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ANTENNE

 

- Dipolo rotativo (performante) per 10 15 e 20 metri

- Verticale trappolata per 12 e 17 metri

- Dipolo a "V" invertita trappolato per 40 e 80 metri

- Trappola per i 10 metri

- Dipolo raccorciato a "V" invertita per 80 metri

- J-Pole per VHF e UHF

- Test di tenuta RF su PVC

- Trappole (teoria)

- Balun (teoria)

 

 

 

 

 

 

 

 

Ti chiederai perchè performante, te lo spiego subito. Quest'antenna anche se tribanda non necessita di alcun circuito trappola e da prove fatte sul campo ha diversi vantaggi che vado ad elencare:

 

a) Non ha trappole, quindi facilità di costruzione e perdite RF praticamente nulle;

b) la configurazione Mor-Gain conferisce maggior guadagno e prestazioni superiori, rispetto al normale dipolo;

c) ha un minor ingombro, rispetto al dipolo aperto, anche trappolato, quindi ideale per chi abita in condominio;

d) ha un diagramma d'irradiazione omnidirezionale;

e) ha un basso angolo d'irradiazione, quindi propensione al DX.

 

Per le bande dei 10 e 20 metri è in configurazione MOR-GAIN, mentre per i 15 metri è un semplice dipolo aperto installato in parallelo alla prima. Quest’antenna è omnidirezionale, quindi non ha bisogno necessariamente di rotore (infatti io la uso senza), comunque, se c'è la possibilità, un piccolo rotore per TV può bastare.

Ora passo alla descrizione in dettaglio dell’antenna. Per i 10 e 20 m l’antenna è come un dipolo ripiegato due volte, con agli estremi esterni due ponticelli per la taratura dei 20 metri ed agli estremi interni due ponticelli per la taratura sui 10 metri. Sicuramente potrai capire meglio guardando la figura sottostante.

 

 

L’antenna è lunga 2,5 metri da gomito a gomito, la distanza tra i vari elementi è di 5 cm e la distanza tra i due semidipoli è di 5 cm. I ponticelli per la taratura dei 10 m sono posti a 52 mm dal gomito interno, i ponticelli per la taratura dei 20 m sono posti a 510 mm dal gomito esterno (logicamente sono misure che variano da installazione ad installazione). Per poter piegare i bracci a 90° ho utilizzato dei gomiti di rame, usati negli impianti gas, interponendo tra gomito e tubo d’alluminio un foglio di bimetallico (da un lato rame e dall’altro alluminio, usato nell'ENEL), questo per evitare che il rame consumi nel tempo l’alluminio. Come pannello, ho utilizzato il lato di una vecchia cabina Enel fatta in vetroresina, anche se qualsiasi cosa va bene purchè sia isolante. Come si vede dalla figura ci sono dei distanziali in plexiglass, per dare più rigidità e per avere una perfetta spaziatura tra gli elementi.  

Per i 15 metri, è un semplice dipolo aperto collegato in parallelo alla sopra menzionata MOR-GAIN. Per la taratura di quest’ultimo bisognerà accorciare simultaneamente i due bracci fino a trovare l’optimum. Questo dipolo funziona separatamente e non influenza la messa a punto relativa ai 10 e 20 metri.

Ho fissato tutti gli elementi sul pannello in vetroresina con dei collarini di adeguata grandezza, avendo l'accortezza di isolarli dai bracci con del nastro isolante. Consiglio di utilizzare un balun per l’alimentazione, il semplice choke fatto con il coassiale và benissimo.

 

