Antenna ad X 2x2


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crocera

trappola

balun

stub

xantenna


L'idea di una antenna ad "X" non è certamente nuova; oltre a G4ZU, cui è attribuita la paternità della configurazione di base, altri hanno apportato alcune variazioni. Ciò che subito colpisce è la semplicità dell'insieme, la mancanza del "boom" e la leggerezza. Ne ho costruita inizialmente una versione di base, adattandola di volta in volta secondo le modifiche suggerite da DJ0BV, da W9PNE e sui dati della Minimitter, rispettivamente. Scelta la versione che dava i migliori risultati, sono state apportate alcune modifiche dimensionali. I due semibracci del direttore, uguali al radiatore nelle varie versioni, sono stati accorciati proporzionalmente con l'intento di ottenere un più marcato effetto del direttore. I codini ripiegati sono stati ridotti al minimo, sia allungando il piu possibile la parte non ripiegata, cioe' la struttura a "V", sia con l'inserimento delle trappole per il funzionamento a doppia banda, trappole posizionate il piu vicino possibile alle punte dell'antenna.Tali modifiche sono state efficaci, in sintesi il rapporto Avanti/Retro sui 20 metri si aggira sui 20 dB, in 15 metri sale attestandosi sui 25 dB.L'angolo del nullo, però, è stretto e la figura del diagramma di radiazione azimutale e assai simile a quella a "cardioide", tipica di una due elementi con 0,25 di spaziatura e con entrambi gli elementi alimentati e sfasati di 90 gradi. Inoltre, sono presenti altri quattro nulli: due meno marcati, posti sui retro, e due frontali, distanti ± 30 gradi dalla direzione di puntamento, che compaiono solo a partire da un certo angolo di irradiazione. La figura a "cardioide" e stata rilevata con onda diretta, avente quindi un angolo assai basso, con stazioni locali con antenne praticamente a vista e con stazioni sempre in piena portata ottica, distanti diversi chilometri. Man mano che i segnali in arrivo giungono con angoli piu alti rispetto al suolo, si evidenziano i nulli di cui sopra aventi un angolo di apertura maggiore di quello posteriore; il rapporto A/R peggiora, l'angolo del nullo sul retro si allarga. I nulli distanti ± 30 gradi dal puntamento sono piu profondi in 15 metri ove l'antenna risulta essere anche più alta in proporzione alla lunghezza d'onda (8 metri dal terrazzo). Man mano che i segnali giungono con angolazioni crescenti (es. Europa), i nulli tendono a scomparire e l'antenna sembra essere un "manico di scopa"; ovvero, il ruotarla sortisce un effetto minimo. Parlandone con altri OM dotati di direttive tribanda trappolate, la scarsa direttivita su segnali per cosi' dire "vicini" e simile, anche se ritengo piu accentuata nel mio caso.Il rapporto A/R, in una prova con un OM locale, e salito a ben 32 dB, misurati con attenuatore a passi, autocostruito. Cito tale fatto in quanto da me annotato, come per le altre prove; potrebbe però trattarsi di riflessioni e quindi di differenze di fase tra i segnali.Leggendo da piu parti, ho ricavato l'impressione che nella configurazione base, l'antenna ad "X" non venga sfruttata al pieno delle sue possibilità, essendo proposta come una antenna assai compatta la cui forma a "W", piu che a "V" contrapposta, sacrifica in parte, a mio parere, le sue reali possibilità.E' da notare che in 20 m, nella versione qui descritta, il semi-braccio della"V" del radiatore misura ben 4,5 metri, a cui si aggiungono meno di un metro di codino ripiegato per evitare uno sbraccio eccessivo e relativi problemi meccanici; non dimentichiamo la presenza della bobina che ne allunga ulteriormente la lunghezza elettrica. In