezzoni che servono per gli adattatori d’impedenza, sono lunghi cm. 23.

       A tutti i tubi appena tagliati, mettete dei cartellini per distinguerli.

       A questo punto proseguiamo per la piegatura, prendere i quattro tubi che servono per gli elementi direttori e fare un segno con un pennarello alla precisa metà della sua lunghezza, preparate una tavola a mò di piano e disegnateci sopra la forma dell’elemento il quale deve avere un interasse di cm. 49, mettere un chiodo da 6 cm. a metà percorso e in verticale conficcatelo per 2 cm., poi un altro  contrapposto; per definire lo spazio tra i due, lo potete fare direttamente mettendoci il tubo stesso; nella curva da fare a 90° mettete una piccola barra filettata avvitata sul piano e nella presunta metà della curva, in modo da poter far forza su la stessa; acquistate una molla per piegare il tubo da 10 mm., infilate detta molla e aiutandosi con l’inserire dentro il tubo da piegare un altro pezzo di tondino o barra filettata da 6, quindi con la molla al centro della futura curva e il tondino o filettato verso la sua fine  piegare con la forza delle proprie mani a 90° e che sia più stretta possibile; ora se la piegatura non è stata regolare fate le opportune correzioni, e dello spostamento del chiodo o della  barra filettata, dopodichè passate la curva dall’altra parte del disegno sul piano e proseguite nel fare l’altra curva sempre nello stesso posto e allo stesso modo. L’interasse dell’elemento deve essere a 49 cm.. Questo che abbiamo fatto sono state le piegature dei 90°, per le piegature dei 45° proseguiamo dopo aver fatto tutti gli elementi. Una volta terminato gli elementi dei direttori possiamo passare a quelli dei riflettori, il procedimento è sempre lo stesso, in pratica segnare nei tubi dei loro riflettori con un pennarello la metà della lunghezza, posarli sul pianale, ecc. ecc., finito di piegare anche i riflettori ora si passa alle piegature dei 45°.

      Procedete in questo modo, spostate la barra filettata sul piano la quale c’è servita per la piegatura dei 90° e fissarla a cm. 14 rispetto al percorso disegno dei 49 cm., ponete l’elemento in verticale e segnate anche il percorso dei 45°, aggiungete un altro chiodo per tenere fermo lo spezzone dell’elemento, infilate la molla piega tubi nella meta della curva da fare,  inserire dentro l’altra barra filettata nel tubo fino al punto nelle vicinanze di quella fissata nel piano,  anche qui piegate aiutandovi con le proprie mani e fate la piegatura menzionata, questa deve essere fatta da una sola parte a tutti i 4 riflettori, perché per l’altra piegatura occorre invertire la posizione sul piano di lavoro, in modo tale che si possa fare la piegatura al contrario.  Terminato il lavoro dei riflettori si passa ai direttori, anche qua si deve correggere il punto di fermo sul piano con la barra filettata, che deve essere a 11 cm. rispetto al percorso dei 49 cm. dell’elemento, procedete come si è fatto con gli elementi riflettori. Fate questo anche agli spezzoni da 23 cm., per gli adattatori d’impedenza, mentre quando li dovrete saldare lo fate dall’altra parte, vedi misure sul disegno generale.

        Adesso si passa a fare le misure giuste, controllate che gli elementi direttori siano lunghi 98 cm. compreso i 4 cm. all’interno del boom, quindi devono essere 94 cm. esterni; prendete bene le misure e tagliate il tubo superfluo con l’attenzione che le misure rispetto al lato parte dell’elemento dei 49, cm. siano equidistanti, dopodichè togliere la bava all’interno i tubi dove si era formata a causa del taglio, provate con un piccolo spezzone di tubo da 8 mm., e fate in modo che entri.   Fate la stessa cosa per gli elementi riflettori, tenendo presente che sono più lunghi e precisamente, 103 cm. compreso il pezzo da 4 dentro il boom., anche questi devono essere lunghi cm. 99, all’esterno, pure qua togliete la bava all’interno in modo che entri il tubo da 8 mm..

       Ora procedete nel fare il lavaggio a stagno per 3 cm. le parti finali di tutti gli elementi, vedi fotografia.

Preparate uno spezzone di tubo da 10 mm. lungo 98 cm., per l’unificatore, (controllate se la misura è giusta) schiacciatelo per due 2 cm. agli estremi e per altri 2 al suo centro, adoperate un martello in modo da renderlo piatto in quei punti, al centro fate un foro da 3 mm., che servirà per fissarlo al boom,  mentre ai lati fate un foro da 8 mm., con un interasse di 94 cm., poi con un attrezzo tondo e conico che può essere, della misura,  partendo da 4-6 mm. circa di diametro fino ad arrivare a 12-14 mm., allargare, aiutandovi con una morsa, i fori da 8, fino ad arrivare a circa 11 mm., questo serve a mettere in collegamento le due doppie quad in cortocircuito,  viene messo dalla parte dei riflettori, dentro le crociere  appoggiandolo al boom e prima di saldare gli elementi stessi, dopo di ché sarà saldato pure “lui”, fissare l’unificatore con una vite a legno; eseguire le saldature degli elementi partendo dai riflettori, scaldare sempre col saldatore a gas la parte lavata a stagno fino a ché si vedrà la pellicola di stagno sciogliersi, appoggiare l’elemento nel punto suo della crociera, tenendo sempre attaccato il saldatore e aspettare che si sciolga lo stagno a sua volta nella parte della crociera, tenere spinto l’elemento fintantoché scenda e vada ad appoggiarsi al boom, tenere ancora per un attimo il saldatore attaccato, verificare che sia nella giusta posizione e poi togliere il saldatore, aspettate qualche minuto fino quando si sia solidificato, ora dall’altra parte fate la stessa operazione per completare il fissaggio del primo elemento; proseguite anche per gli altri riflettori e, a questo punto  saldate anche l’unificatore.