Ora passo alla descrizione delle prestazioni. Quest’antenna supera tutte le aspettative, si comporta benissimo su tutte e tre le bande (in particolare sui 10 metri) con particolare predilezione al segnale DX, ha sicuramente un angolo di irradiazione molto basso. In ricezione non è favolosa, i segnali non sono altissimi, ma anche il QRM è molto attenuato, quindi si riesce sempre a tirare fuori il corrispondente. E’ però in trasmissione che dà il meglio di sé, è sicuramente superiore ad un dipolo trappolato, l’ho paragonato ad una Quad (paragone impossibile in ricezione) ed ha perso solo pochi punti S, anzi alcune volte andava quasi alla pari. Per quanto mi riguarda con questo pezzo di alluminio e 90 Watt ho collegato quasi 200 paesi del DXCC, mi posso ritenere orgoglioso e soddisfatto. Quindi buona costruzione e buoni DX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le antenne verticali non mi sono mai piaciute, vuoi per il troppo rumore che assorbono, vuoi per il fatto che necessitano di un buon piano di massa per avere delle discrete prestazioni. Però purtroppo i miei motivi di spazio mi hanno costretto a scegliere questo tipo di antenna, per essere operativo anche sulle WARC. Quella che ti andrò a descrivere è una semplice G.P. (Ground Plane) 1/4 d'onda con trappola in cavo coassiale risonante sui 12 metri. Vado a descriverla nel dettaglio.

Andando a scavare nelle mie cianfrusaglie, ho trovato una verticale 5 bande HF della Tagra che mi avevano regalato anni fa, ma che io non ho mai installato. Quindi ne ho smontato tutte le trappole ed ho sfruttato lo stilo, tagliandolo alla misura che mi interessava. Il primo tratto (quello dei 12 metri) sarà lungo 2,85 metri dalla base, la misura è approssimativa e và accorciata in base al ROS, poi si inserisce la trappola in coassiale, che andrò a spiegare più avanti, dopodichè si inserisce l'ultimo tratto lungo circa 55 cm, misura anche questa approssimativa, vedasi la figura in basso.

Come detto in precedenza l'antenna ha bisogno di un piano di massa, l'efficienza dipenderà molto dalla disposizione e dal numero dei radiali utilizzati, al limite si potrà usare un radiale di massa per banda, ma l'efficenza ne verrebbe pregiudicata (io ne ho utilizzati due per banda), comunque per una buona resa ne consiglio almeno 5 per banda. La misura dei radiali per i 12 metri è all'incirca di 3,10 m, mentre per i 17 metri la misura è all'incirca di 4,20 metri.Ma ora vado a descrivere la trappola: per la sua costruzione ho utilizzato il supporto delle trappole originali (però si può utilizzare qualunque tubo in materiale isolante, tranne il PVC), ho limato le gole per farlo diventare uniforme e liscio e poi ho cominciato ad avvolgerci sopra il coassiale (RG 58), ottenendo un numero di spire pari a 4½. Il diametro esterno del supporto è di 38 mm. 

Come si vede dalla figura in alto si collega il centrale di un capo con la calza del capo opposto. La trappola và tarata alla frequenza esatta di 24,9 MHz, per la taratura bisogna utilizzare un GDM (piccolo e utile aggeggio che spiego nella sezione strumenti) e un frequenzimetro o al limite il ricevitore HF. Si avvicina la bobina del GDM alla trappola, posta su un piano isolante, e variando la capacità dello strumento si controlla la deflessione dell'indice, ci si ferma dove l'indice indica il valore minimo, a questo punto si legge la frequenza. Se questa è tanto più bassa si passa ad un piccolo accorciamento della bobina della trappola, se invece siamo vicini alla giusta frequenza si varia la distanza tra le spire. Ultima nota ma molto importante, la trappola ha un suo verso e bisogna rispettarlo, altrimenti non funzionerà. Il capo della calza libera va collegato allo stilo dei 12 metri, quindi verso il basso, il capo del centrale libero va collegato allo stilo verso l'alto. Buona costruzione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il dipolo che passo a descrivere è come al solito un compromesso, quindi dedicato a chi di spazio a disposizione ne ha poco, ma vuol essere comunque operativo su tutte le bande HF. Questo progetto è facile facile, l'unica parte critica è rappresentata dalla trappola risonante in 40 metri.