piu direttive commerciali trappolate, il semibraccio del radiatore si aggira sui 3,8 metri o anche meno; l'impedenza diminuisce, come pure l'efficienza e, non da ultimo, in 20 m la resa è minore a causa della trappola per i 10 metri posta in un punto ove la corrente a radio-frequenza è abbastanza elevata.Tornando alla "X", il concentrare le dimensioni nella struttura a "V", piu' che a "W", ne aumenta in qualche misura il guadagno, guadagno già maggiore in un struttura a "V" rispetto ad una lineare.Purtroppo le poche fonti in mio possesso sulle antenne a "V" non citano se l'angolo di irradiazione si abbassa (ma dai risultati ottenuti e citati piu avanti sembrerebbe affermativo), ma riportano l'allungamento del lobo dipendente (fino ad una certa lunghezza) dalle dimensioni dei due semibracci.Il ROS è basso: in 20 m 1:1 alla risonanza, 1:1,2 a 14.0 MHz e 14.3 MHz; in 15 m 1:1,4 a 21.0 1:1,2 a 21.25 MHz 1:1 verso il fine banda (a circa 6 metri di altezza). Montata ancora piu in alto la curva del ROS si è accentuata agli estremi, restando però sufficientemente bassa da coprire sia la zona "CW" che quella fonia. Il guadagno misurato con l'aiuto del solito attenuatore variabile è maggiore di 5 dB ed inferiore a 6 dB, i dati di cui dispongo sulle altre versioni della "X" sono minimi, a proposito di guadagno e di efficlenza, quindi ho verificato sui campo (leggi:tetto) l'antenna per alcuni mesi. confrontandola con un dipolo a farfalla per 20 e 15 metri, posto circa due metri più in basso i risultati a volte sono stati sorprendenti, specie su lunghissime distanze o qso via lunga: oltre un centinaio di qso con stazioni dell'Oceania, tra le quali diverse isolette (VK7 = 59+ 10),Dal confronto con il dipolo, gli Europei giungono in genere un punto in piu' sulla"X", anche se sovente,segnali si equlvalgono,su lunghe distanze (USA costa atlantica), in media 2 punti: ma su tratte piu' lunghe, ove il numero di riflessioni è maggiore (Oceania, Sud America, Costa Pacifico) la differenza con il dipolo aumenta fino ad attestarsi spesso sui 4 punti di Smeter che sono davvero tanti. Tali differenze, specie su qso antipodici, penso siano giustficate non certo dal guadagno vero e proprio (5/6 dB) quanto dall'angolo di irradlazione basso, o perlomeno da uno o piu' lobi minori assai bassi sull'orizzonte, che proprio nel qso DX ove sono presenti riflessioni multiple significa meno perdita di segnale.Sono stati fatti anche QSO con stazioni agli antipodi via lunga facendo dei confronti con OM dotati di tre elementi tribanda e la differenza notata dai corrispondenti era spesso di due punti in favore della "X" e in un caso (3 el. a 18 m 600 W circa in antenna) con uguali rapporti (2 "X" 2 a 8 metri e 100 W). Tali differenze erano evidenti anche in ricezione. Indubbiamente, però, le tribanda convenzionali hanno un diagramma di radiazione meglio dimensionato.In sintesi, quanto detto è verificato sul campo porta a concludere che per essere una due elementi, pergiunta senza "boom", va più che bene e che a volte efficienza e semplicità combinano.E' stato assai utile l'uso di un 'balun" autocostruito,al fine di non alterare il diagramma di radiazione ed il bilanciamento veramente buono inizialmente ho fatto prove senza di esso: avvalendomi di un ponte misuratore di impedenze che mi aiutava nella taratura dell'antenna. Ebbene succedevano strane cose e le misure risultavano alterate toccando il cavo di discesa.Il "balun" ha risolto la questione egregiamente piu avanti sono riportate le note costruttive.Lantenna ha resistito a raffiche di bora a 100 km/h e le trappole non hanno dato noie dovute a infiltrazioni di