Yagi 2 elementi per i 18 mhz

Questo articolo e rivolto a tutti quei Radioamatori che vorrebbero sperimentare un'antenna semplice ed efficace senza cimentarsi in costruzioni difficoltose. Sin dall'inizio ho cominciato con L'autocostruirmi dipoli per le varie bande e,in particolare, un dipolo rotativo bibanda per i 18 e 24 MHz. Con il passare del tempo ho acquistato finalmente una tribanda Yagi 4 elementi per i 10-15-20 metri, certo una bella differenza dai dipoli eppure continuavo a lavorare anche sui 18 MHz. In questa banda ci sono delle aperture molto interessanti, anche se per poche ore si possono tranquillamente fare DX. I segnali ricevuti con il dipolo sono sempre deboli, cosi ho cercato di migliorare il sistema d'antenna costruendone una che avesse un certo guadagno rispetto al dipolo. Ho pensato subito ad una Yagi ma ho valutato anche altre possibilita' Ho girato a lungo tra le pagine di Internet cercandone una che facesse al caso mio, ma non sono riuscito a trovare progetti gia pronti o descrizioni complete di formule e spiegazioni per poterla costruire, cosi ho deciso di partire da zero, acquistando libri di antenne e studiando attentamente le parti di mio interesse.



In Fig. 1 e riportato lo schema completo dell'antenna con le relative misure che sono tutte in centimetri; sono stati usati dei tubi in alluminio anodizzato di vario diametro e spessore 2 mm. Per il boom (tubo sul quale sono montati il direttore e il radiatore) ho usato un quadrato 3x3 cm che avevo in casa, ma si pub usare qualsiasi altro supporto, l'importante e rispettare la spaziatura. I tubi da 2,5 cm entrano in quelli da 3 cm per 30 cm, quelli da 2 cm entrano in quelli da 2,5 cm per la lunghezza opportuna in modo da lasciare all'esterno la misura indicata. Nella parte che entra dentro il tubo e meglio mettere un po' d'olio in modo da diminuire al massimo I'attrito che ci sara tra i tubi, cosi da permettere un'age-vole taratura.
Come detto prima, bisogna adattare l'impedenza di 15 ohm circa ai 50 ohm della linea; per fare cio ho scelto il sistema "gamma match", ma si puo adattare anche con altri sistemi. Ho scelto il "gamma match" perche e semplice da costruire, si collega al centra dell'elemento radiatore senza spezzare il dipolo in due cosi da avere una maggiore robustezza, ed infine, converte un segnale bilanciato in uno sbilanciato cosi da evitare l'uso di un balun. Come si vede sempre nella Fig. 1, e importante collegare la calza della linea d'alimentazione esattamente al centra dell'elemento radiatore e il centrale ad un tubo d'alluminio di lunghezza calcolata (30.000 : MHz):16 = Lungh. in cm.
Cortocircuitato da un ponticello mobile, il quale serve per la taratura. Se il tubo ha diametro uguale al radiatore, si puo collocarlo a 5-10 cm di distanza; se e minore, il rapporto d'impedenza aumenta al variare della spaziatura (come avviene nel folded-dipolo). Ognuno puo decidere di assemblare i pezzi come vuole, rimportante e, ovviamente, rispettare le misure; per gli elementi io ho adottato il sistema che si vede in Fig. 2, dei ferma tubi fatti in ferro (purtroppo). In Fig. 3 si vede, in particolare, come ho collegato la linea all'antenna, utilizzando una scatola per impianti elettrici da esterno e montando tramite una squadretta di ferro zincato il PL. Infatti, la squadretta, tramite un bullone passante per l'elemento radiatore, e collegata al centro. Il polo centrale invece e collegato con un faston all'elemento del gamma match.








Cristian IZ3GAK

Tornando agli elementi parassiti, se sono piu lunghi rispetto al dipolo fungono da "riflettori" di solito se ne usa uno solo, mentre se sono piu corti fungono da "direttori". Come sappiamo, il dipolo irradia il segnale in due direzioni perpendicolari al dipolo stesso. Il riflettore viene visto dal dipolo come uno specchio, quindi il segnale irradiato da questo lato viene riflesso e rinviato dall'altra parte sommandosi al segnale gia irradiato dalla parte opposta. Il direttore viene visto come una lente, il segnale irradiato da questo lato, viene quindi "ingrandito". La combinazione di queste due situazioni forma un'antenna veramente performante.