 

 

Come si può vedere dalla figura, abbiamo la prima parte, dal centrale (o balun) alla trappola, risonante sui 40 metri, che avrà una lunghezza di circa 9,90 metri per braccio, e l'ultima parte, dalla trappola all'isolatore, che porta in risonanza tutto il dipolo sugli 80 metri, con una lunghezza di circa 7 metri per braccio (queste sono lunghezze che variano da installazione a installazione, quindi bisognerà ritoccarle a seconda del ROS). Come si nota dalla figura, al termine dei bracci di ogni banda ci sono dei piccoli stub lunghi 30 cm, fatti con lo stesso filo del dipolo (filo di rame da 3 mm ricoperto), che servono per la taratura fine. Infatti se la frequenza di risonanza è vicina a quella da noi desiderata, ma ancora troppo in basso, accorceremo questi stub di 2 cm per volta fino a trovare l'optimum. In questo caso non ho utilizzato una trappola in cavo coassiale, ma ho optato per una trappola costituita da un condensatore e una induttanza distinti, la classica soluzione L-C. Come supporto ho utilizzato un tubo in Teflon da 40 mm (qualsiasi supporto isolante va bene, sconsiglio il PVC), dove ho praticato dei piccoli intagli uno accanto all'altro, per l'inserimento del filo per la bobina (filo di rame argentato o rame smaltato). L'avvolgimento dovrà risultare lungo 70 mm e le spire dovranno essere 23, quindi avranno una certa spaziatura. Per il condensatore ho utilizzato un pezzo di basetta a doppia faccia con dimensione di 2x12 mm, questa basetta risulterà avere una capacità di 61 pF.

Si inserisce il condensatore all'interno del supporto e si collegano i due capi ai due capi della bobina, a questo punto, con il solito GDM, si controlla la frequenza di risonanza, questa sarà sicuramente più bassa di 7,050 MHz, per la taratura non ritoccheremo la bobina, ma il condensatore, andremo a limare i lati poco per volta, fino a quando porteremo la trappola alla giusta frequenza di risonanza. Buona costruzione e buoni DX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ho deciso di realizzare un dipolo bibanda per i 10 e 20 metri, con la stessa tecnica del dipolo trappolato realizzato per i 40 e 80 metri. Quindi ho realizzato la trappola risonante sui 10 metri. Il supporto utilizzato è stato un tubo in PVC da 32 mm (il PVC in taluni casi ha problemi di assorbimento della RF, per testare la qualità del supporto ho provveduto ad inserirlo in un forno a microonde, se si scalda troppo e si scioglie è PVC non idoneo a questa realizzazione, se invece resta freddo o appena tiepido allora il supporto è perfettamente idoneo a questo utilizzo). Ho avvolto 8 spire di cavo elettrico da 2,5 mm, però si può utilizzare anche di altre sezioni, adeguatamente spaziate su una distanza di 12 cm. Il condensatore è la solita piastrina in vetronite a doppia faccia, la misura di questa è stata di 10 cm x 2 cm, la capacità iniziale è attorno ai 50 pF.

 

 

Si inserisce il condensatore all'interno del supporto e si collegano i due capi ai due capi della bobina, a questo punto, con il solito GDM, si controlla la frequenza di risonanza, questa sarà sicuramente più bassa di 28,500 MHz, per la taratura non ritoccheremo la bobina, ma il condensatore, andremo a limare i lati poco per volta, fino a quando porteremo la trappola alla giusta frequenza di risonanza. Buona costruzione e buoni DX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Purtroppo il terrazzo della mia attuale abitazione è abbastanza piccolo, lo spazio disponibile mi permette di stendere, per giunta a V invertita, solo un dipolo per i 40 metri. Però vorrei tornare ad essere operativo anche in 80 metri, quindi come fare? Inizialmente avevo pensato ad inserire una trappola sul dipolo dei 40 metri ed allungarlo con i segmenti per gli 80, sicuramente sarebbe venuto più corto di un full-size per gli 80, però questa soluzione è stata scartata in quanto avrei avuto bisogno comunque di ulteriori 15 metri in totale, e purtroppo non ho questa disponibilità di spazio. Quindi cosa fare? Ho pensato ad un dipolo a se stante per gli 80 metri però raccorciato, per i puristi caricato. Ho cercato in rete qualcosa ma c'è davvero poco, dopo qualche giorno mi sono imbattuto in un foglio excel dove, immettendo i dati necessari, il programma mi indica di quante spire deve essere fatta la carica ed a quale distanza dal centro piazzarla. Il foglio di calcolo è stato realizzato da IK7JWY, ne trovate qui il link per poterlo scaricare  http://www.hamradioweb.org/downloads/induttanza%20antenne%20raccorciate.xls