acqua o eccessivi cambiamenti di caratteristiche da clima secco a condizioni di umidità notevoli. Le tarature iniziali sono state fatte ad una altezza di circa 4 metri, portandola poi fino a 8 metri: la risonanza si è spostata piu' in alto, per cui suggerisco di allungare di qualche centimetro le dimensioni indicate. Sono stati fatti alcuni tentativi per rendere l'antenna tribanda, ed è stata subito scartata l'idea di inserire trappole convenzionali per i 10 metri, in quanto sarebbero state posizionate in punti ove la corrente sui 14 MHz è elevata. Aumentando (come per le tribande classiche) le perdite: le trappole in coassiale, assai di moda,sono state provate, risultando imprecise e difficoltose da tarare sulla stessa frequenza. Anche l'impermeabilizzazione non è semplice. Ho, così. voluto spenrimentare le trappole lineari caricate (vedi disegno) con scarsa documentazione in proposito. Si tratta di uno "stub" chiuso e minore di un quarto d'onda in cui l'induttanza è parte della struttura in metallo dellelemento, portato in risonanza da una capacità costituita da una piastrina di vetronite spessa, a doppia faccia. Lo "stub" è accorciato, per via delle dimensioni, a circa 60 cm i vantaggi di tale sistema sono diversi non occorre sezionare l'antenna per l'inserimento; sulle gamme piu' basse la lunghezza elettrica varia di poco, in quanto al di fuori della frequenza di risonanza le trappole non turbano eccessivamente l'antenna, il risonatore ha minori perdite e quindi maggiore efficienza delle classiche bobine, per contro non sempre sono usabili per via delle dimensioni, e la larghezza di banda non è ampia. Sono state fatte delle trappole per prova insente in un dipolo di fortuna, tubolare, hanno funzionato immediatamente, dopo un preventivo accordo col grid dip e prima dellinserimento. Toccando l'antenna dopo il risonatore, cioè verso le punte dell'antenna. Il Rosmetro non mostrava variazioni quindi le punte erano isolate.Purtroppo il lavoro di insenmento e di taratura sull'antenna ormai già montata sul tetto è stato difficoltoso ed il ROS non è sceso a meno di 1:1.7 ma, fatto più importante, in 10 metri il comportamento dell'antenna era bizzarro, infatti il puntamento dell'antenna risultava invertito su tale banda, come se il direttore agisse da riflettore, inoltre, a giudicare dai segnali, l'efficienza ne risentiva. Personalmente sono ancora convinto di tale scelta, almeno in via di principio.Se qualche amico volesse fare prove in proposito, magari meglio dimensionando il risonatore tarando l'antenna a partire dai 28 MHz, me lo faccia sapere


Note meccaniche:

Ogni semielemento e' formato da quattro sezioni telescopiche di tubo in alluminio anticorodal da 016 a 25 mm con spessore 1 o 1,5 mm, i codini di 96 cm sono in filo di rame nudo rigido da 1,5 mm, un filo di nylon unipolare del diametro di 1 mm circonda l'intera antenna. sia per sostenere i codini, che per rinforzo dell'intera struttura. I terminali degli elementi vanno isolati dalla crociera con tubi plastici In PVC. I quattro bracci sono fissati alla crociera con fascette serratubo in acciaio. Anche le giunzioni tra i vari tubi d'alluminio sono bloccate con fascette.


Taratura:

Taratura l'antenna và dimensionata opportunamente con l'aiuto del solito ROS_metro Si iniziera' con i 15 m agendo tra il centro e le trappole, iniziando con il radiatore. Per I 20 m agire dopo le trappole. E' bene che a fine taratura vengano rispettate le proporzioni iniziali tra radiatore e direttore suggerite in figura.Ringrazio IV3EAD Ennio, per l'aiuto e le numerose escursioni "campestri".

Gaetano Paglialonga IV3ZCZ - Rewritten I1WQR