Teoria della Yagi in sintesi
Molti avranno sicuramente costruito il classico dipolo, semplice, funzionale e veloce, ma perche non aumentarne le pre-stazioni con una semplice operazione? E' sufficiente aggiungere a questo dipolo uno o piu elementi, detti "parassiti", paralleli e ad una certa distanza per avere un guadagno di circa 5 dB. Un tale guadagno significa che se applico una potenzadi 100 W all'ingresso di quest'antenna e come se usassi un amplificatore lineare con una potenza di oltre 300 W all'ingresso di un dipolo per avere lo stesso risultato in trasmissione, ma la direttiva guadagna anche in ricezione, quindi come si puo facilmente dedurre, e sufficiente apportare piccole modifiche al sistema d'antenna per ricavarne grandi vantaggi.


Tornando agli elementi parassiti, se sono piu lunghi rispetto al dipolo fungono da "riflettori" di solito se ne usa uno solo, mentre se sono piu corti fungono da "direttori". Come sappiamo, il dipolo irradia il segnale in due direzioni perpendicolari al dipolo stesso. Il riflettore viene visto dal dipolo come uno specchio, quindi il segnale irradiato da questo lato viene riflesso e rinviato dall'altra parte sommandosi al segnale gia irradiato dalla parte opposta. Il direttore viene visto come una lente, il segnale irradiato da questo lato, viene quindi "ingrandito". La combinazione di queste due situazioni forma un'antenna veramente performante.

Calcolo e costruzione

Si parte nel calcolare la lunghezza d'onda della frequenza (centra banda) sulla quale far lavorare I'antenna:
lambda (metri) = 300/MHz, nel nostra caso:
300 : 18,100 = 16,57m quindi la spaziatura tra direttore e dipolo sara di:
0,1 x 16,57 = 1,66 m II dipolo (detto anche radiatore):
147 : 18,100 = 8,12 m Per il direttore si usa la formula:
139: 18,100 = 7,68 m


Taratura

La taratura e stata eseguita montando 'antenna su un palo telescopico a 4 m circa da terra. Per prima cosa bisogna verificare dove risuona l'antenna (minimo R.O.S.): nel mio caso risuonava piu in su di frequenza, quindi ho allungato gli elementi di circa 10cm per portarla a risuonare sull'intera banda, dopo di che ho regolato il ponticello del gamma match fino ad arrivare ad un R.O.S. 1:1 su tutta la banda e oltre. Questa e la prima taratura perche, quando si installera sul tetto, potra cambiare; nel mio caso e cambiato di poco ed aggiustando ancora le misure e ritornata in perfetta risonanza. Perdeteci pure del tempo per la taratura, non accontentatevi di un R.O.S. accettabile visto che si puo arrivare a 1:1, altrimenti almeno a 1:5.


Conclusione

Nella Fig. 4 si possono vedere le caratteristiche teoriche dell'antenna dopo la simulazione al computer. Come si vede, l'antenna, per la sua semplicita, ha un ottimo guadagno e da prove fatte, e notevolmente migliore del dipolo di prima. Il dipolo e la Yagi sono diretti nella medesima direzione e collegati tramite un commutatore d'antenna, cosi da poter rendermi conto delle differenze. Tutti i segnali provenienti dalla direzione della Yagi sono di gran lunga superiori, da SO passano a S5-6, mentre per i segnali che arrivano da dietro, sono piu forti nel dipolo: questo dimostra che l'antenna ha anche una buona attenuazione avanti/retro che dovrebbe aggirarsi intorno ai 12-15 dB. Anche se l'indicazione dello strumento del mio TS570D non e molto precisa, quello che pero' non si puo contraddire e la qualita con cui si ascoltano le stazioni ricevute. Infatti, in caso di QSO con segnali deboli, con una lieve difficolta a capirsi, in direttiva i segnali vengono notevolmente amplificati da permettere QSO senza alcun problema. Sul mio sito all'indirizzo www. cristian.caorle.com ho inserito un file MP3 dove si sente perfettamente la differenza in un QSO con gli Stati Uniti.
In Fig. 5 e visibile l'antenna finita.
Nella descrizione, come molte volte accade di trovare, l'autore cerca di spiegare in modo piu semplice e completo possibile senza tralasciare nulla ma, com'e capitato anche a me, non tutti riescono a capire perche e stato dato qualcosa per scontato che per il lettore tanto scontato non era; e per questo che chiunque volesse scrivermi al mio indirizzo di posta elettronica iz3gak@ alfa.it per ulteriori delucidazioni, commenti o migliorie saro a completa disposizione, anzi se ne costruite una scrivetemi per raccontarmi la vostra esperienza.
Buone costruzioni e buoni DX.