Dopo aver scaricato il foglio in exel ed averlo studiato ho iniziato i miei calcoli, insomma l'antenna doveva essere lunga al massimo 24 mt totali, la bobina di carica piazzata al centro di ogni braccio, quindi a 6 metri dal centro, il supporto utilizzato un tubo in pvc di colore grigio, mi raccomando fate le prove per capire se pvc idoneo ad essere utilizzato con RF, di diametro di 50 mm, lunghezza totale 27 cm. Le spire sono 65 su una distanza di 24 cm, quindi risulteranno ben serrate tra loro, il filo utilizzato è normale filo elettrico da 1,5 mm., l'induttanza risultante sarà superiore ai 44 microH.

Ho provveduto al montaggio del dipolo, inizialmente la risonanza era molto più in basso rispetto alla banda amatoriale degli 80 metri, ho provveduto ad accorciare di oltre 2 metri per braccio l'antenna per portarla a risonanza, quindi praticamente l'antenna è lunga circa 20 metri, consiglio comunque di partire dai 23 metri calcolati dal software e poi accorciare fino alla risonanza utile. L'antenna adesso ha un ros di 1,1 a 3.620 MHz, l'unico problema è che ha una banda utile molto stretta, attorno ai 50 KHz, comunque facilmente accordabile, è comunque una antenna di compromesso che mi permette di essere operativo anche con i miei problemi di spazio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La J-Pole è stata costruita per avere una compatta antenna da mettere sul balcone e poterla sfruttare per il cluster locale, come si può vedere dalla figura non ha bisogno di radiali di massa, quindi risulta essere molto comoda e portatile.

L'esemplare da me realizzato non è altro che una fotocopia della J-Pole ARROWS (ditta americana). Sò bene che la normale J-Pole per i 2 metri potrebbe risuonare in armonica anche in 70 cm, ma i signori della ARROWS hanno realizzato un esemplare bibanda in fondamentale, questo il motivo della strana conformazione a 3 stili anzichè 2 come di solito è la J-Pole. Da prove effettuate il ros è nullo sia in VHF che in UHF, per quanto riguarda le prestazioni non posso dare giudizi in merito data la pessima posizione che ho dato all'antenna (balcone di appartamento situato al 2° piano). Però quello che a me interessava è stato ottenuto, una compatta bibanda senza radiali. Le misure sono le seguenti:

Stilo lungo:1458 mm                 Distanza tra stilo lungo e medio: 114 mm

Stilo medio: 489 mm                 Distanza tra stilo medio e corto: 36 mm

Stilo piccolo: 159 mm

 

Il polo caldo andrà allo stilo medio e questo sarà isolato dal resto dell'antenna, il polo freddo si potrebbe mettere anche sul supporto, quindi risulterà che gli stili piccolo e grande saranno in corto insieme al supporto, spero di essere stato abbastanza chiaro, comunque è più facile a costruirla che a spiegarla.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In passato ho avuto brutte esperienze con il PVC, quindi adesso quando decido di realizzare una qualsiasi antenna che abbia questo tipo di supporto provvedo prima ad effettuare un test.

Taglio un pezzetto di pvc dal tubo che devo utilizzare, lo inserisco nel mio forno a microonde e lo accendo a massima potenza, mi raccomando di utilizzare solo la funzione microonde escludendo eventuali grill elettrici. Se dopo 5 minuti dentro il microonde il pezzo di plastica resta freddo o appena tiepido allora è idoneo ad essere utilizzato come supporto per utilizzo con RF, se invece diversamente tende a sciogliersi allora è da scartare. In foto un esempio di PVC non adatta all'uso con RF.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le trappole sono dei circuiti L-C accordati a risonanza parallelo, la loro funzione è di isolare dei tratti di antenna quando si è alla frequenza di risonanza, al di fuori di questa cessano dalla loro funzione, quindi si comportano come degli interruttori, aperto alla frequenza di risonanza, chiuso quando questa è lontana. Alle frequenze più basse di quella di risonanza si comportano come delle induttanze, quindi c'è un accorciamento nelle dimensioni fisiche dell'antenna, alle frequenze più alte si comportano come dei condensatori. Qualcosa in più si capisce dalla figura sottostante.