       Passiamo ora a saldare gli elementi direttori con la stessa procedura.

Dopo averli saldati tutti, controllate che vi sia un interasse di 20 cm. tra il riflettore e l’elemento direttore, altrimenti con le proprie mani fate pressione sugli elementi stessi in modo da portarli a dette misure; prima di saldare il matching misurate con lo strumento Ohmetro e assicuratevi che ci sia la continuità su tutti gli elementi, dopo saldate gli spezzoni dei matching, come  fatto con gli elementi, una volta finito, tagliate 4 spezzoni di tubo da 8 mm. lunghi 5 cm., schiacciateli agli estremi e poi saldateli tra l’elemento direttore e il matching nella misura di 6 cm., partendo dalla fine, vedi foto e disegno, poi fatelo anche  al riflettore e così via,  per tutti e quattro.

     Costruite due squadrette di metallo con angolare d’alluminio della misura 3x3 cm., fate un grosso foro della misura dell’So239,  fate dei fori da 3 mm. e fissate i connettori appena menzionati, fate altri due fori dall’altro lato delle squadrette da 3, per poterle fissare con delle viti da legno al boom.

        Praticate una sede sul boom per fissare le squadrette. Montate il PL259 per “contenere le misure”, (vedi foto) la distanza deve essere a circa 5, o 6 mm. dal punto dove si deve saldare lo spinotto del bocchettone, aiutatevi con il disegno e la foto; la parte libera della semicrociera può essere  accorciata in modo da saldare meglio il bocchettone, fatelo anche dall’altra parte della doppia quad.

     Nel momento in cui fissate al boom le squadrette, approfittate per inserire, da una sola parte della squadretta due pagliuzze saldabili messe insieme, nelle quali salderete uno spezzone di filo elettrico flessibile della sezione di 2,5 mm., quadri,  dall’altro lato lo salderete all’unificatore e così deve essere fatto anche all’altra doppia quad.

      Acquistate della vernice marina trasparente e passatela con un pennello adeguato a tutto il boom insistendo sui “fori” delle crociere e sul So239, (non fate entrare la vernice sul bocchettone), lasciate asciugare e poi ripetete una seconda mano di vernice, dopo ancora ridate una terza mano.

    Isolate con del silicone “affogando” il connettore So239 dalla parte elettrica riguardante le saldature a stagno, compreso le pagliuzze e le saldature dei fili. A questo punto preparate i collegamenti con cavo coassiale.    Al centro del boom preparate un attacco da mettere a “T” per i connettori PL259, saldare 4 connettori, sempre PL259 ai due spezzoni di cavo coax della lunghezza più precisa possibile e del valore di 93 Ohm, (RG 62 A/u) serve a collegare e mettere in parallelo le due doppie quad, mettere due fascette o più ai cavi per tenerli fermi. Dall’attacco a “T” scendere al trasmettitore con cavo coassiale da 50 Ohm. (RG8X).     Preparate una piccola piastra per fissare l’Antenna all’esterno, le misure sono: 18 x 12 cm. spessore 2 mm., fate le misure adeguate e  i fori da 6 mm., che devono essere fatti lateralmente della piastra a 2 cm. con larghezza 5 ., serve per il bloccaggio della piastra al boom. Al centro praticate altri fori per il fissaggio della piastra  al palo di sostegno, comunque questaultima misura dipende dal diametro di questo. Costruite dei collari con barra filettata da 6 mm. prestando attenzione di non stringere troppo quando fissate la piastra al boom, in quanto è di legno e si potrebbe rovinare, poi altri due collari per il fissaggio al palo di sostegno.

L’Antenna è finita, ora occorre provare a trasmettere in bassa potenza verificando le stazionarie; se avete seguito il procedimento qui descritto dovrebbe esserci  un ROS 1,1:1.

         Ad ogni modo, come sempre sono a disposizione per qualsiasi altro chiarimento in merito, buon lavoro e “in bocca al lupo”!  Con i miei migliori 73.

P.S.

L’autore lascia libera la costruzione al Radioamatore che vuole sperimentare.

Inoltre chi volesse vedere maggiori particolari, sull’articolo lo può fare rivedendo sul sito ARI.it  supplemento telematico di Radio Rivista  07/2010.