Quindi le trappole vengono utilizzate per rendere pluribanda una antenna, ma non è tutto tutto oro quello che luccica, è vero che se mettiamo una trappola l'antenna diventa bibanda, ma è anche vero che questa assorbe preziosa energia RF. Quindi un dipolo trappolato, rispetto ad uno semplice, avrà sicuramente delle prestazioni più o meno scadenti, dipenderà dalla fattura della trappola stessa, dal suo avvolgimento, dal condensatore e dal supporto isolante.

Abbiamo diversi tipi di trappole, il tipo più comune è la soluzione L-C, con induttanza e capacità distinte.

Costruisco le mie trappole utilizzando come supporto dei tubi in Teflon, dove pratico sulla superficie delle piccole gole, che servono per far passare il filo per la bobina e avere la giusta spaziatura. Come filo per l'avvolgimento utilizzo rame smaltato o rame argentato da 2 mm. Per il condensatore uso una basetta a doppia faccia con dimensioni 2x12 mm. Nelle mie applicazioni la parte fissa rimane la bobina, mentre vario la frequenza di risonanza della trappola, diminuendo la capacità.

Un altro sistema per la costruzione delle trappole è quello di costruirle in cavo coassiale, in questo caso non c'è la necessità della costruzione del condensatore, perchè questo elemento è già all'interno del coassiale, possiamo vedere la schematizzazione elettrica e pratica nelle figure sottostanti.

Quindi per variare la frequenza di risonanza di queste trappole bisogna o accorciarle o distanziare le spire dell'avvolgimento per la taratura fine.

La taratura delle trappole è uguale per ogni tipo, bisogna utilizzare un dip-meter e un frequenzimetro o al limite il ricevitore (la costruzione del dip-meter è spiegata nella sezione Strumenti). La trappola deve essere appoggiata su un banco di lavoro isolante e non deve essere collegata a niente, si avvicina la bobina del dip-meter a 10 cm e si controlla che avvenga il dip (brusca deflessione dell'ago dello strumento al variare della capacità). Se ciò non si verifica si avvicina ancora lo strumento fino a quando si ottiene il dip. A questo punto, trovato il dip, ci si annota la frequenza di risonanza, e se troppo alta, cominceremo a limare il condensatore per la trappola L-C, ed ad accorciare la bobina per la trappola in coassiale. Faremo ancora le nostre prove con il dip-meter, fino a tarare la trappola alla frequenza di risonanza. Facile no, spero di essere stato esaustivo nella mia spegazione e sono a disposizione per chiarimenti e delucidazioni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il balun ha una funzione preminente ed importante in qualsiasi modello di antenna di tipo simmetrica (dipolo, direttiva yagi, ecc), il suo compito è di adattare il cavo coassiale di discesa (linea non bilanciata) ai terminali dell'antenna (bilanciata). Ti chiederai perchè mai devo adattare la discesa all'antenna? Semplice perchè se non lo faresti si avrebbe una disimmetria nel lobo d'irradiazione dell'antenna, come si può vedere nelle figure sottostanti.

L'inserimento del Balun comporta altri intrinsechi vantaggi, come la riduzione o l'eliminazione dei disturbi TVI.

Fin qui si è parlato di balun con rapporto 1:1, che ha l'esclusivo compito di simmetrizzatore. Ne esistono altri tipi che oltre al compito su descritto si comportano anche da trasformatori, balun con rapporti 4:1/6:1, usati per trasformare le impedenze di antenne dai 200 o 300 Ohm ai 50 Ohm del cavo coassiale.

Nei testi sacri vengono spiegati una miriadi di balun, per le varie applicazioni e per le varie frequenze, quindi vi rimando alla lettura della bibliografia specializzata. L'unico Balun da me realizzato è quello in aria (il più semplice HI). Questo tipo di Balun si può utilizzare entro lo spettro HF dai 14 ai 30 MHz, esso non è altro che un avvolgimento con 12 spire di 15 cm di diametro (misure non critiche).